长距离水下生产复合电液控制系统电力分析与设计

随着回接距离增加,水下生产控制系统面临着低压长距离输电的新挑战。根据二端口网络和均匀传输线理论,建立了基于Matlab/Simulink的长距离水下生产复合电液控制系统单相交流和直流电力仿真模型。通过与文昌9-2/9-3/10-3项目电力分析报告和倒推法计算结果对比,验证了本文模型的正确性,弥补了SimulationX水下电力库只能进行单相交流仿真的缺陷。应用本文仿真模型得到了单相交流和直流2种不同供电方式下的建议设计方案,对比了单相交流和直流2种供电方式的优缺点及适用范围。本文所形成的水下生产控制系统电力分析建模方法和设计流程,对我国后续类似工程项目具有一定的借鉴意义。

水下生产复合电液控制系统液压分析方法研究

水下控制系统液压分析是水下生产系统设计的核心技术之一,它是确定控制系统液压设施配置的必要前提。我国海洋石油设计人员经过数年学习积累已具备控制系统液压分析的基本能力,并在多个水下油气开发项目中独立完成该项工作。基于实际项目经验并结合最新国际标准,论文针对应用最广的复合电液控制系统进行了液压分析方法的梳理,从液压分析的目的与内容及评价准则、液压分析软件、液压分析典型思路、液压分析典型阀门参数、液压分析实际案例等方面进行了阐述,可为今后水下控制系统设计提供参考。

电液换向阀在水下生产控制系统中的应用研究

以深海电液换向阀为研究对象,在介绍国外深海电液换向阀在复合电液型水下生产控制系统中的应用情况及国内外学者在深海电液换向阀研究领域取得成果的基础上,总结出电液换向阀应用在海洋深水工况条件下应具备的性能要求;通过分析深海电液换向阀的工作原理和技术特点,得出性能要求的实现方式;最后结合我国实际情况提出了几点电液换向阀研制建议,以期为深海电液换向阀的国产化研制提供参考。

水下电液复合控制系统方向控制阀技术现状

方向控制阀是水下电液复合控制系统的核心部件。以方向控制阀为研究对象,首先介绍水下生产控制系统的国际标准对方向控制阀的具体规定,了解方向控制阀的脱锁压力、性能要求、泄漏测试及清洁度要求等;其次分析国外知名厂家生产的方向控制阀的设计参数、结构原理及解决方案等,介绍了国外知名特种化学品公司提供的特制液压油;再次总结了国内方向控制阀的技术研究现状;最后结合我国海洋油气田开发迫切需求,提出方向控制阀研制建议,为方向控制阀国产化奠定基础。

流花4-1油田水下复合电液控制系统设计与应用

流花4-1油田水下生产项目是我国自主开发深水领域的第一个项目,该油田是依托老油田生产的边际油田,老油田所采用的直接电液控制系统已无法满足生产要求,因此设计了水下复合电液控制系统并进行了成功应用。该系统在增加了水下电力通讯单元和水下控制模块基础上,利用脐带缆技术实现了批量数据传输,使整个系统的水下传感器和执行器实现了规模化和自动化,增加了系统的安全性、可操作性和良好的数据反馈性,为流花4-1油田的稳产打下了坚实基础。

水下复合电液控制系统液压控制响应分析

目前国内外的水下控制系统多采用复合电液控制方案,该方案中各单元参数对项目投资和安全生产具有重要影响。采用Simulation X软件建立了水下液压控制系统模型,研究了阀门液压管路闭式连接及开式连接时阀门的打开和关闭时间,分析了水深、回接距离、脐带缆液压管径、水下蓄能器容积、蓄能器预充压力及工艺介质操作压力对阀门开启和关闭时间的影响。分析结果表明,脐带缆液压主回路采用闭式连接条件下,阀门管路采用闭式连接较开式连接有利于阀门更快关闭,对于开式连接可通过设置快速泄放阀来提高阀门关闭速度;较高的阀门外部海水压力和较低的工艺介质操作压力有利于阀门开启;设置水下蓄能器阀门开启响应时间较无蓄能器明显加快,选择较大的脐带缆液压管径和蓄能器容积有利于阀门开启,水下蓄能器预充压力高低应适中。

水下生产系统液控及化学药剂管线冲洗技术研究与应用

水下生产系统液控及化学药剂管线对清洁度的要求很高,针对如何保障清洁度要求并高效完成管线冲洗的技术难题,从冲洗的参数选取、设备配置、工艺流程方面进行了分析,根据介质的物性参数确定了合理的冲洗流量,配备了专业的冲洗装备,制定了完善的工艺流程,从而提升了冲洗效率,有效保障了工程项目的进度。

电液复合型控制系统水下控制模块的出厂测试技术

针对国产水下控制模块的构成、原理和功能需求,总结了一套适用于国产水下控制模块的出厂测试技术,重点对测试项目的技术方法和要点进行说明,为深水海洋工程装备的建造与测试提供参考。

直驱式电液伺服系统压力流量复合控制

为实现直驱式电液伺服系统优化的压力流量复合控制,建立了直驱式电液伺服系统流量和压力控制的数学模型。提出基于压力差切换参数的恒压力限流量控制方式。并在此基础上对压力流量切换控制方式进行修正。这种复合控制在满足系统稳定性的前提下,极大地提高了系统响应特性。实验结果表明,通过合理的积分及死区调节,两种控制方式均可使压力流量平稳切换,系统对执行机构及负载参数变化的敏感性降低,系统响应性能得到提高。这些结果证实所提出方法的效果。

水下生产设施液压控制仿真系统

为解决水下生产设施液压控制系统设计过程繁琐等问题,将AMESim软件的液压仿真技术与Visual Basic软件设计技术相结合,并将之应用于参数校核和系统仿真分析中。开展了对水下生产液压控制系统的工作原理以及组成元件的分析,建立了辅助软件设计与基本设计思路之间的关系,提出了水下生产设施液压控制仿真系统;在AMESim环境下开发了一套针对水下生产系统的液压元件库,实现了仿真领域的专业性;同时在Visual Basic程序开发上,根据设计人员输入的参数,校核相关标准,并将计算与输入的数据自动导入至AMESim仿真系统中,实现了水下生产系统仿真的过程控制;在中国海洋石油公司的一个项目中对辅助设计软件的功能和操作进行了评估。测试结果表明,针对水下生产设施液压控制仿真系统的设计开发可为相关设计人员提供界面友好、操作清晰的设计平台。

电液位置速度复合伺服系统控制策略

在电液伺服控制系统的许多实际应用场合,如塑料注塑机、压力机等成型机械,不仅要求较高的位置控制精度,还要求能够控制执行器运动过程的速度,以减小冲击,提高产品质量和生产效率。针对电液伺服系统速度/位置复合控制的要求,考虑力负载对位置控制精度的影响,提出带负载力补偿的速度前馈和位置反馈复合控制策略。导出速度前馈控制量计算模型,该模型能够反映实际负载大小和给定速度的要求;设计位移和速度给定信号发生器,实现了速度前馈控制和位置反馈控制的无扰切换;采用试验和数据拟合的方法,得出负载力补偿量计算公式。仿真和试验研究表明,采用所提出的控制策略,实现了速度和位置的同时控制,在不同负载下,对于不同的期望速度,不需要调节控制器参数,无论正向还是反向运行,都可以获得较好的控制性能。

基于电液复合控制系统功能的浅水测试技术研究

为掌握水下液控系统浅水测试技术,以常用的电液复合控制系统为基础展开研究。分析电液复合控制系统的组成、工作原理和功能要求,结合现有标准要求和国内外测试现状,提出浅水测试场需配置的测试系统及其连接方式,明确测试内容,编制测试流程,并阐述具体的测试方法。研究结果可为国内浅水测试场建设及水下液控系统浅水测试作业提供参考。

一体式电液复合制动系统制动力协调控制及试验

提出了一体式电液复合制动系统结构,研究了非紧急/紧急制动工况的制动力协调控制策略。分析了采用一体式主缸的制动系统结构原理,提出了制动力基本控制逻辑。研究了非紧急制动工况下的再生制动力和液压制动力的分配策略;分析了触发防抱死制动系统的两种情形,提出了电液复合制动到纯液压的防抱死制动协调控制策略。利用xPC target搭建了硬件在环仿真试验台架,对非紧急/紧急制动工况进行了试验。试验结果表明,所提出的一体式电液复合制动系统和制动力控制策略能够满足能量回收和与防抱死制动协调控制的需求。

并联机器人电液速度控制系统的模糊-线性复合控制

本文针对并联机器人的控制特点,综合运用优化理论和模糊控制理论,提出了并联机器人电液速度控制系统的模糊-线性复合控制策略,取得了满意的效果.

水下生产控制系统的发展

作为水下生产系统不可或缺的部分,水下生产控制系统的正常运行与否是影响海洋油气田安全性与可靠性的重要因素。介绍了水下生产控制系统的发展历程,分析了全液压控制系统、电液控制系统和全电控制系统等3种水下生产控制系统的工作原理及性能特点,并对这3种控制系统做了对比,指出多系统的应用范围。最后结合国内实际情况,提出了研制国产水下生产控制系统的建议。

间歇激励条件下电液伺服系统的复合自适应控制

针对电液伺服系统在间歇激励条件下的高精度轨迹追踪问题提出了一种复合自适应动态面控制方法.通过引入一阶指令滤波器对控制器设计过程中的虚拟控制信号进行处理.可以避免对其进行复杂的偏微分计算.为了实现对液压系统中未知阻尼系数与未知刚度系数的估计与补偿,设计了一种复合自适律,松弛了传统自适应控制方法中严格的持续激励条件.利用Lyapunov理论对闭环系统的稳定性进行了分析,并基于MATLAB/Simulink对比仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.

电液位置伺服系统的复合控制

单纯用反馈校正并不能满足仿真转台用电液位置伺服系统对频率响应的要求，本文提出用前馈─反馈复合控制方法，仿真及实验结果表明，对于改善系统的频率特性．特别是满足高精度转台对─１０°和─９０°频宽均有较高要求的特性，效果十分明显。

基于FMECA的水下生产控制系统风险识别

为识别水下生产控制系统风险点,改进系统设计及操作管理,避免在油气生产过程中产生严重的经济损失,以流花4-1油田为目标,分析了水下生产控制系统各设备功能和组成结构。采用失效模式、影响及危害性分析方法对水下生产控制系统进行风险识别,分析了各设备失效模式的失效影响、严酷度、危害度及失效原因。通过绘制危害性矩阵寻找对系统危害性较大的失效模式。分析结果表明,主控站Ⅰ类严酷度的危害性最大,对应的失效模式是误操作和无法完成指定操作。可采取加强人员培训、加强设备运行状态监测和定期检测等措施,来提高水下生产控制系统的可靠性。

全电水下生产控制系统设备发展现状

水下生产控制系统是水下生产系统的重要组成部分,其中全电水下生产控制系统与复合电液水下生产控制系统相比具有响应速度快、无污染、可靠性高等特点,是未来水下生产控制系统的发展趋势之一。本文分析了全电水下生产控制系统的工作原理及结构组成特点,阐述了全电水下生产控制系统的发展过程,对全电水下生产控制系统的关键设备进行了研究,以期为我国自主设计全电水下生产控制系统提供参考。

新型复合四通逻辑阀控高速数控冲压成型电液控制系统

提出了一种由通用标准液压元件高速开关阀与二通插装阀组成的复合四通逻辑阀,并将该阀组应用于高速数控冲压成型电液控制系统中。对系统进行了数学建模及基于S imu link的仿真研究,仿真结果表明该液压回路满足高速冲切要求。这种液压回路控制方法简单,可以降低成本和维护费用,具有普遍推广意义。