海洋石油修井机优化设计探讨论文

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海上油气开采设备的设计优化与性能改进

海上油气开采设备的设计优化与性能改进

海上油气开采设备的设计优化与性能改进近年来,随着全球能源需求的不断增加,海上油气开采成为了国际舞台上的重要任务。

海上油气开采设备的设计优化与性能改进对于提高采油效率、降低成本、减少环境污染具有重要意义。

本文将就此进行探讨。

首先,海上油气开采设备的设计优化应考虑以下几个方面。

第一,设备的结构设计要合理,能够适应恶劣的海上环境。

这包括抗风、抗浪、抗冲击等能力的提升,以保证设备的稳定性和安全性。

第二,设备的尺寸和重量要尽量减小,以便于安装和维护。

第三,设备的材料应选择耐腐蚀、耐海水侵蚀的材料,以延长设备的使用寿命。

第四,设备的自动化程度要高,能够提供准确可靠的监测和控制功能,以提高开采效率。

在性能改进方面,海上油气开采设备可以通过以下几种途径来实现。

首先,改进开采技术,提高采油效率。

例如,通过改变开采压力、注水压力等操作参数,优化开采方案,以提高油气产量。

其次,优化设备的节能性能。

例如,通过改进泵类设备的结构和材料,降低能量损耗,提高设备的能效。

再次,改进设备的可靠性和维护性。

例如,增加设备的智能化程度,提高设备的自动识别和故障处理能力,减少停机维护的时间和成本。

最后,加强设备的环保性能。

例如,改进废气、废水处理设备,减少对海洋生态环境的影响。

此外,为了进一步推动海上油气开采设备的设计优化与性能改进,我们还可以借鉴其他领域的先进技术。

例如,航空工业领域的先进材料和结构设计可以为海上油气开采设备的设计提供借鉴。

同样,自动化技术在制造业等领域的应用经验可以为海上油气开采设备的智能化改造提供参考。

此外,还可以加强与国内外科研机构和企业的合作,开展联合研发,共同攻克技术难题。

最后,政府部门在海上油气开采设备的设计优化与性能改进过程中扮演着重要的角色。

政府应加大对相关科研机构和企业的扶持力度,在资金、政策和人才等方面提供支持。

同时,政府还应加强对设计和施工过程的监督和管理,确保设备的质量和安全。

此外,政府也可以引导和推动油气企业加大研发投入,提高自主创新能力,推动我国海上油气开采设备的技术水平进一步提升。

石油井下修井作业技术改进优化措施探讨

石油井下修井作业技术改进优化措施探讨

石油井下修井作业技术改进优化措施探讨在当前国民经济稳中向好的大背景下,科学技术也取得了空前的发展契机,石油行业的发展速度更加迅猛,与之相关的井下作业修井技术也得到了突破。

但需要意识到的是,井下作业修井技术的复杂度较高,同时对应的施工难度也普遍偏大,在实际操作过程中极容易受到诸多因素的阻碍,由此阻碍了修井作业的顺利进行。

标签:石油;井下修井作业技术;改进优化措施引言通过对石油井下修井作业管理方法及修井技术措施的研究,不断提高修井作业施工的作用效果,及时恢复油水井的正常运行状态,保证油田生产的顺利实施,达到预期的油气产量,满足油田开发的经济效益要求。

1当前在井下作业修井过程中出现的问题员工的操作技能有待提高。

油井井下作业由于作业环境非常复杂,危险因素非常多。

由于井下修井作业的特殊性,对作业人员的要求往往非常高,然而现实很多修井作业人员的技能和经验往往不能满足修井工作的需要,不仅修井质量不能保证,作业安全风险比较多,安全事故比较高,容易对油井造成损伤,需要及时进行解决,否则容易造成恶性循环。

工作时间随意性比较大。

由于各个油井的位置往往相距很远,导致工作人员的分布非常分散。

此外,外部环境的各种因素,如天气、地域等都是作业人员所不能把握的,这些因素的产生,对井下修井作业人员来说,其阻碍作用往往比较大。

因此,导致作业人员工作时间随意性比较大,很多员工还没有做好充分的准备工作,就投入到作业中去,这对修井作业质量造成了非常大的影响,发生安全风险的概率极大增加。

2提升石油井下修井工作管理水平的措施2.1强化作业过程的控制在修井作业的实际操作过程中,技术人员经常处于与地表无论是湿度、气温还是氧气含量都截然不同的环境进行施工,甚至还会出现许多不可控因素出现,这些都对修井作业造成了严重的负面影响。

另外,修井作业要求高且工序复杂,一旦某个环节出现了一丁点失误都会严重阻碍整个修井作业的质量与进度。

所以对于施工管理人员来说,对于施工内容应该提前进行检测并且针对当地的具体地质环境,赶在作业之前制订出一份切实可行的方案,确保修井作业的质量与安全。

海底钻井系统的控制与优化策略研究

海底钻井系统的控制与优化策略研究

海底钻井系统的控制与优化策略研究随着现代海上油气勘探的深入发展,越来越多的海底油气储量被发现,使得海底钻井技术得到了广泛应用。

海底钻井系统是依靠复杂的技术流程和设备完成的,其控制与优化策略对于实现高效、安全、稳定的钻井作业至关重要。

一、海底钻井系统的组成海底钻井系统由钻井船、浮式钻井平台、海底设施及井口设备等部分组成。

其中,海底设施是指沉入海底并支撑井下钻井设备及钻头的结构,包括海底井架、海底沉积、井壁衬套等;井口设备则是指井口的各种设备,包括作为钻井口的井口堵头、作为钻头的进出口的活塞及其密封装置、井口衬套、石油套管等。

二、海底钻井系统的控制控制海底钻井系统要考虑到各种技术参数和状况,主要包括控制井深、控制井内压力、控制泥浆质量、控制钻井液的密度等。

其中,钻井液是海底钻井系统中最重要的介质之一,它不仅起到了冷却钻头、带走岩屑、保持井壁稳定等多种作用,而且可作为监测井下情况和调节井下工作的手段。

为了使钻井液的性能达到最佳,需要对其进行配比和调节,并且需要根据井下情况及时进行钻井液的配方调整。

另外,海底钻井作业的控制还需要考虑作业安全问题。

在高压、高温、高度较大的海底钻井环境中,设备的保护、操作人员的安全、事故应急措施的制定都是必不可少的。

三、海底钻井系统的优化策略海底钻井系统优化策略可以从以下几个方面入手:一是引入新技术,优化钻井流程。

如采用新型钻头等设备,降低钻井时的阻力,提高钻井效率;二是优化钻井液体系,选择更适合海底钻井需求的钻井液种类和配比;三是进行设备维护与管理,及时对设备进行维护、更新和更换,保证钻井设备的稳定性;四是主动采取节能措施,减少能源浪费,降低成本投入。

此外,海底钻井系统优化策略的实施还需要对钻井数据进行全面分析和应用。

海洋环境复杂多变,海底钻井过程中产生的数据也极其复杂,如何有效运用这些数据,对于优化系统运作、提高产量至关重要。

四、海底钻井系统发展趋势未来,随着科学技术的进步,我们预计海底钻井系统将出现多种新型技术和设备,如智能钻头、智能隔水带等,这些设备将会大大简化施工现场操作,提高施工效率和施工质量。

“海洋石油981”深水钻井平台钻井系统的优化设计

“海洋石油981”深水钻井平台钻井系统的优化设计
优 化 设计 的关键 。




学术论文
2 设计系统 的设计 、建 造 与检验 需满足 AB S和 C CS《 海 上移 动平 台入级 与建造 规范 》 ,美 国石油 学会 ( A P I ) 关 于钻 井 设备 及其 装 置 的规 范要 求 ,还 需 满足 美 国船 级 社 ( ( G u i d e f o r t h e C e r t i i f c a t i o n o f
2 . 3 区域 等级
钻井 系 统主 要 区域等 级划 分 为 :井 架 主要 空 间为 非防 爆 区域但 所有 电气 设备 需满 足 二类 防爆 区 域要 求 ,钻 台面风墙 以下井 口区域 外 的区域 为二类 防爆 区 ,月池 区域井 口半径 1 . 5 m 以内为一类 防爆 区 ,半径 3 m 以 内为 二类 防爆 区 ,主 甲板与 上船 体底面 之 间的空 间为二 类 防爆区 ,隔水管 堆场 围阱 区 为 二类 防爆 区,泥 浆池和 振动 筛房 为一类 防爆 区 ,其它 空间 为非 防爆 区。
主 要活 动组 合钻 柱和 钻 井作业 不 能 同时进 行 。
( 4 )缺少采油树下入吊车。不能使用平台下采油树 ,或者后期需对平 台进行改造。 ( 5 )自 动化程度低 。通常采用简单的控制与操作 ,操作人员多,工人劳动强度大。由于工人与
各种 设 备 的直接 接触 ,作业人 员 的不 安全 性相对 较 高 。 由于 以上 不足 的存 在 , 决定 了传 统 半潜 式钻井 平 台作业 效 率较低 和 劳动 强度较 大 。 “ 海洋 石油 9 8 1 ” 平 台为 国际上最 先进 的第 6代 深 水半潜 式 钻井 平 台, 在 项 目设计 阶段 如何 解 决 以上 问题 成为 钻井 系统

海洋修井机存在问题的探讨

海洋修井机存在问题的探讨

海洋修井机存在问题的探讨摘要:海洋修井机在国内经过近20年的发展,已初步形成系列化,但与国外海洋修井机相比,仍存在整机设计、防腐处理、质量控制和管理水平以及技术资料准备等方面存在问题。

从海洋修井机技术现状及海洋油田发展需求出发,提出了我国在役海洋修井机目前存在的问题和解决办法。

海洋修井机设计、生产、制造,形成了一系列的功能基本能满足海洋油田的需要。

但由于海洋修井机在中国起步较晚,与国外相比还有很大差距海洋修井机。

在这里,对海洋修井机问题进行了讨论。

一、海洋修井机服务问题和解决方案1.机器的设计水平需要进一步提高1.1结构设计问题,与国外相比海洋修井机在国内海洋修井机的结构设计有一个较大的差距,主要表现在:①使用软件设计。

国外海洋修井机他们的设计基本上都是采用了三维设计软件的设计,使用常用的三维设计软件Solidworks。

使用三维软件设计的产品,会使设计师设计的结构有一个清晰的理解空间,设计的产品在生产的过程中不存在设计不完美或不存在互相干扰的问题在组装过程。

目前国内海洋修井机结构设计主要依赖于二维软件AUTOCAD软件,二维设计不如一个三维的设计有很好的空间结构模型,所以经常出现设计不符合设计者的要求。

②结构设计使用的材料。

外国钢铁类型可选的范围更广泛,在结构设计中可以根据需要选择合适的材料,因此设计的结构重量轻,结构紧凑,合理。

和国内因为没有合适的材料,通常需要使用其他的材料来代替,所以必须加大材料规格,这样做出来的东西是很重的。

1.2管路的设计问题的国内海洋修井机管路设计,主要是二维设计流程图,然后再现场配管,这种设计方法与国外的三维管路相比落后很多。

三维设计的管道在结构和空间的关系是非常清楚的,而且所有的管路都可以提前预制,施工时当直接安装,施工效率高。

然而国内使用的现场配管,效率低下,不利于建筑材料的完整性,而且施工现场的杂乱经常经常会干扰的其他部分。

1.3解决方案:①在海洋修井机的设计上使用三维设计软件,提高设计质量,减少设计更改。

海洋油气处理设备中的工程设计与优化分析

海洋油气处理设备中的工程设计与优化分析

海洋油气处理设备中的工程设计与优化分析海洋油气是当今世界上主要的能源来源之一,其开发和处理需要使用复杂的设备和技术来确保资源的高效利用和环境的保护。

海洋油气处理设备中的工程设计和优化分析是确保设备高效运行的关键因素之一。

本文将对海洋油气处理设备中的工程设计和优化分析进行详细讨论。

海洋油气处理设备的工程设计是确保设备在艰苦的海洋环境中可靠运行的核心步骤之一。

设计过程中需要考虑多种因素,包括设备的结构设计、材料选择、工艺流程和设备布局等。

首先,结构设计需要根据设备的功能和负荷条件来确定。

例如,对于采油平台上的分离器,需要考虑到分离过程中的流体力学特性,以确保良好的分离效果。

同时,还需要考虑设备的重量和体积等因素,以便在海上运输和安装过程中便捷操作。

其次,材料选择也是关键因素之一。

由于海洋环境的恶劣条件,设备的材料需要具有耐腐蚀、抗海水侵蚀和高强度等特性。

常用的材料包括不锈钢、镍合金和钛合金等。

此外,工艺流程的设计也需要充分考虑到海洋环境的特殊性。

例如,在分离过程中需要避免因海水和油气的密度差异引起不稳定的分离情况。

最后,设备的布局需要充分考虑到操作和维修的便利性。

例如,对于大型压缩机的安装,需要确保有足够的空间进行操作和检修。

工程设计完成后,对海洋油气处理设备进行优化分析是确保设备稳定运行和提高生产效率的关键步骤之一。

优化分析可以通过模拟和数据分析来实现。

首先,模拟可以通过建立数学模型和使用计算流体力学软件来模拟设备的运行过程。

通过模拟可以评估设备在不同操作条件下的性能,并找到最佳工艺参数。

例如,在分离器的设计中,可以通过模拟来优化油水分离的效果。

其次,数据分析可以通过收集和分析设备运行数据来识别潜在的问题和改进机会。

例如,通过分析设备的工作压力、温度和流量等数据可以发现设备泄漏或性能下降的问题,并及时采取措施进行修复或调整。

此外,还可以通过对设备运行数据和生产数据的综合分析来确定生产率的优化方案。

对国产在役海洋修井机存在问题的探讨

对国产在役海洋修井机存在问题的探讨
术 的普 及 。
[ 键 词 ] 海 洋 ;修 井机 ; 总体 设 计 ; 防腐 工 艺 ;质 量 控 制 ; 管理 水 平 ;技 术 资料 关
[ 图分 类号 ]TE 5 中 93
[ 文献 标 识 码 ] A
[ 章 编 号 ] 1 7 1 0 (0 8 3 文 63— 4 9 2 0 )0 一N0 6 3 5 —0
及 海 洋 油 田发 展 需 求 出发 ,提 出 了我 国在 役 海 洋修 井 机 目前 存 在 的 问题 和 解 决 办 法 ,并 分 析 了海 洋修 井
机 的发 展 趋 势 。海 洋 修 井 机 的发 展 趋 势 是 模 块 化 设 计 、 功 能 多 样 化 以及 可 搬 迁 技 术 、 电 驱 动 技 术 等 新 技
1 9 年 以前 ,我 国 的海洋 修井 机完 全 依靠 进 口 ;从 1 9 97 9 7年 以后 ,国产海 洋 修 井 机 的设 计 与 制 造 ,
从无 到有 ,逐 渐发 展到 目前 的系 列 化 、多样 化 。2 0 0 2年 6月 ,中国海 洋 石 油 总公 司颁 布 了海洋 石 油 平
上安装 后 , 由于 风载 原 因 ,出现 井架 折弯 现象 ,这 就是 在设计 过程 对工 况计算 理解 不够 所产 生 的。②结 构设计 所使 用 的材料 。国外 钢材 种类 可选 范 围 比较 广泛 ,在结 构设 计 时可 以根 据需 要 选 用合 适 的材 质 ,
因此设 计 出来 的结 构 件重量 轻 、结构 紧凑 、合 理 。而 国内 由于没有 合适 的材 质 ,经常需 要用 其他材 质来
长 江 大 学 学 报 ( 然 科 学 版 ) 2 0 年 9 第 5 第 3 :理工 自 08 月 卷 期 J unl f a g eU i ri ( a c E i S p 2 0 ,V 15No3 c & E g o ra o n t nv s y N t i dt Y z e t S ) e. 0 8 o. . :S i n

海洋电驱动修井机液控系统优化设计研究

海洋电驱动修井机液控系统优化设计研究

设计与研究71海洋电驱动修井机液控系统优化设计研究娄云鹏张硌(沈阳新松机器人自动化股份有限公司,沈阳100186)摘要:本文就海洋电驱动修井机液控系统优化设计研究作简要阐述。

关键词:修井机液控系统自动化电驱动海洋中蕴含着大量资源,而资源对社会经济发展意义 重大。

与传统陆地资源开发工作相比,海洋资源开发面临 的环境更加复杂,风险也更高,投入成本也更大,技术复 杂性也更强。

在工业自动化与信息技术快速发展的同时,有必要对己有的设施进行升级,以更好地适应当下环境下 的资源开发作业。

1系统存在的问题修井机控制系统由两部分组成一一分机控制系统和盘 刹控制系统。

系统的不足之处在于,只能在本地实施控制,而不能进行远程控制。

本地控制的对象包括了箱启、停液 压站。

远程控制对象则包括了远程启、停控制。

远程控制方面,修井机液压猫头、绞车在司钻控制房,采用气控液的形式。

在操作过程中,它的延时问题非常严 重,而且也不便于操作。

从设计工作方面来看,这与以人 为本的设计理念不符。

在日常工作中,它的使用通常能够 满足作业需要。

但在紧急情况下,它则无法达到预期的理 想效果。

设备在设计方面存在的缺陷导致作业过程中存在安全 隐患。

设备虽然在液压站配置了报警系统,包括高低液位、温控自动化。

在信息传输方面,系统无法将油位与油温信 号反馈。

司控钻房得不到有效反馈,将无法对设备当前的 状态进行准确判断。

在作业过程中,如果报警系统出现问 题,司钻就无法在最快时间内得到油温与油位报警的信号,从而引发严重的事故。

除此之外,系统需要采集的信号还 有绞车盘刹控制手柄零位信号。

通常情况下,对绞车控制 采用触摸屏的方式。

在盘刹手柄突然性动作发生时,工作 钳比例控制阀也会相应产生动作,绞车刹车,此时存在转 速不为零的情况。

如果此时绞车的主电机仍然在工作且处 于高速运转,电机很容易被损坏[1]。

2系统的优化设计2.1远程自动化启、停控制液压站远程自动化控制的要求是在司房内即可实现对 相关设备的控制,如机具电机、循环油泵、盘刹电机以及 加热器停止、启动等。

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海洋石油修井机优化设计探讨论文
1石油修井机液控系统存在的主要问题
1.1安全隐患严重
液压站当中所配备的高低液位报警系统、油温自控系统无法使油温、油位等信息被及时的报告给司钻控制房,在修井作业之时,若本地报警系统出现了故障问题,司钻将难以及时获取到油温与油位的警报信息,由此便极有可能会造成严重的安全隐患。

电驱动修井机绞车盘刹控制手柄零位信号无法为自动化控制系统所及时获取,一般状况下大都是采取触摸屏来实现对于绞车的控制,盘刹手柄在突然启动之时,工作钳比例可实现对阀门的控制,若此时转速不为零则绞车将会做出刹车动作,在这一情况下若绞车主电机依旧处于高速旋转状态,便极易大致电机受损。

1.2缺乏人性化
采用电力驱动的修井机液控系统具体可被分成机具控制系统与盘刹控制系统两类,且仅能够在本地控制箱当中来实现对液压站的开启或暂停,无法促使司钻控制房实现远程开启或暂停。

电驱动修井机液压绞车与猫头在司钻空置房当中所采取的远程控制方式为气控液方式,在操作之时有着十分明显的延时性现象,操作起来极为不便,在紧急作业时这一缺陷将更加明显。

2系统优化设计
2.1液压站远程自动化控制
液压远程控制需要可以在司钻房当中实现对以下几项设备的开启与暂停控制,其具体包括有:冷却风机、盘刹电机、加热器、循环油泵、机具泵电机等。

综合考虑修井机电控系统触摸屏与自动化控制系统,在触摸屏当中组态设置出距离切换,对于盘刹电机、加热器、冷却风机、循环油泵等采取开启与暂停软输入控制,利用自动化控制系统以及PROFIBUS总线技术来实现互相通讯,依据司钻处于触摸屏的操作执行状态下来进行有关的输出控制,达成对于电机在远距离条件下的开启与暂停控制。

2.2高效率优化设计
2.2.1液压绞车控制
采用电控液来取代传统的液压绞车气控液,可在司钻控制房当中远程实现对液压绞车的.精确化控制。

通过司钻控制房所供应的电力来源,整个石油修井机的控制系统是通过液压绞车电控液控制手柄、电磁比例换向阀、数字放大器等所共同构成。

液压绞车电控手柄标准电压被输入至数字放大器内,通过其具体化的处理后,便可获得脉宽调制控制电流
输出信号,其可直接被应用到电磁比例换向阀中,便能够实现对于液压绞车转动方向与速率的精准化掌控[2]。

2.2.2液压猫头控制
利用电控液的方式来促成在司钻控制房当中实现远程精确化的液压猫头控制。

通过司钻控制房来提供以电力来源,在猫头与卸扣开关量的信息被录入至自动化控制系统当中,通过自动化控制系统中央处理器的处理,再输出开关量信号,并使之直接应用于继电器KA1,并通过电磁换向阀转换来实现猫头卸扣功能;在猫头会为开关量信息被录入至自动化控制系统当中后,通过自动化控制系统的中央处理器处理以后,再输出与之所对应的开关量信号,并将之直接作用到继电器上,同时电磁转向阀作出相应的动作,促使猫头回位控制可有效实现[3]。

2.3安全性优化设计
一般而言在司钻房当中要想促成液压站远程开启与暂停功能的实现,还应当首先确保高低液位监测、油压保护、油温自控、盘刹手柄保护等功能能够得以达成。

2.3.1液位监测
在液压站的油箱当中通常都装设了防爆液位传感设备,其可实现对于实时性的液位信息被传输至自动化控制系统当中,利用PROFIBUS总线手段促使实际的液位值测量结果可被实时性的显示与司钻控制房触摸屏之上,一旦液位出现过高或过低现象均可在第一时间发出警报信号。

2.3.2油压保护
在盘刹系统当中装设了压力传感设备,其中具体包括了左右工作钳、安全钳等压力传感设备,一旦压力传感设备检测到相应的压力信号小于标准值时(通常<6.5MP),则绞车主电机将会被暂停,亦或是在启动之后使其转速归零同时进行刹车制动。

在绞车主电机开启以后,其左、右两端工作压力>0.2MP,工作钳便不能够解除刹车状态;安全钳压力<6.5MP时,不能解开安全钳,绞车速度也难以确定。

2.3.3油温自控
针对油温的控制重点是利用防爆铂电阻温度传感设备,防爆加热设备、循环油泵和散热风机等一同进行控制,以确保油温可被始终控制在30~55℃的范围之中,并且将实时性的测量油温显示在司钻控制房触摸屏之上。

一旦油温低于30℃之时,防爆铂电阻温度传感器便会将信号发送到自动化控制系统当中,并促使循环油泵与加热器得以开启,直至油温升高到高于最低值5℃以后,便停止进行加热。

而在油温高于55℃之时,防爆铂的电阻温度传感设备便会向自动化控制系统发出报警信号,进而系统将会控制循环油泵与散热风机设备,直到油温下降到低于最高温度值5℃以后,再将冷却装置关闭[4]。

2.3.4盘刹手柄保护
这一保护措施关键是要确保在触摸屏操作模式之下发挥出保护效果,在绞车正常给定
速度运转之时,若突发出现盘刹手柄动作,其手柄非零位信号被发送至自动化控制系统中,相应的绞车主电机转动速率将重新归零,同时做出刹车动作。

总而言之,为了提高海洋石油平台油井的采收率,日常的油水井作业日渐频繁,修井
工艺也日渐复杂。

对于目前科技领域内的最新研究成果加以充分利用,并结合以丰富的经
验与知识积累,借助于科学化的方式手段来开展针对海洋石油修井机的能力优化设计,促
进修井机整体性能的全面提升,使其具备以强大的能力并以此来促进修井作业效率的提升。

参考文献
[1]周传喜,张延水,南丽华等.海洋修井机井架有限元分析及结构优化[J].石油机
械,2021,369:54-57.
[2]管锋,黄丽红,郑立伟等.海洋修井机底座有限元分析及优化设计[J].石油机
械,2021,379:38-41.
[3]关双会,王晓雷,陈金稳等.海上石油WHPG平台HXJ180海洋修井机设计优化[J].石
油工程建设,2021,422:24-28.
[4]何军国.2250kN海洋修井机气控系统设计[J].石油机械,2021,2911:7-9.
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