无线仪表在海洋石油平台的应用及溯源方法的探讨

近年来,无线技术突飞猛进,已深入社会的各个方面。把无线通信功能集成在各类仪表、阀门及旋转设备上,可普遍应用在化工、石油、冶金、电力、食品、水处理、制药等自动化行业中。本文阐述了无线仪表在海洋石油平台的应用,并尝试探索其计量溯源方法。

多向荷载耦合作用下复合基础承载特性分析

针对水下石油生产系统复合基础在不同方向荷载耦合作用下的承载特性,分析复合加载模式下的破坏包络线。采用非线性有限元数值模拟方法,通过固定位移比法绘制竖向—倾覆、水平—扭转、竖向—水平—倾覆、竖向—水平—扭转荷载空间内的地基承载力破坏包络线,分析不同长径比和桩间距对不同方向荷载耦合作用下地基承载力包络线的影响,并分别将归一化处理后的竖向—倾覆、水平—扭转荷载包络线拟合为关于长径比和桩间距的包络线数学表达式。结果表明:随竖向荷载分量的增大,基础在二维荷载空间内包络线尺寸有所减小。结合实际工程应用,通过绘制地基承载力破坏包络线,对基础设计方案校核和评估,能很好指导工程实践与设计。

海洋钻采平台往复压缩机气流脉动和管道振动分析

考虑到往复式压缩机固有的机械振动特性,为了保证压缩机组在海洋平台上的稳定运行,采用平面波动理论和转移矩阵法,分析压缩机管道系统的气流脉动和管道振动,对管路、进口洗涤罐、缓冲罐及换热器等进行设计优化,有效避免了压缩机管道系统在不同操作工况下的气柱和管路机械共振问题,实现了在设计阶段对压缩机振动问题进行有效控制的目的。

基于HYSYS的往复式天然气压缩机橇数字孪生系统

针对海上平台电驱往复式天然气压缩机橇工艺机理分析映射难、运行监测不够全面、智能化运维水平较低等问题,创建了一套基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统。设计了数字孪生系统驱动方法,为HYSYS机理模型的输入参数采集和计算结果映射,以及系统的数据循环传输和功能执行提供理论基础。针对整体建模较为复杂的整橇天然气2级压缩流程进行了简化,并以此为基础进行了HYSYS软件仿真模型构建,将HYSYS模型冷却水流量的仿真计算结果与设备设计性能参数进行分析对比,验证了模型的映射性能。基于MySQL数据库和MATLAB编程构建了HYSYS与数据库的通信接口。搭建了数字孪生系统可视化软件操作平台,配套了硬件系统并进行了功能验证和有效性、实时性测试。研究结果表明:基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统可实时有效地实现天然气2级压缩流程较为全面的状态参数计算、在线监测和工艺机理分析映射。

基于K-means的水下控制系统集成测试风险分析

采用危险源辨识分析(HAZID)工具对南海某水下控制系统集成测试进行风险识别,研究水下电力和通信设备的联合测试等过程存在的风险,针对HAZID技术识别的测试风险,定义风险的3个指标,包括风险发生可能性、风险后果严重程度和风险预防控制能力,将风险进行K-means聚类分析,采用SPSS软件将风险分为重大风险、高风险、中风险、低风险等4个聚类等级,识别4类共21个测试风险。在实际运用中,该方法可为水下控制系统集成测试风险制定有针对性的措施,可高效、科学和系统地指导水下控制系统集成测试工作开展。

某风扇振动破坏的有限元模态分析及试验验证

针对某海洋平台天然气往复压缩机组中高压电机外风扇破裂问题,对风扇进行有限元振动模态分析,计算其固有频率和振型,同时通过试验模态测试验证了计算结果。模态结果表明,试验模态测试与有限元计算结果吻合良好;风扇1阶固有频率与转速3倍频接近,3阶固有频率与6倍频接近,容易引起低阶共振,且表现为弯曲和扭转的复合振动模态,是导致风扇破裂的主要原因。谐响应结果表明,风扇应力集中区域与风扇出现裂纹位置一致。

海洋平台超大型透平发电机组安装工艺

介绍了一种海洋平台上超大型燃气透平发电机组的安装工艺,该工艺采用了辅助定位架定位及同步顶升调平方法,具有设备安装快速准确、调平精度高、安全性好等特点,确保了超大型燃气透平发电机组的顺利安装,为今后海洋平台大型透平发电机组的安装提供一定参考.

石油装置模块化施工的研究

随着科学技术的不断进步,我国工业装置逐渐往大型化、密集化发展,近几年来越来越多的大型设备以及大型超高钢结构框架被广泛应用于石油化工装置中。石油化工工程建设模式由原来的集散型向小型设备整体安装,中型设备分段组焊,大型设备分片组焊的方向发展。

石油经济的风险与危机及其防范措施

现在,随着第三次科技革命的发展,我国的经济和社会取得了很大进步.人们的生活水平不断提高.但是,经济发展的过程中,我们要正视资源紧张的问题也在日益凸显.尤其是我国的石油资源,占有量少,加上资源消耗大,所以紧缺非常严重.2008年经济危机以来,石油也受到了影响,风险也越来越大.所以,面对石油的开采,国家应该站在一定的战略高度上,采取合理的措施,保护国家的经济发展和国家安全.

撬装式压缩机侧装新工艺及工程应用

以浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)P70深水项目集成阶段撬装式压缩机安装为实例,介绍安装原因和安装前的各项准备工作。该设备侧装时采用一种新工艺,即在特殊作业条件下,利用双层轨道二次滑移的方式将撬装式压缩机内压缩泵、齿轮箱和电机等三大主体部件陆续安装就位。新工艺可有效解决在模块之间狭小空间内设备无法顺利侧装的难题,对其他海洋工程项目的实施有一定的推广价值。

海洋油气平台油气分离中控系统仿真开发

从海洋油气平台油气分离中控系统的控制逻辑出发,简化抽取油气分离系统主要部件的控制模型,采用分段线性函数近似处理原本复杂的流量函数和容积函数,降低模拟仿真难度。在Unity3D中实现海洋油气平台油气分离中控系统作业仿真,可为海洋油气平台研发提供必要支持。

环保作业船上复合式收油设备的应用

随着国民经济的发展,工业生产中需要消耗大量的能源,尤其是以石油为代表的化石能源这大大促进了石油运输业的发展,但随之造成了溢油事故的日益频发。一旦发生溢油事故,就需要尽快派出作业船到达现场进行处理。但由于技术上的限制,当前在环保作业船上配备的收油设备效率较低,无法对突发的溢油事故进行及时、有效的处理,使得海洋生态环境遭到严重破坏。因此,为了有效提高溢油回收效率,减轻溢油事故所造成的危害本文对环保作业船上复合式收油设备的应用进行了研究。

新型立柱储油式半潜平台水动力特性频域分析

近年来,海上油气工业的远海化与超深水化对半潜平台的响应性能与储送油能力提出了新的考验。为适应更高的工作要求,我国设计生产了世界上首座具有凝析油储存和动力定位穿梭油轮外输功能的立柱储油式半潜生产平台,其运行时储油量的大幅度变化会对平台水动力特性产生影响。本文建立了考虑储油量变化的储油式半潜平台水动力模型并对其进行了频域水动力分析。结果表明:储油量越大,垂荡与横摇一阶波浪力越小,横荡一阶波浪力越大;横摇与垂荡方向的辐射效应受储油量影响大,辐射阻尼随储油量增多而减小,满载状态下最多分别减小22%与42%,附加质量变化规律类似;垂荡RAOs随储油量的增多而减小,最大差值约1 m/m,横摇RAOs在储油量6000 t时达到最大值1.45°/m;储油量变化使垂荡和横摇方向的自然频率发生偏移。

FPSO再沸器抗风浪型结构优化设计

针对浮式生产储卸装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)上常规再沸器易受风浪和晃动影响导致液面不稳定、壳程流体从堰板溢出、换热管干烧等问题,以南海流花16-2油田群FPSO轻烃回收处理流程中的脱丁烷塔再沸器为研究对象,通过分析FPSO船体摇晃特性,对再沸器内部结构进行优化设计;采用FLUENT软件对优化前、后再沸器在船体晃动条件下液面稳定性进行仿真对比分析。再沸器结构优化的具体形式为:堰板尺寸优化,新增防波板、后挡板与泄流底板。仿真结果表明:再沸器发生倾斜时,结构优化后的再沸器壳程内液相向堰板另一侧的溢出量显著小于结构优化前再沸器的溢出量;结构优化后再沸器在20 s后液面即可恢复稳定,结构优化前再沸器需36 s。研究结果可为晃动条件下再沸器的设计提供参考。

深水清管及注意事项

水下清管是深水油气开发必不可少的一项作业,也是一项高成本、高风险的工作。清管之前需进行多次风险评估;清管过程中,必须严格按照既定的程序进行;清管结束之后,后续工作还必须按照既定的程序完成,避免留下任何隐患,各个阶段都要做好安全风险分析,并有应急处理措施。

添加剂对钙钛矿太阳能电池性能的影响

为了钝化甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)钙钛矿薄膜表面的缺陷,在PbI2前驱液中引入氨基锂(LiNH_2)作为添加剂制备钙钛矿电池器件,对其电学性能、表面形貌、结晶性、紫外可见光谱和荧光光谱进行测试分析,考察不同质量分数LiNH_2对钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明:LiNH_2含有孤对电子,能够钝化钙钛矿缺陷,有利于光生激子的解离,提高器件的光电效率及稳定性;当LiNH_2质量分数为2%时获得了最优的器件性能,与无添加剂的器件相比,钙钛矿电池器件的开路电压(Voc)从0.96 V提升至1.00 V,短路电流(Jsc)从18.47 mA/cm^2增加至20.24 mA/cm2,填充因子(FF)从0.53提高到0.63,光电转换效率(PCE)由9.4%提升至12.6%,器件没有回滞现象。

水下管汇清管测试

水下管汇在下水安装前需进行清管测试,为保证清管测试成功,清管测试之前需进行内窥检测、通径测试和试通球测试。本文介绍了通径规和清管器的设计和选用方法,并详细叙述了清管打压和通球的过程,得出清管测试成功的关键在通径规和清管器的设计和选用,同时注意打压过程中保证注入液体的流量不能过小。

重力式油气水三相分离器工艺设计研究

本文针对如何提高卧式三相分离器的分离效率这一问题,对油气水三相分离器的设计进行了研究,结合油水分离的难点,给出了设计和计算油水分离设备时的要点。分析表明,在设计三相分离器时,针对不同的油水混合物,需要综合考虑液滴沉降、液滴的大小和停留时间对多相流动的影响。此外,还需要通过增加内件来提升油水混合物的分离效率。同时,分析了油水分离器内部构件对油水分离工艺的影响以及聚结板的工作原理,并给出了聚结板的设计及工程应用的选择依据。

不同调控方式下宽工况压缩机适应性分析

针对某海洋平台宽工况往复压缩机,提出了联合使用多种流量调控方式的气量调节方案。并基于力学分析和压缩机气阀仿真模型,研究了压缩机在不同调控方案下的适应性。结果表明,各典型年份调控方案下压缩机的动力性能适应性良好。其中,含排气旁通调节的压缩机调控方案可能会引起管道振动;采用转速调节则容易导致气阀发生颤振,反向角也不满足要求,故需关注气阀、轴瓦及十字头等零部件的运行情况。本研究为往复压缩机制定流量调节方案并保障压缩机可靠运行具有一定的指导意义。

重力式三相分离器内件布置对分离效果影响的数值模拟

对重力式油气水三相分离器的不同内件布置形式进行分析,旨在不增加内件用量的前提下,通过优化布置,达到更好的油水分离效果。提出一种新型内件布置形式,并对新型内件布置结构的油水分离效果进行数值模拟研究。评估不同工作环境下的油水分离性能。研究表明,采用相间布置聚结板组和均流孔板的分离器内件布置形式获得的油相浓度在分离区域比常规分离器高,油水分界面较窄且更加清晰。为提升海洋平台油水分离器的分离效率提供依据。