浅水受限区水下油气田开发方案

针对国内浅水油气资源开发环境影响及空间受限等问题,本文提出了国产浅水水下生产系统的总体设计方案。通过对浅水水下生产系统关键设备结构进行分析,提出了一种满足受限区海域开发要求的环境友好型设计思路。结果表明:通过系统和总体布置的设计,国产浅水水下生产系统与深水相比在单体重量、作业方式、维护检修方面更加经济。

水下控制系统测试台设计及试验研究

针对水下控制模块测试需求,文中设计了一种多功能水下控制模块测试台。水下控制模块(SCM)作为水下生产系统的核心部分,其安装成本高、难度大,且不便于在水下维护,因此,在其入水前必须对其进行严格的功能测试,确保在水下工作的可靠性。首先,对关于水下控制模块测试的相关技术和标准进行研究,得出水下控制模块在测试台上进行的测试主要包括内部静水压力测试、液压内部泄漏测试和液压系统功能测试;然后,基于被测水下控制模块的性能指标对测试台的机械结构和液压系统进行了设计,并对上述测试内容的测试方法进行了研究;最后,通过试验对测试台的测试功能进行验证。文中研究为我国设计和研制国产水下生产系统测试设备提供了宝贵经验。

液压和气动控制系统安全切断块设计

为解决液压和气动控制系统设备安全问题,使工作人员进入设备危险区域后能够在安全条件下进行操作、维护和检查,以安全区域设计为理念,提出液压和气动控制系统安全切断块设计,利用安全PLC建立安全逻辑控制,满足GB/T 16855.1—2018/ISO 13849-1:2015机械安全标准,符合国际和欧盟设备安全认证要求。根据不同的安全功能、压力和流量要求,采用标准化模块化的方法设计安全切断块,以节省设计和投资成本。实践表明:安全切断块结构紧凑、设计合理,能有效切断设备动力能源,保障现场设备和工作人员的安全。

基于决策树的水下控制模块液压系统故障诊断方法

以国内首套国产化水下控制模块液压系统为研究对象,针对水下控制模块液压系统故障诊断中故障点的隐蔽性、故障原因的复杂性和交织性、相关因素的随机性等难点,分析水下控制模块液压系统的工作原理,确定水下控制模块液压系统的失效故障类型,分别提出基于决策树的水下控制模块低压油路和高压油路故障诊断模型及高效求解算法,准确有效地实现了水下控制模块液压系统的故障诊断。结果表明,水下控制模块液压系统低压油路易发生油路泄漏和堵塞故障,高压油路易发生DCV阀打开失败故障。研究结果能够为我国锦州某气田水下控制模块液压系统的故障诊断提供一定的理论参考和技术指导,对于预防油气泄露等有着重要意义。

水下控制模块液压系统控制性能研究

为研究水下2 000 m控制模块SCM液压系统在不同工况下的控制性能,建立水下阀门执行器开启和关闭过程动力学模型、长软管模型、电液换向阀模型,对相关参数进行计算,利用AMESim软件对整个液压系统进行仿真,得出执行器、液压动力源和水下控制模块之间的系统压力、回油压差和执行器活塞杆位移的动态性能关系,同时在SCM测试装置上利用SCM液压系统开启一个和多个阀门执行器,得到开启执行器供油压降对液压系统执行性能的影响。结果表明:该液压系统能对12路油路进行控制,水下紧急关断8个执行器比单个执行器延长17 s;液压系统完全开启和关闭单个执行器的每个动作在10 s以内;开启的油路越多,新开启油路压降就会越小,响应速度越快。

辽河油区稀油油藏防砂技术研究与矿场试验

辽河油区稀油油藏曙三区和沈67块的总体防砂思路是防排相结合,重点是在曙三区杜21块新井实施系统工程优化,为新井防砂提供有效的技术支持,并在老区老井防砂手段上进行技术改进与完善,解决了树脂砂强度的问题,完善了携砂液的性能,同时采用排砂、防砂相结合的方法,在两个区块共施工97井次,取得了良好的试验效果。

水下采油树液压执行机构开启过程中相互干扰的研究

水下油气开采过程中,水下采油树上有多个液压执行机构,这些液压执行机构的开启由位于采油树上的水下控制模块(SCM)控制。当依次开启这些液压执行机构时,由于供液管线内液压油的压降变化,液压执行机构之间会相互影响,有时甚至会导致误动作的产生。采用AMESim软件,建立了水下采油树多个液压执行机构动作时相互干扰的模型,通过仿真分析它们之间的相互影响产生的干扰及改善方法。仿真结果表明,增大蓄能器容积和增加脐带缆供油管线管径均能一定程度改善甚至消除执行机构之间的相互影响导致的误动作情况。从理论上分析了这两种方法如何结合才能在避免液压执行机构误动作的同时节省经济代价。

水下控制模块测试系统的系统设计与实验研究

As a core part of subsea production systems,subsea control modules(SCMs)are costly,difficult,and expensive to install and inconvenient to use in underwater maintenance.Therefore,performance and function tests must be carried out before launching SCMs.This study developed a testing device and an SCM test by investigating SCMs and their underwater.The testing device includes four parts:a hydraulic station,an SCM test stand,a signal generating device,and an electronic test unit.First,the basic indices of the testing device were determined from the performance and working parameters of the SCM.Second,the design scheme of the testing device for the SCM was tentatively proposed,and each testing device was designed.Finally,a practical measurement of the SCM,in combination with the hydraulic station,SCM test stand,signal generator,electronic unit,and highpressure water tank,was carried out according to the test requirements.The measurement mainly involved equipment inspection before testing and an experimental test for the SCM.The validity and feasibility of the testing device and method were simultaneously verified through an association test.

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。

液压孔口高低温流体力学实验装置的研制

针对液压孔口在高低温条件下进行实验时,系统供油困难和油液温度难以控制等问题,提出了一种将油液、机械式供油机构、被试液压孔口和传感器高度集成的一体化实验模块,其能够被整体置于高低温箱中进行驱动和实验。基于一体化实验模块,进一步研制了液压孔口高低温流体力学实验装置,采用了变频电机驱动的螺母丝杆机构来控制系统供油量;结合虚拟仪器技术,设计了测控系统,实现了实验装置的自动控制和数据采集,并通过各种信号抗干扰及传感器校正方法提高了测试精度。研究结果表明:该实验装置能够方便、高效地完成各种液压孔口在高低温环境温度下的流体力学实验,为开展相关基础研究提供了一个良好的实验平台。

深水管汇SCM试验机的设计研究

该文对深水管汇SCM的设计进行了研究和探讨。通过对国外成熟产品的调研,确定了SCM的总体结构组成;通过对常用液压系统的对比并结合深水SCM的特点,选定了适用的液压控制系统。根据深水SCM在位回收的要求,对连接和固定方面的机械结构进行了设计优化,最终确定了SCM试验机的设计方案,实现了SCM试验机的研发制造。

水下控制模块液压油路阀块设计原理及优化

水下控制模块油路阀块为水下控制模块液压系统的关键零部件之一,对其工作原理进行研究,依托实际项目参数设计油路阀块,并通过设置生产和测试工况下的不同载荷工况,利用有限元方法进行仿真分析,得到水下控制模块油路阀块的优化设计结果。

水下控制模块液压回路的清洗技术

水下生产系统水下部分的核心设施单元是水下控制模块(SCM)。SCM的控制功能的实现主要依靠液压回路为水下阀门提供驱动力。据有关统计,80%的液压元件故障与液压油质量劣化有关,劣化之中占比最大也最容易发生的是液压油含机械杂质从而导致清洁度不合格。因此对液压回路的冲洗为水下控制系统使用前的重要工作。本文作者从SCM液压系统设计者和生产者的角度,提出了一套完整的SCM液压清洗流程与检测标准,详细列出了所需设备的基本参数,为SCM清洗工作提供了参考。

水下控制模块下放回收工具丝杠动力源的选择计算

水下生产系统水下部分的核心设施单元是水下控制模块(SCM)。SCM的控制功能主要依靠液压回路为水下阀门提供驱动力来实现。SCM的下放、安装、回收是水下生产系统的一个重要课题,下放回收工具中常用的传动机构是丝杠螺母副。普通丝杠主要是利用滑动摩擦,效率通常为0.3~0.6,相比滚珠丝杠,传动效率和传动速度都较差,但因为其拥有自锁性,所以在起升机构中应用广泛。根据实际工程案例,通过力学分析计算,得到丝杠传动机构所需要的动力源——液压马达的功率及最小输出扭矩,可以用作动力源选型的参考数据。