摘要：为解决大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的实时性和处理效率问题,提出了采用CPCI工控机箱为硬件平台,VxWorks实时操作系统为软件处理平台,设计和实现了一套CPCI多通道卡驱动程序;通过分析VxWorks驱动程序结构和CPCI总线设备特点,重点给出了从内存映射模块、中断注册初始化模块和中断处理模块等方面进行CPCI多通道卡驱动程序的设计方法、实现过程和关键代码;集成CPCI多通道卡驱动程序的“海燕”拖缆定位与控制系统具备12个通道数据处理能力,多次成功应用到海上生产作业中,其实时性和处理效率满足大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的要求;CPCI多通道卡驱动程序设计合理,易于扩展到其他具有多通道、多任务、实时性要求高的嵌入式数据采集系统中。

摘要：为了实现在全旋转状态下的钻井导向控制,在调制式旋转导向钻井工具内设置了一个可以自动调整和保持工具面角度的稳定平台。设计了基于角速度和角位置串级控制的惯导稳定平台功能的试验样机。通过以电动机为动力的齿轮驱动和全流量清水涡轮驱动的功能试验,对稳定平台的算法和控制参数进行了调试。在发电机转速为500～800r/min、下盘阀转速约为60r/min和摩擦扭矩为0.8～7.5N·m的工作条件下,系统阶跃响应调整时间约为3s,试验结果证明了系统设计和控制方案的可行性和有效性。

摘要：基于结构极限承载能力分析法,以3 000 m超深水重力式水下分离器为研究对象,根据ASMEVIII-I基本公式计算结构初始壁厚,借助有限元软件建立了超深水水下分离器整体模型,开展了基于5%最大主应变准则的极限承载能力校核和双非线性稳定性极限承载能力校核,并在此基础上提出递归循环算法优化壁厚,最终构建了超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法。根据最优壁厚制造了超深水水下分离器试验样机,开展了高压舱压溃试验,结果表明:本文所建立的超深水水下分离器整体模型具有较高精度,塑性极限分析和稳定性分析结果与试验结果的相对误差分别为13.11%、8.80%;本文所构建的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法充分利用了材料的极限承载能力,在保证结构高耐压和高可靠性的基础上,相比弹性应力分类法提高承载能力44.4%,并有效减小设计壁厚达20%。

摘要：针对深水钻井隔水管系统专用分析软件缺乏的现状,开发出了一套具备深水钻井隔水管系统力学分析和工程设计功能的软件系统,可实现隔水管系统的静态分析、模态分析、动态分析和疲劳分析,以及隔水管系统的顶张力优化设计和浮力块配置优化设计。该软件系统采用模块化的编程方法,主体部分采用VC++实现,核心求解器采用MATLAB设计,其成功开发为深水钻井隔水管系统的设计和分析提供了一个有效的工具。实例分析表明,该软件系统的计算精度满足工程应用需要。

摘要：深水钻井导管常采取喷射下入方式,表层套管井段为开眼循环钻进,浅部地层破裂压力梯度低,地层压力信息具有较大的不确定性。因此,其井身结构在套管层次、尺寸和设计方法上,与浅水及陆地钻井有着较大区别。在对目前深水钻井井身结构调研的基础上,重点从深水钻井水下井口力学分析及导管下入深度确定方法、表层套管下入深度确定方法、压力信息不确定条件下的套管层次及下入深度确定方法等三个方面,对深水钻井井身结构设计方法进行了阐述,并在此基础上探讨了深水钻井井身结构设计方法的下一步研究内容。

摘要：以水深1 828.8m的超深水钻井隔水管为例,对下放或回收作业状态下隔水管的轴向动力进行了分析,研究了不同浮力块配置下隔水管轴向张力波动特性,并推荐了适当的浮力块配置,所得结论对于超深水钻井隔水管的结构设计具有参考意义。

摘要：Power V自动垂直钻井系统等主动防斜打直技术已在钻井液钻井中得到了广泛应用,但气体钻井过程中也容易发生井斜,由于气体钻井过程中钻柱内外压差较低,无法开启现有垂直钻井工具的推靠机构,目前还没有成熟的气体钻井主动防斜打直技术。随着气体钻井技术在国内深井超深井提速中的广泛应用,急需研发适用于气体钻井的自动垂直钻井系统。根据钻井液钻井的自动垂直钻井系统基本原理,利用气体动力学特点,设计了一种分流式自动垂直钻井工具。该钻井工具基于气体动力学原理和流固耦合分析方法,利用分流气体方法,将分流喷射的反作用力用于调节钻头侧向力,实现了自动感应井斜及纠斜,达到了垂直钻井的目的。理论分析证明,利用该钻井工具可以实现气体自动垂直钻井。

摘要：基于对水下控制模块对接过程及对接盘主要形式的深入调研,设计了一种新型的水下控制模块对接机构,并对装配精度、对接机构的定位精度进行了分析及计算,确定了零件实际加工的偏差要求。对基于该对接机构设计的水下控制模块样机进行了陆上对接及ROV操作下的锁紧试验,其结果验证了所设计的水下控制模块对接机构的合理性,为今后水下控制模块及类似产品的对接技术研发提供了参考。

摘要：设计了一种适用于海上分布式多通道地震勘探仪器的实时控制系统。为了既保证系统控制的实时响应和执行能力,又保证其具备较强的灵活性,该实时系统被设计成一种分布式、层次化、异构的树状结构,控制命令的具体执行全部由硬件逻辑完成,通过优化设计的硬件逻辑状态机保证了系统响应的强实时性;设计了一种同步控制方法和严格的时序关系,保证了各分布式执行器命令执行的一致性;控制命令的分发和协议控制由软件系统完成,提高了控制响应的灵活性。室内和海上二维和三维地震采集试验证明了本文设计思路的正确性和设计方法的可行性,对其他相关控制系统设计具有一定的参考价值。

摘要：砾石尺寸的大小会影响防砂效果和油气井生产动态,砾石尺寸设计是砾石充填类防砂完井设计的关键步骤之一。Schwartz方法是国外应用广泛的一种砾石尺寸设计方法,但由于其原始文献描述模糊、设计过程电算化困难且部分参数的取值范围不明确等原因,该方法在国内应用较少。根据原始文献重新推导了Schwartz砾石尺寸设计方法,对其设计方法和过程进行了解析和改进,提出了相关参数的推荐取值,给出了简明的设计步骤,并编制了计算程序。Schwartz方法使用地层砂筛析曲线,信息依据丰富,尤其适用于不均匀地层砂及油气井产量较高的情况。