摘要：针对水下阀门永磁同步电机驱动控制负载变化频繁以及外部扰动的问题,提出一种改进的自抗扰控制(ADRC)方法,以期增强永磁同步水下阀门电机驱动控制系统在水下复杂工作情况下的抗干扰能力与稳定性。研究针对传统自抗扰理论进行改进,主要针对自抗扰理论中的扩张状态观测器(ESO)模块以及非线性状态误差反馈(NLSEF)模块进行改进,并建立了相应的基于改进自抗扰理论的永磁同步水下阀门电机驱动控制框架,并设计了针对研究用改进系统的仿真对比实验,与传统自抗扰理论电机控制模型以及无模型理论电机控制模型进行对比仿真实验。研究结果表明研究用基于改进自抗扰理论的永磁同步水下阀门电机驱动所设计的方法在速度变换过程中平均0.2 s即可达到稳定水平,同时在负载变化时具有更强的抗干扰能力。

摘要：文章以国产HYX90型海洋修井机井架为例 ,采用美国PTC公司开发的机械设计及自动化软件Pro/E完成了海洋修井机井架的设计。重点阐述了用Pro/E软件进行井架静态设计的方法和步骤 ,找到了该修井机井架应力最大值和位移最大部位 ,对该修井机井架结构提出了改进意见。该设计理论及方法为石油钻采装备及工具的改造和新产品研制提供了一种新的方法。

摘要：渤海地区软刚臂系泊系统在服役过程中发生了多次铰节点失效事件,造成严重经济损失,通过铰节点断面分析发现失效的原因为长期循环荷载导致的疲劳问题。基于现场监测技术获得的长期响应信息,对“渤海友谊号”FPSO软刚臂系泊系统展开了实时疲劳分析。通过构建软刚臂系泊系统现场测量公式和多体动力学模型,计算了该软刚臂系泊系统各关键铰节点的长期荷载谱;在此基础上,结合有限元模型评估了该在役软刚臂系泊系统关键铰节点的疲劳寿命。结果表明,该软刚臂系泊系统上铰节点疲劳寿命远小于设计年限,解释了渤海地区多个软刚臂系泊系统发生上铰节点失效的原因。本文研究为在役软刚臂系泊系统的安全运维及未来同类型海洋平台的优化设计提供了参考。

摘要：现场监测是海洋平台安全保障和设计验证的重要手段,随着海洋结构物数量和种类的增多,海洋平台现场监测越发受到重视。本文首先对现阶段海洋环境荷载监测、平台结构响应监测等领域的研究现状进行了系统阐述,总结了各监测技术的原理及适用性,指出了现阶段海洋环境及平台结构响应监测技术的局限性及未来的重点研究方向;继而总结了各类监测数据的采集、传输及数据分析方法,点明了未来海洋平台现场监测数据分析将逐渐降低对陆地端研究人员的依赖,通过新理论和新算法的大量应用,直接在现场对监测数据进行实时评估,指导海上安全作业;最后指出伴随现场监测硬件、软件和分析技术的进步,以及大数据、物联网、数字孪生、元宇宙等新兴理论和算法的应用,未来海洋平台监测技术将逐渐向标准化、深水化、智能化方向发展。

摘要：秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程是中国首个海上油田群岸电应用项目,也是目前世界上海上油田交流输电电压等级最高的已投产岸电项目。基于该岸电工程设计面临的海洋环境条件复杂、海上油田位置分散、海上油田用电可靠性要求高等诸多挑战,根据海上油田供电原则、海上电力动力平台位置优选及供电方案与区域互联方案设计的研究结果,确定了该油田群岸电工程总体设计方案,并重点介绍了远距离大容量海缆过电压和无功补偿、稳定控制技术、高压海缆交流腐蚀干扰分析及智能化等关键技术。基于上述技术,秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程已于2021年9月建成并顺利投入运行,标志着中国海洋石油工业向绿色开发、高效开发、智能开发迈出了历史性变革的一步,同时也为后续岸电工程项目提供了借鉴。

摘要：流花11-1油田二次开发采用深水导管架回接圆筒型FPSO的开发模式。作为亚洲首座自主设计、建造和安装的圆筒型FPSO——“海洋石油122”,其在设计、制造等阶段面临南海环境条件恶劣、非船型运动机理、布置空间紧凑、无动力定位外输油轮、建造工期短等诸多挑战。本文阐述了圆筒型FPSO一体化设计理念、适应多点系泊的方位设计、各性能平衡的分舱设计以及安全便利的压排载系统等设计方案。在此基础上,对相关关键技术展开了重点论述,包括:为满足布置空间与储油需求前提下,提高圆筒型FPSO在高波陡下的运动适应性,确定了船体的合理水线面直径及在阻尼板外侧增加锯齿形裙边的阻尼板设计,有效降低圆筒型FPSO的升沉与偏移;为降低外输作业风险,提高外输作业概率,开展了非动力定位油轮外输方案设计,设置了圆筒型FPSO的合理外输点;为降低系泊张力,研究采用了聚酯缆系泊系统,降低了系泊工程投资;针对以往圆筒型FPSO建造周期长、调试工作量大的不足,进行了一体化结构设计,大大缩减了上部组块与船体的合龙周期。该圆筒型FPSO目前已进入建造阶段,对中国南海圆筒型FPSO的设计、建造和运营具有较高的借鉴意义。

摘要：针对水下控制系统在渤海海域浅水区应用所面临的水深较浅空间受限、外部干扰因素多、可靠性差及经济效益低等问题,通过系统研究提出了一种集约化、高可靠性、可用性和可维护性的浅水水下控制系统的设计方法。以水下管汇为控制中心,采用1套水下控制模块(SCM)控制2棵水下采油树的1控2模式,简化了水下结构物的尺寸和数量,实现了集约化设计并降低了成本;开展了水下控制模块对接盘和通信组网设计,保障了1控2模式的可行性;基于SCM冗余技术,提出了水下电子模块(SEM)交叉冗余及光纤通信叠加电力载波的双网通信设计方案,开发了控制系统故障诊断和预警模块,提高了浅水控制系统的可靠性、可用性和可维护性。研究成果已在锦州31-1气田开发中成功投运,对中国海域浅水受限区油气田开发中水下控制系统的设计具有重要参考价值。

摘要：针对海床下钢圆筒防护结构面临的抛锚碰撞、钢圆筒结构变形失稳以及封闭环境下油气泄漏等主要风险,开展防护结构安全监测系统设计。基于落物撞击顶盖的碰撞分析,设计了一套顶盖安全预警系统,可实时监控抛锚等落物撞击对顶盖的破坏,有效保证其内部水下生产设施的安全;为了监测自升式钻井船插拔桩作用下钢圆筒结构受到的挤土力和筒体变形,提出了基于光纤光缆应变传感器和土压力计为测量设备的钢圆筒筒体监测方案,实现了对筒体在不同工况下的在位稳定性监测,保证其在服役期内的安全稳定;为了有效探测封闭环境的漏油情况,对探测机理进行了分析,并开展了集油罩和漏油监测仪的结构设计,在此基础上,设计了一套漏油监测系统,实时监测水下生产系统的漏油风险。目前所设计的海床下钢圆筒防护结构监测系统已通过实验室各项测试,具备工程应用条件。

摘要：油气行业的数字化转型已经成为历史的必然,海上油气田的无人化和智能化是大势所趋。基于南海东方气田群生产现状与需求,针对海上智能气田建设面临的挑战与技术难题,通过控制系统远程控制、闭路电视(CCTV)远程监控与智能安防、智能生产操控中心、智能调配气、设备健康管理、智能巡检机器人等6大关键技术创新,探索了大型海上智能气田群的方案设计与建设实践,形成了一套适用于海上智能气田建设的总体思路和整体解决方案,实现了东方气田群海上井口平台无人化、中心平台和陆地终端少人化;推动了整个气田群的生产运行一体化,保障了生产安全、提高了设备可靠性和生产效率;促进了生产方式转变和业务智能化转型。本文为未来海上智能油气田方案设计、关键技术研究提供思路与借鉴。

摘要：钻井隔水导管承载力和下入深度设计对井口稳定性具有重要意义。基于静力触探试验(CPT)的单桩承载力计算理论,研究了砂土密实程度、隔水导管下深对隔水导管摩阻力及承载力影响。研究结果表明:随隔水导管下深增大,桩侧单位摩阻力出现退化,与密实砂土相比,中等密实砂土摩擦疲劳效应显著;与CPT法相比,API法计算密实砂土中隔水导管承载力偏低,计算中等密实砂土中隔水导管承载力偏高,导管下深50m时高估幅度达134.8%。结合北部湾工程实际,验证了CPT法计算承载力具有较高的准确性,可为隔水导管承载力计算提供参考。