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深海油气田水下控制器研究与开发

发布时间:2018-03-01 20:18

  本文关键词: 深海油气田 水下生产系统 工艺流程 水下控制模块 采油树 控制程序 运行监视 出处:《上海工程技术大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:我国的海洋油气勘探领域起步较晚,对于海洋石油装备的开发能力较弱,近年来随着海洋战略的实施,我国海上油气生产装备进入发展快车道[1]。水下生产系统是海上石油勘探的关键,而水下控制器则是整个水下生产系统的核心部分,它承担着安全有效控制水下生产系统、保证海洋石油安全、可靠开发的重任。然而,国内目前仍然没有掌握关键技术,更没有成熟产品问世。因此,深海油气田水下控制器的国产化研制,已经迫在眉睫,成为我国发展水下生产系统进程中必须尽快解决的重要课题。基于以上国内现状,本文对于水下控制器进行了研究与开发。(1)本文对深海油气田水下生产系统进行了分析,对水下采油树、水下控制器、脐带缆等主要功能进行了梳理。在对国内外水下控制器研究现状分析的基础上,对深海油气水下控制器进行研究与开发。(2)本文首先对深海油气田水下采油树的工艺流程进行研究,并对水下控制器的控制机理进行分析。确定水下控制器的设计需求和控制功能。(3)本文对水下控制模块(SCM)的硬件进行设计,并进行输入输出点数统计、容量估算以及相关控制模块的选择。该水下控制器以PLC作为控制核心,通过电力载波技术实现基于电力线的通信功能,完成对采油树各回路的逻辑控制、运行监视和故障报警等任务。(4)本文在最大限度满足深海油气田水下生产控制系统的生产要求的基础上,进行控制理论与控制方法研究,并完成控制器的软件设计,实现对于水下生产系统进行稳定、高效的远程自动控制以及现场的手动控制。SCM通过采集各类传感器信息监测系统的运行状态,实现整个系统稳定、安全、可靠、高效的运行。(5)本文最后进行基于King View的主控站人机界面的设计,完成和水下控制器的对接,实现主控站对水下生产设备的监控。该水下控制器已经在美钻能源科技(上海)有限公司投入运行,运行稳定、可靠,具有良好的应用前景。
[Abstract]:The field of offshore oil and gas exploration in China started late, and the development ability of offshore oil equipment is relatively weak. In recent years, with the implementation of marine strategy, China's offshore oil and gas production equipment has entered the fast track of development [1] .underwater production system is the key to offshore oil exploration, and underwater controller is the core part of the whole underwater production system, which is responsible for the safe and effective control of underwater production system. To ensure the safety and reliable development of offshore oil, however, there are still no key technologies or mature products in China. Therefore, the development of underwater controllers for deep-sea oil and gas fields is imminent. It has become an important subject that must be solved as soon as possible in the development of underwater production system in China. Based on the above domestic situation, the underwater controller is researched and developed in this paper. (1) the underwater production system of deep-sea oil and gas field is analyzed in this paper. The main functions of underwater oil recovery tree, underwater controller, cord cable and so on are summarized. Based on the analysis of the research status of underwater controller at home and abroad, Research and development of underwater controller for deep-sea oil and gas. (2) in this paper, the technological process of underwater oil production tree in deep-sea oil and gas field is studied. The control mechanism of underwater controller is analyzed. The design requirement and control function of underwater controller are determined. In this paper, the hardware of underwater control module (SCM) is designed, and the input and output points are counted. The underwater controller takes PLC as the control core, realizes the communication function based on the power line through the power carrier technology, and completes the logical control of each loop of the oil production tree. On the basis of meeting the production requirements of underwater production control system in deep-sea oil and gas fields to the maximum extent, the control theory and control method are studied, and the software design of the controller is completed. To realize the stability of underwater production system, efficient remote automatic control and manual control on the spot. SCM can realize the stability, safety and reliability of the whole system by collecting all kinds of sensor information monitoring system. In the end, we design the man-machine interface of the main control station based on King View, and finish the docking with the underwater controller. The underwater controller has been put into operation in the United States drilling Energy Technology (Shanghai) Co., Ltd., running stably and reliably, and has a good application prospect.
【学位授予单位】:上海工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE953;TP273

【参考文献】

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本文编号:1553421

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