小型无人有缆遥控水下机器人智能控制方法

针对深度确定性策略梯度(DDPG)算法应用于无人有缆遥控水下机器人(ROV)运动控制时存在的坏样本影响学习稳定性、缺少环境探索能力以及学习时间长难收敛等问题,从神经网络结构、噪声引入和融合监督学习3个方面对DDPG算法进行改进,并提出了基于混合神经网络结构和参数噪声的监督式DDPG算法。仿真结果表明,监督式DDPG算法比常规DDPG算法和传统比例-积分-微分(PID)算法更加有效。

有缆智能分采技术在多层合采定向井中的应用——以渤海X油田B38井为例

由于衰竭开发,B38井生产2年后储层脱气造成油气干扰,影响该井正常生产。受大斜度、多层段和井段长等井况限制,该井不具备应用“Y”型分采管柱实施测试和控气措施,需要应用新的采油工艺技术。有缆智能分采技术可适用于各种井型,通过地面控制器实现对油井各层段产量、压力和温度等生产参数全过程实时监测及产量调控,同时也为油藏分析、评价和决策提供大量的数据支撑。B38井通过应用该技术,准确判断脱气层段,采取关闭主要产气层段、控制次要产气层段等措施,减缓了油气干扰,恢复了油井正常生产。该技术在渤海油田已经应用10井次,增油效果显著,具有很好的推广价值。

有缆智能一体化分注管柱在海上7″尾管注水井中的应用

以渤海油田某重点注水井为研究对象,针对当前7″尾管注水井调配所面临的问题,开展了有缆智能一体化分注管柱的探索与应用。结果表明,有缆智能一体化分注管柱有效弥补了常规调配设备短板,实现了注水井的精细分层调配,成效显著,具有极好的推广应用价值。

有缆海底观测系统进展及发展建议

有缆海底观测系统具备长期、原位、在线观测的技术优点,在海洋基础科学研究、资源与能源勘探开发利用、海洋灾害预报预警、海洋环境保护、航海与军事海洋环境保障等方面有广泛应用。阐述和总结了国内外有缆海底观测系统发展现状,分析了有缆海底观测系统关键技术、应用场景和数据衍生服务,从有缆海底观测系统顶层设计、创新发展、差异化研发,以及拓展有缆海底观测数据应用领域等方面提出了未来发展的具体建议,以期对我国海底观测系统的发展提供有益的借鉴。

探讨大倾角固体矿产深孔有缆随钻定向钻进

为了更加深入地了解定向钻进技术应用效果,以大倾角固体矿产深孔有缆随钻定向钻进技术为对象展开探讨。首先介绍定向钻进技术,了解此技术应用原理。其次分别从选择定向孔轨迹测量仪和钻进工艺、定向钻探作业两个阶段展开论述,介绍定向钻进的各个阶段应注意的操作要点,最后总结定向钻进技术的应用效果,并且做出了展望,为今后矿产定向钻进总结经验。通过定向钻进技术的应用,有效减少了钻探进尺,旨在为今后大倾角固体矿产深孔钻进工作提供技术支持。

有缆智能配水器O形圈密封模拟研究

为研究有缆智能配水器密封用O形圈在高温高压工况条件下各密封参数的变化规律,利用ABAQUS有限元仿真软件,分析不同摩擦系数、沟槽倒角、沟槽底圆、压缩率、密封间隙对O形圈有效应力的影响规律。采用正交试验对五种密封参数作用下的O形圈最大有效应力进行极差分析。结果表明:O形圈最大有效应力随摩擦系数、密封间隙增大而增大,随沟槽倒角、压缩率增大而先减小后增大,随沟槽底圆增大而呈现波动现象且波动范围很小;影响O形圈最大有效应力的主要因素从大到小依次为摩擦系数、密封间隙、沟槽倒角、压缩率和沟槽底圆。采用优化密封参数后的有缆智能配水器目前已成功应用90余井次,密封效果良好,目前皆处于正常运转状态。

有缆分层注水一体化工艺的创新应用

随着渤海油田稳产高产、增储挖潜工作的深入开展,薄层油藏、低渗油藏、岩性小油藏等非主力油藏的开发利用显得越来越紧迫。以油藏地质分析及管柱配伍性研究成果为基础,设计研发了有缆分层注水一体化工艺,该工艺抛弃注水井原有防砂模式(外层防砂管柱+内层注水管柱),创新采用分层封隔器和中心管一体化形式的管柱灵活分层注水。通过进一步改进,这种模式能满足智能化注水(有缆测调、无缆测调等)工况需求,同时具备大排量注水、灵活分层、管柱遇卡率低、施工工期短等特点,优势明显。目前该技术已成功在渤海油田应用13井次,效果良好。

渤海油田325″有缆智能工艺优化研究

针对渤海油田传统分层注水技术无法即时进行数据采集及在线调配的问题,本文提出了325″有缆智能工作筒的结构设计,通过力学计算以及水嘴优化设计,开发了一种适用于渤海油田分层注水的小直径智能工作筒,对配套的流量计以及在线验封技术开展了理论分析研究,确保优化设计后的工艺能实现有效分层注水。

基于有缆遥控水下机器人的水电站检测方法

以三明市某水电站检测为例,将ROV应用于该水电站的水下检测工作,通过定性化图像分析和评估水下结构的具体状况。结果表明:水电站的粗栅、前池、进水口检修闸门槽、尾水、大坝溢洪道泄水闸的弧门前上游及下游闸墩、溢流面混凝土等水下结构及区域基本完好。粗栅的栅叶存在一定数量的树枝及垃圾淤积物;前池底板混凝土平整;进水口检修闸门槽基本完整,拦污栅细栅等结构存在锈蚀区域及垃圾淤积物;尾水区域水下结构良好,闸门槽埋件如侧轨等均存在锈蚀区域。大坝溢洪道泄水闸的弧门前上游及下游闸墩、弧门前堰顶、弧门的溢流面混凝土结构等基本完整,局部也存在缺陷。这一实际检测工作反映了有缆遥控水下机器人的应用特点,后期着力在实践过程中完善应用技巧并扩大应用范围。

全球有缆海底观测网概述

近期有缆海底观测网发展迅猛,世界各国包括加拿大、美国、日本和欧洲国家都依据自己的科学目标,建立了相应的有缆海底观测网。文章针对不同国家有缆海底观测网系统的组成和建设分别做了概述和评论。从1978年开始到现在,日本成功建设了10条有缆海底地震观测网,从早期同轴电缆作为主干电缆,发展到使用光电缆连接水下设施。加拿大成功建成近岸尺度和区域尺度两条有缆海底观测网。美国2012年成功建成目前世界上最长的一条区域海底观测网(约900km)。欧洲国家也正在开展在10个海区建立有缆观测网。跟随国外的步伐,我国和我国台湾地区也建立了自己的海底观测站(东海小衢山)和有缆观测网(中国台湾妈祖)。文章依据世界上已经建立的有缆海底观测网,分析认为与全球有缆观测网布设有关的遥控水下机器人是关键技术,并探讨了海底观测网今后的发展和面临的挑战。

一种适用于石油平台的有缆潜标系统的设计与布放方法

针对石油平台上的海洋环境动力检测,设计一套有缆潜标系统,并进行现场布放。该设计采用从海底到石油平台垂直布放一根受力钢缆,测量设备和通讯电缆依附于受力钢缆上。布放时采用船舶布放有缆潜标水下部分,平台布放有缆潜标水面以上部分,两部分在水面附近进行连接,调整受力。该设计可以大大降低布放成本,避免有缆潜标系统缠绕平台桩腿等问题,有一定的工程施工参考价值,可以应用于石油平台的有缆潜标布放设计。

多功能模态切换的有缆遥控水下机器人控制系统设计与实验

针对一种面向海洋工程水下结构检测与清污、多功能模态切换的新型有缆遥控水下机器人(remotely operated vehicle,ROV)开发了一套水面水下控制系统.通过对机器人本体水下运动受力计算分析,设计出了动力推进系统,并搭建了水下控制器单元.水面控制台设计包含供电系统、操控系统、通信接口及上位机软件,可实现机器人遥控和监控2种模式下的中等范围搜索和定点观测,并可在浮游和爬行模态之间自由切换.水下机器人姿态测试、定航、定深实验表明:该ROV控制系统性能可靠,能够满足复杂多变环境中的工作要求.

有缆水下机器人主动升沉补偿控制研究

针对母船的升沉运动影响有缆水下机器人的释放与回收的工程实际需求,提出了利用液压绞车降低中继器的升沉速度来实现水下机器人主动升沉补偿控制的方法,来提高水下机器人释放与回收的安全性能。建立液压绞车的数学模型并设计主动升沉补偿前馈控制器。水下机器人主动升沉补偿实验表明液压系统的非线性降低了液压绞车主动升沉补偿前馈控制的升沉补偿效率。针对液压绞车的非线性特性,设计了液压绞车主动升沉补偿预测控制算法,仿真实验表明基于液压系统参数辨识的液压绞车主动升沉补偿预测控制可以得到较高的升沉补偿效率。

基于电源线载波的有缆管道机器人通信系统

当有缆管道机器人的线缆长度增加时,其重量大增,与管壁的摩擦力会变得很大,严重影响了机器人作业时的最大行走距离及可靠性。为了克服该缺点,本文采用KQ-100E电源线载波调制解调模块,给出了载波电路图,制定了通信协议,描述了通信流程,从而实现了线缆内电源线与信号线的复用。该研究成果已应用于中央空调风管清洁机器人中。应用结果表明,该通信系统大大减轻了线缆与管壁的摩擦力,提高了管道机器人的可靠性,增大了其作业时的最大行走距离。

从有缆遥控水下机器人到自治水下机器人

文章给出了水下机器人的定义 ,依据定义进行了分类 ,简要回顾了几类重要水下机器人的进展 ,指出了无人无缆自治水下机器人 (AUVs)是当今水下机器人研究与开发的热点 ,介绍了最近 2 0年沈阳自动化研究所与国内外有关单位合作 ,在水下机器人领域从无人有缆遥控水下机器人 (ROVs)到AUVs的研究开发工作 ,它从一个侧面反映了我国在这一领域的进展情况。

平台基有缆潜标实时内波监测系统

研究开发了一套依托于海洋平台进行安装的有缆潜标实时内波监测系统。该系统由温度传感器、温盐深传感器(CTD)、定点海流计(DVS)、终端接收机、绞车、钢缆、电缆及锚定重块等组成。温度传感器、CTD和DVS依一定的空间间隔串行连接并固定在系泊钢缆上。系统利用电缆实时供电、采用可寻址RS485总线进行控制和数据传输。集成的有缆潜标内波监测系统在中海油所属的PY30-1平台上进行了现场内波观测,成功捕获了多个内波过程,为获取长时间序列的内波实测数据、进而为开展南海内波机理和工程应用研究提供了有效的技术手段。

有缆遥控水下机器人在水利水电工程领域的应用现状与发展前景

在简要介绍常见水下机器人的分类及其应用特点的基础上,着重阐述了有缆遥控水下机器人(ROV)在我国水电水利工程领域的典型应用场景,如水库大坝闸门的水下检测与清理、消力池的水下检测、水库大坝坝体的检测,深入剖析其强项优势与短板弱项。结合现实需求与技术发展,描绘了有缆遥控水下机器人在高度智能化、自动化的水下操作,高效率、高精度的水下定位,简洁、高效的稳定控制三个方面的发展前景。

浅谈有缆遥控机器人在水利工程检测中的应用

本文结合当前有缆遥控机器人在水利工程领域的应用现状,归纳总结了有缆遥控机器人技术的发展特征,对有缆遥控机器人在水利工程应用中的关键技术和在水利工程检测中的应用方式进行了探讨。

海底有缆在线观测系统研究与应用综述

获取高质量海洋观测数据是维护国家安全和权益、保障人类生存与可持续发展、应对全球气候变化、开发利用海洋资源、防灾减灾等的重要基础。随着海底观测技术的发展,海底有缆观测已成为地球观测的第三个平台。通过借鉴国内外海底观测网的成熟技术,设计研发单节点海底有缆在线观测系统,主要包含海底观测、电力信息传输和陆上人机交互信息管理等三个子系统,具有高度可扩展性,可根据监测需求集成安装常用的各类海洋观测仪器和水下高清摄像头,从而实现海洋环境和水下生物资源的原位、长期、连续、稳定的在线观测。研发的海底有缆在线观测系统构造简单、扩展性强、经济成本低,已广泛应用于山东省海洋牧场观测网的海洋生态环境和渔业资源、辽东湾的冬季海冰、海洋牧场与海上风电的融合效应、河流入海口水质、海上溢油等不同领域的业务化监测中,为我国海洋生态环境保护与修复、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾等提供了高质量的科学数据支撑。海底有缆在线观测系统是业务化海洋在线观测技术领域里的创新研究,具有重要科学意义和广泛应用前景。

海上油田有缆式测调一体化注水工艺及应用

为了克服现有的注水测调工艺均需依赖钢丝电缆作业的不足,研制了海上油田有缆式测调一体化注水工艺技术。该技术不依赖于钢丝电缆作业,能够满足海上油田大斜度井、水平井分层注水需求,实现海上油田精细、高效注水,并保证注入安全。现场应用表明,该技术施工成功率100%,有缆式测调精度达到80%以上,单层配注量最大1 000m3/d,测调一体化配水工作筒已运行时间700d,各项指标正常。实现了井下流量的实时监测和注水量的自动调整,保证了分层注水合格率,减少了后期的调配作业以及修井费用,具有较好的推广应用前景。