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海洋石油平台在线监测系统结构研究论文

2023-06-20 09:01:20 收藏本文 下载本文

“十六老师”通过精心收集,向本站投稿了11篇海洋石油平台在线监测系统结构研究论文,下面是小编为大家准备的海洋石油平台在线监测系统结构研究论文,欢迎阅读借鉴。

海洋石油平台在线监测系统结构研究论文

篇1:海洋石油平台在线监测系统结构研究论文

海洋石油平台在线监测系统结构研究论文

在线监测系统的框架结构基本类似,利用现有的中海油企业自身局域网实现内部信息传输共享,状态监测故障诊断中心的人员与油田各平台设备管理人员都能利用客户端登陆在线监测系统,可以浏览当前设备的运行状态。系统还具有故障显示或报警功能。

1.在线监测网络系统结构

在线系统监测的方法:在设备轴承位置安装加速度传感器,通过网线与现场服务器和动设备远程检测与智能诊断中心的服务器相连接,实施数据传输和存储备份,数据转换成视频频谱图形。现场管理人员可以直接登陆到现场服务器,观察设备各检测点的振动总值和振动趋势,并根据设备状态采取相应的措施,避免设备出现严重故障;状态监测工程师负责对设备进行远程故障诊断,其他被授权用户也可以登陆到状态监测服务器,通过IE浏览所有作业区的设备运行数据。信息网络化为实时状态监测诊断系统将振动、温度、冲击监测和诊断集合为一体化的信息网络化系统。此系统采用了多种先进技术,可以针对不同用户、不同设备、不同网络特点,形成了一套基于Internet的设备实时在线监测诊断系统。系统中将监测、诊断、报警、预防维修集合于一体,为用户快速、准确诊断设备故障提供了有效的手段。中海油检测中心局域网示意图如图2所示。

2.在线系统常规图谱

机组状态总貌图如图3所示,趋势图如图4所示。在线监测诊断系统可以与其他控制系统对接,即将其他系统的数据引入到该系统或者将该系统的数据引入到其他系统,尤其是可以将控制系统中的工艺量参数引入到监测系统,实现对机组的综合分析诊断。目前状态监测故障诊断中心使用的在线监测系统有上海容知RH在线系统与北京化工大学BH5000系统。

3.系统功能及技术特点

(1)自动数据采集。

(2)智能实时预警。

(3)信号分析处理。信号分析处理系统可对各个机组在不同时刻、不同状态下的动态信号快速准确地进行各种信号分析和数据处理,以各种图谱表达出来,并将其数据信号特征传递给故障诊断专家系统,为准确识别故障提供了数据支持。

(4)故障智能诊断。通过对动设备状态特征参数变化的识别、分析设备发生振动和机械损伤的原因、判断振源、提出维修建议。故障智能诊断专家系统依托动设备离线监测数据积累和各种类型的故障案例,整合了丰富的故障诊断知识和经验,保证了较高的故障诊断准确率。

(5)三层网络架构。两层与三层网络体系结构示意图见图5。传统的网络架构在访问量和数据传输量方面存在很大的`瓶颈,本系统采用三层结构应用体系(如图5b所示)。在三层体系结构中,应用服务层接受客户端的业务请求,根据请求访问数据库,做相关处理,将处理结果返回客户机。应用服务层从物理上和逻辑上都可以独立出来,客户端不直接访问数据库服务器(层),而是访问应用服务层。与两层体系结构相比,三层体系结构具有许多优点:

①体系结构优化,方便了软件维护及系统管理,增强了系统的扩展能力

②提高了系统安全性以及业务级的权限管理,客户端和数据库隔离,有利于安全管理;在体系结构中将业务逻辑划分权限,一种业务对应一个中间件模块(应用服务),利用中间件的安全管理对其进行访问控制,使权限控制与管理更加灵活、方便和实效;

③减少网络流量和提高响应速度,应用服务层的引入有效地解决了网络瓶颈和数据库连接数过多而引起数据库性能下降的问题。

信息网络化的远程故障诊断能有效评价设备的实际动态性能和最佳的运动参数,有效评价设备的维修质量及性能,保障设备安全运行,形成了设备管理新的模式,提高了设备管理水平。

篇2:在线信息安全实验教学平台研究论文

【摘要】由于网络安全教学所具有的特殊性和破坏性,能够开展安全实验教学的内容非常有限。针对这个问题,本文提出一种基于公有云的信息安全实验教学平台,利用虚拟化技术在云服务器上创建靶机和存储空间,可部署灵活可变的网络安全实验环境,提高安全实验教学的教与学的便利性。

【关键词】安全实验教学;虚拟化技术;云服务器

引言

越来越多的高校开设网络安全课程或信息安全专业,信息安全教学具有特殊性和破坏性,需要移植病毒或者安装有漏洞的操作系统才能开展实验教学。信息安全的实验教学对信息安全课程的理论教学有很重要的辅助教学功能,但目前信息安全实验机房存在几个问题:1)网络安全实验环境是有破环性的环境,一般只安装少量靶机供实验使用,网络安全课堂实验教学无法成批进行;2)网络安全的实验操作系统多样化,实验环境需要经常更新,管理员需花费大量的时间重新安装发布。针对现有的技术中存在的上述缺陷,本文提供一种基于云服务器的信息安全实验教学平台的实现办法,该方案构建的平台经由连接外网的防火墙VPN专线连接实验室本地网络,两类网络可进行的安全实验种类不同,实验室本地网络环境可进行网络攻防类实验、防火墙基本及扩展实验,连接至云服务器端学生可远程进行WEB安全类实验、漏洞渗透类实验。

篇3:在线信息安全实验教学平台研究论文

该实验平台由租用的云服务器端、防火墙、学生端、教师端等组成,云服务可租用公有云上云服务端,比如阿里云,在云服务器端上部署网络安全实验教学需要的环境。该教学平台经由防火墙VPN连接有两个本地网络,教师机和学生机均连接在这两个本地网络中。此外,学生机又经由防火墙接入外网连接到云服务器,访问云端。防火墙将该教学平台隔离成不同网络地址的内网,使用VPN技术使其互通,学生在本网段中可进行本地系统加固类实验,跨网段可以进行攻防对抗类实验,比如渗透提权、漏洞利用和信息窃取等。在公有云上购买云服务,在云服务器上根据网络安全实验要求创建虚拟靶机镜像构成实验环境,供学生端远程访问进行安全类实验,实验时长根据实验内容灵活设定,此外云服务器上还可以加载云盘,实现了教师远程云存储实验指导书和实验素材,学生远程下载实验要求和上传实验成果,实验室环境安全无破环性。图1是一种基于云服务器的信息安全实验教学平台的网络拓扑图,其包括通过外网连通的云服务器、两台防火墙、教师机、学生机群、LANA、LANB,其中LANA和LANB是学生机群接入的两个内部网络,连接到LANA、LANB的教师机或学生机群可通过外网访问云服务器上的虚拟靶机和文件服务器,在线进行网络安全类实验操作。学生机群可通过实验机房部署的防火墙构建的VPN网络互访,可进行本地系统加固、网络嗅探等实验,也可同时进行场外网络攻防对抗类实验。此外,也可进行防火墙安全类实验,包括防火墙基本配置、防火墙高级配置、防火墙VPN隧道配置、防火墙过滤类实验配置。教师端经由防火墙VPN链路接入到云服务器中,将实验指导书云存储到云服务器中。学生端可经由外网远程从云服务器中下载实验指导书并上传实验成果至云服务器中。

篇4:在线信息安全实验教学平台研究论文

云计算服务器(又称云服务器或云主机),是云计算服务体系中的一项主机产品,用户申请云主机服务后,可自行根据用户需求进行配置,并可灵活的进行调整。用户申请的主机服务可以实现快速供应和部署(实时在线开通),实现了集群内弹性可伸缩,云服务器根据用户选择不同的线路会配备不同数量的IP地址可实现远程访问。本文提及的教学平台可租用云服务器,在云服务器端上部署网络安全实验教学需要的环境。在云服务器中根据网络安全实验种类创建快照作为靶机镜像,具体有攻防渗透靶机、漏洞提权靶机、WWEB安全靶机以及可进行网络嗅探、口令破解等实验的.快照系统,操作系统可以是WindowsXP,windowsserver版本或者linux操作系统,因为靶机均建立在云服务器端,云服务提供的IP地址即为该教学平台的访问口,提供远程桌面登录功能供学生端远程访问。学生机群可接入LANA和LANB访问云服务器,根据学生人数接入多个学生主机,学生端主机操作系统不限,学生端需要安装Keil虚拟机供渗透提权实验使用。云服务器端可根据学生人数的最大值批量生成靶机系统,供学生端远程访问。云服务器还需加载云存储空间用来存储攻防实验软件和工具,供学生下载使用,实验成果也可云储存到云端,学生教师均可远程访问公有云平台上的信息安全教学平台,教师可实时上传实验指导书和下载实验成果,学生可提前预习和熟悉安全实验,由于云服务器的访问时间不受时间和空间的限制,学生可反复进行实验直至得到正确的实验效果,提高实验教学效率。

3结语

本文提出的信息安全教学平台不不额外购买信息安全实训设备,不改变现有高校实验室网络拓扑,简单易行。公有云服务的成熟化为本方案提供了技术支持,将安全靶机建立在公有云服务器上并根据需要生成镜像和快照。云计算技术的发展使信息安全教学平台的实现成为可能,根据该方案我们可快速部署靶机环境,统一实验、安全实验,大大提高信息安全类实验的教学效果。

篇5:在线监测系统在故障诊断的应用论文

煤矿行业作为高危行业,虽然煤矿机械设备极大的发展,但是仍然处在较为落后的人力操控阶段。当煤矿设备出现故障时,需要耗费较大的人力物力进行故障诊断。这不仅降低了煤矿生产的效率,而且若是操作不当,由于恶劣的运行环境,极易引起安全事故。因此,煤矿行业急需引进井下设备故障诊断的在线监控系统。当前,其他行业的机械设备故障诊断技术发展迅速,而煤矿行业应用较少,尤其是在监测监控工作面刮板输送机的运行及故障诊断方面,少之又少。刮板输送机的在线故障诊断监测系统十分有利于井下的安全高效生产,该系统不仅可以避免刮板输送机因故障无法运行,导致工作面停产;而且可以在线监测刮板输送机的各部件运行情况,及时诊断发生故障的部件或者预测发生设备故障的情况,确保工作人员可以迅速的解决问题,保障井下生产的顺利进行,同时,也可延长刮板输送机各部件的使用寿命,对煤矿井下设备维护具有重要的实际意义。

1刮板输送机监测部件及测点

1.1监测参数

根据刮板输送机的结构特点及实际操作时的重要影响参数,分别对减速器和电机进行监测参数的选取。减速器的监测参数有:减速器齿轮振动监测、油温和冷却水温度监测、传动部噪声监测、齿轮磨损监测及减速器冷却管处流量计和压力表监测。电机的监测参数有:电机振动监测、电机轴头、轴承盖、进出水口等温度监测、绝缘性监测、电机噪声监测及电机谐波监测。

1.2主要监测部件

刮板输送机发生故障时一般表现为设备振动频率及温度变化的异常,因此,基于此故障表现形式,我们主要对刮板输送机运行时产生振动和易发热的部件进行监测监控,即对刮板输送机的减速器和电机作为主要监测部件。(1)减速器。减速器是刮板输送机传动部的主要部件,主要由齿轮、轴承和转轴组成。若减速器振动异常时,会使得齿轮及轴承间隙扩大,影响轴承的稳定运转,严重时会缩短减速器的使用寿命;若减速器温度过高时,会使得轴承滚珠与齿轮啮合面的损害,影响减速器运转的稳定性。如图1为减速器的内部结构图。(2)电机。电机是刮板输送机传动部的主要动力源头,若电机出现振动异常时,会导致电机内部部件发生损害,对其进行在线监测,可以避免电机零部件的损害和电机部件因振动导致的部件产生的位移偏差;电机的运行极易发热,若电机温度过高时,对其进行温度的实时监测,可以有效避免因电机过热导致的电机损坏,延长电机使用寿命。

1.3主要监测点位

选择合适的刮板输送机监测点,对于提高故障监测的准确性及实用具有重大意义。(1)减速器。由于减速器内部结构复杂,因此,本次对减速器的监测中,选取了多个监测点,分为外部和内部监测点。外部监测点位于减速器外部,主要用于监测齿轮及轴承的'振动情况;内部监测点安设在减速器内部,主要用于监测减速器内部油温及轴承温度。测点布置方式分为水平方向、垂直方向和轴向三种。其中,水平方向的监测点数据体现设备的实际工作状况效果最好,轴向次之,垂直方向最差。如图2所示,为减速器外部测点布置情况图。(2)电机。由于电机内部结构特点,其内部无法按照传感器,本次电机监测点安设在电机外部,安设部位分别外电机的驱动端和自由端,安设方向为水平方向且垂直于转轴方向,主要目的为监测电机的振动和温度变化。

篇6:在线监测系统在故障诊断的应用论文

根据实际设备运行过程及设备运行环境,对刮板输送机进行在线监测,实现其应用的主要步骤有:首先通过在减速器和电机上安设监测点,将刮板输送机各部件与监测系统进行连接,实现监测系统对运行中的刮板输送机的在线监测,然后监测系统可以根据监测到的数据结构进行故障特征分析,并准确的诊断出发生故障的部件,最后下达设备维护指令,命令工作人员对故障设备进行设备拆解和维修或排除设备隐患。

2.1在线监测系统设备

综合考虑监测系统和研究对象的工作环境,对在线监测系统进行了完善,建立了集成式的井下设备监测站,使得在线监测系统更加良好的满足监测要求和监测设备的运行环境。(1)显示屏与控制器。如图3(a)所示,建立的集成式井下设备监测站将控制器与显示屏连接起来,安设数据输入和输出接口,箱体为可移动箱体,显示屏安装在箱体上部,控制器安装在箱体中部前方,主机箱安装在箱体后发,传感器和信号接收器放置在箱体的下部。(2)振动传感器。振动传感器如图3(b)所示,安装方式选用磁吸方式,其头部具有磁性,可以紧密的吸附在监测点处。如图3所示,为显示屏与控制器和振动传感器的结构图。

2.2在线监测系统的应用

在线监测系统对不同型号的刮板输送机进行故障信息采集,采集系统使用网络平台研发的应用软件,该软件适用于Windows各操作系统,并支持SQLSERVER,ORACLE等多种关系数据库。对采集所得数据进行结果分析时,利用混沌理论学及小波理论学的原理,可以检测提取刮板输送机故障早期发出的微弱信号,通过系统的消噪功能进行设备运转噪音处理,提取到较为准确的故障信号。如图4所示,为在线监测设备的布置及应用情况图。

3在线监测系统的应用效益

(1)经济效益。由于刮板输送机在煤矿中的使用环境十分恶劣,且长时间的运行,导致其极易发生设备故障。因此,矿方需要花费大量的人力和物力,去对刮板输送机进行定时的检查和定期的维修。如果使用在线监测系统对刮板输送机进行实时监测,不仅可以减少设备发生故障的概率,保障煤矿生产的安全平稳进行,延长设备的使用寿命,而且可以减少煤矿在设备维修方面的人力和物力投入。同时,可以避免传统设备维修时,维修人员无法判断设备故障部件,而对全部部件更换的情况,监测系统可以准确的判断故障部件,减少维修成本。(2)安全效应。由于煤矿井下工作环境的恶劣性,当刮板输送机设备发生故障,维修人员对设备进行抢修时,长时间处于该环境中,极易发生安全事故问题。而当使用在线监测系统对刮板输送机进行故障诊断时,可以提前观测到设备的故障原因,在极短的时间内解决设备故障问题,保证工作面生产的顺利进行,保障维修人员的生命安全。

4结语

刮板输送机的在线故障诊断监测系统对井下的安全高效生产十分有利,本文综合考虑刮板输送机的结构特点和其实际工作运行环境等情况,对刮板输送机进行实时监测的监测参数、监测部件和主要监测点位进行了分析研究,并对在线监测系统中的设备及应用方式进行了阐述。实践证明,在线监测系统在刮板输送机故障诊断中的应用,对煤矿企业具有经济效益和安全效应。

篇7:接触网避雷器性能在线监测系统的研究与设计论文

接触网避雷器性能在线监测系统的研究与设计论文

0 引言

在高速铁路发达的欧洲中部地区,每 100 km接触网在 1 年内可能遭受 1 次雷击。基于这样的雷击概率数据,德国采用的方法是在雷电较多的地段安装避雷器,而在其他雷电较少的区段,一般不考虑安装避雷器等防雷装置。而与德国相比,日本的地理环境、气象环境完全不同,因此对电气化接触网的保护措施也截然不同。日本根据雷击频度及线路重要程度,将防雷等级划分为 A、B、C 三级区域。A 级区域雷害严重且线路重要,全线接触网均架设避雷线,同时在牵引变电所出口、接触网隔离开关、电缆接头连接处、架空避雷线接地线终端等重要部位设置避雷器;B 级区域雷害较重且线路重要,对部分特别地段的接触网架设避雷线,同时在与 A 级区域相同的重要位置安装避雷器;对于 C级区域,一般只在一些重要位置安置避雷器。

从雷电的形成来分析,我国很多地区(比如西南地区、东南沿海地区)有类似于日本的地理和气象环境,但铁路接触网的防雷保护却没有吸取日本高铁的经验,反而机械地学习了德国经验,所以在高速铁路刚发展的几年内,不可避免的由于雷电影响而造成多起事故,给人们的生产、生活带来了深刻的负面影响。

避雷器性能优劣检测原理与监测方法仍然沿用电力系统中的常用的研究方法。但铁路牵引系统与电力系统相比具有负荷移动、方式多变等特点,加之接触网与电网不同的拓扑结构,导致对接触网用避雷器进行状态性能检测的时候面临谐波电流复杂、频繁操作过电压等诸多新的问题。

1 铁路接触网特性分析

本文针对避雷器运行的背景环境是牵引供电系统,它是指三相电力系统接受电能向单相交流电气化铁道行驶的列车输送电能的电气网络,主要构成部分如图 1 所示。牵引变电所控制及变换电能,转换接触网与电力系统之间的电压,接触网则负责向列车供给电能,国内干线电气化铁道的供电制式是工频单相交流制,接触网的额定电压是25 kV。

负荷的特殊性决定了接触网的特征不同于一般三相输配电网络,主要原因有以下几点:

(1)电力机车是大功率单相负荷。

(2)电力机车是移动性负荷,由于电气化铁道线路的条件多变,机车在行进过程中阻力也不断的变化,频繁地在起动、加速、惰行、制动等工况之间转换,机车负荷的剧烈波动容易使接触网电压异常波动,产生操作过电压。

(3)电力机车是非线性负荷,国内大量采用的交直流型电力机车,主电路一般都为相控整流电路,网侧电流含有较大谐波成分,且含所有奇数次谐波,包括 3 次及 3 的倍数次。

本文主要针对接触网用避雷器的工作条件及背景环境,其他的有关牵引供电系统及接触网的内容不作为研究的对象,而能够给避雷器性能状态带来危害的谐波电流和电压波动也是本文分析的重点之一。

1.1 接触网谐波特性分析

在避雷器性能检测过程中,阻性电流值因其能够很好地反映避雷器的状态性能而常被用作判断避雷器性能优劣的重要依据。但是在谐波污染严重的情况下,阻性电流中含有较大分量的谐波含量,严重影响了性能分析的精确性。而在电气化铁路系统中,电力机车多采用 PWM 控制电路,容易给接触网带来严重的谐波污染,谐波在接触网传播的过程中,当接触网参数与机车匹配时会发生谐振和严重的谐波放大。根据 CRH2 动车组的模型仿真分析,当机车在运行工况之间切换时,对应的输出功率会发生变化,由于基波与各谐波电流的变化不同步,导致不同输出功率下谐波电流含量的变化较大。由谐振引起的电压畸变会进一步使机车谐波电流增大,形成一个类似于正反馈的相互激励过程,导致接触网形成谐振过电压,烧损避雷器等设备。

因此,在避雷器性能监测分析中,谐波含量的检测对避雷器工作状态的分析具有重要作用。本系统也将基于场强法的谐波检测方法运用其中。

1.2 接触网电压波动分析

电气化铁路牵引负荷表现为移动且运行工况切换频繁的特点,是一种十分典型的日波动负荷符合短时冲击的特点。接触网的电压波动与线路条件、机车类型、运行工况、机车速度、牵引重量等因素有关,且这些影响因素具有随机的特点。根据数据统计,接触网电压波动范围最大可达 30%,同时电压峰值最高达到 460 V,波峰系数达到 1.92,电压峰值的大范围变化对设备的安全构成了较大的隐患,这其中也包含避雷器。因此在对避雷器性能在线监测的过程中,频繁的操作过电压将是一个值得深究的问题。

为此,在本系统中额外添加了避雷器运行过电压监测功能,设定运行过电压的阈值,并记录下运行过电压的时间和次数,有助于对避雷器性能状态和故障原因进行分析研究。

2 氧化锌避雷器在线监测系统的结构设计

氧化锌避雷器在线监测系统主要由传感器、监测点装置、数据采集节点及上位机数据管理平台组成,其结构设计如图 2 所示,分别利用感应式电压传感器和电流互感器采集避雷器运行的电压信号和电流信号,每只避雷器有其固定的`监测点装置,采集处理监测到的状态数据;一只数据采集节点可以处理多个监测点装置的监测数据,利用 RS485实现多个数据采集节点与上位机之间的数据通信。

主控 PC 向下位机数据采集节点发出索要数据的控制指令后,节点根据接收的指令要求向监测点装置索要当前的监测数据,该装置在收到指令后就按要求将监测数据回传给数据采集节点,节点确定收到监测数据之后,再将这些数据有次序地回传给主控 PC,上下位机之间采用 ModBus 通信协议,并通过 CRC 校验,以保证数据传输的准确性。

2.1 监测点电路结构设计

避雷器性能在线监测点主要完成避雷器运行电压及泄漏电流的采集、计算及其信号处理和组网通信等功能。整体结构由电流采集模块、电压采集模块、90E36 信号处理模块,单片机控制模块、电源模块、RS485 通信模块、雷击计数模块及 LCD显示模块组成。

2.2 RS485 串行组网通信结构设计

在数据通信、计算机网络应用中,RS485 是一种常用的串口通信标准,它是在 RS232 标准基础上发展起来的一种平衡传输标准,能够克服 RS232通信距离短,速度低等缺点,其最高传输速率达到10 Mbit/s,最远传输距离可达 1 200 m;具备多点、双向通信功能,即可允许同一条总线上连接多达32 个数据节点,而且节点驱动能力强、冲突保护特性好。由于 RS485 标准对接口要求的特殊性,用户亦可建立自己需要的通信协议。因此,该系统采用 RS485 标准组网通信。

3 结语

在高速铁路刚发展的几年内,曾因雷电影响造成多起列车停车晚点事故,给人们的生产、生活带来了深刻的负面影响,铁路系统的防雷避雷研究已经成为一个研究的热点课题。传统的避雷器故障监测研究只针对于电力系统的应用背景,铁路牵引系统具有负荷移动、运行方式多变而造成的谐波电流复杂、频繁操作过电压等特点,而谐波电流和操作过电压都会严重影响避雷器性能状态。因此针对接触网系统的特殊性,本文提出了氧化锌避雷器性能在线监测的实现方法,并设计了在线监测点的硬件装置、数据采集节点及主控 PC 数据管理平台。经测试,本监测系统具备对避雷器阻性泄漏电流和相位差值进行精确检测,数据传输流畅,同时具有实时数据图形化显示,历史数据查询等功能。系统运行试验验证了理论分析和设计的正确性,为其他电气设备实时监测研究提供了重要的理论基础和实际的指导意义。

篇8:海洋石油平台柴油机运行效率分析的论文

近年来,随着我国经济的快速发展和工业化进程的不断加快,人们对于能源的需求量不断增加。在我国在不断进行能源结构调整的过程中,石油在我国能源结构中占据重要地位,而且目前海洋石油的开采压力越来越大。同时,能源紧缺和环境恶化问题不断加剧,因此我国在各个行业中均提出了节能减排的具体要求。尤其对于海上石油开采来说,其市场竞争也越来越激烈,所以海上石油开采企业也应该要从节能减排的要求出发,提高开采效率,降低开采成本,提高自身的市场竞争力水平。而在海上石油平台的开采作业中,柴油机是主要的动力来源,且其运行中能源消耗较多,所以提高柴油机的运行效率也成为海上石油平台节能减排工作的重点。

1现实中的平台柴油机的油料消耗

在渤海某油田某采油平台,其钻机模块所用的柴油机为3台主机,运行时间分别为239h,1200h和1319h。而且在不同工况下,柴油机的运转时间也有所不同,如在一开钻进的过程中,需要使用3台功率为800kW的柴油机运行约65h;在三开钻井过程中,需要使用2台750kV的柴油机运行约392h;进行电测以及试油的非生产时间内,需要使用1台300kW的柴油机运行约956h(表1)。根据表1中使用柴油机的车次,对柴油机的消耗标准进行计算,就可以得到在本口井的施工过程中所需要的柴油的总量为302t。但是在实际生产过程中,会根据负荷大小的变化而导致柴油机功率消耗发生变化,且会存在无用功的现象,这就会导致柴油机的实际消耗量与理论计算量有所偏差。本口井施工中所实际消耗的柴油重量为413t。根据相关理论计算可知,在此次生产过程中应消耗的机油重量为4709L,但是在实际生产过程中消耗机油重量为6249L。所以说,实际生产过程中所消耗的柴油和机油等资源有着较大下降空间,因此有较大节能潜力。

2影响柴油机运行效率的主要因素

2.1油料管理的影响

在海洋石油平台的钻井作业过程中,油料管理存在问题是导致油料浪费的主要原因。这主要是由于在海上石油平台的运行生产过程中,通常对其保温效果有较高要求,这是因为在海上石油平台进行生产过程中通常具有较低的温度,尤其是在冬季气温较低的时候,平台良好的保温效果可以适当延长0#柴油的'使用时间,并且会降低与-10#以及-35#柴油的之间的差价。此外,在海上石油平台的生产过程中,还需要采用分舱存放柴油的方式来避免出现不同柴油之间的不相容的问题。而且由于在不同季节和环境温度的条件下需要使用不同标号的柴油,所以需要将这些柴油进行区分,以提高海上石油平台的运行经济效益。

2.2钻井参数对柴油机负荷的影响

在海上石油平台的钻井过程中,所用钻具需要根据不同的生产区域和不同区域中不同的地层特点所需要的钻进能力进行选择。通过对钻具组合的调节和选择,来对钻进能力进行优化和对负载进行降低,这样不仅可以大大提升钻进速度和钻井效率,还可以节省生产中所需要的柴油重量,并对钻具以及其他部件起到有效的保护,延长其使用寿命,提高钻井生产效益。

2.3机房人员专业技能水平的影响

在海上石油平台的钻井过程中,如果机房人员的专业节能水平不高、没有充分了解和掌握钻井状况,就容易在生产过程中出现没有根据工况进行及时停车等问题,导致柴油消耗量的增加。此外,在钻井过程中,需要根据井位、地层、钻井参数以及设备的不同,对生产所需要的功率要求进行判断和调节,这样就可以通过对柴油机功率的增加和减少来控制柴油机运行时的能量消耗,起到节约柴油等燃料的目的。但是,上述问题会导致对柴油机运行功率输出增加和判断难度的增长,成为影响柴油机运行效率的原因之一。

2.4钻进方法的影响

在海上石油平台的钻井过程中,钻台工作人员需要根据所用钻机型式以及工作区域中地质条件的不同来对具体操作进行指导,需要在操作中对采取何种动作和钻进速度以及柴油运行档位等进行控制。但是在实际运行过程中,由于操作人员的专业技能水平问题,以及缺少规范的钻进方法制度,没有加强对制度落实情况的监督等问题,而导致柴油机等设备始终处于最高档位和最高转速中运行。虽然在最大的功率输出下满足了生产要求,但是这种操作方式不仅会造成能量浪费,而且在长时间高负荷的运行状态下会增加设备的磨损以及其他机械故障等问题。而且会由于没有根据地质状况而对输出转数和扭矩进行控制和调节,还会导致加速部件出现损伤等问题,缩短设备的使用寿命,增加设备维修与更换的成本,同样增加了柴油等能源的消耗。此外,在不同的钻进、上提、下放以及划眼等动作中,由于其负载不同所以需要不同的功率来完成,且对操作人员的专业技能水平要求较高,否则会容易导致柴油机功率损耗的增加,不利于对其运行效率进行提升。

3提高柴油机运行效率的应对方法

3.1加强对油料的管理

首先,在海上石油平台的钻井过程中应提高对燃油质量以及对油料管理重要性的认识,在海洋石油企业中制定相应的管理制度对油料进行管理,并在钻井过程中重点对燃油加装、储存、质量反馈和控制等工作进行控制,而且做好5个方面的工作。(1)在选择燃油供应船舶时,应选择具有良好口碑以及较高质量的供应单位,加强对燃油质量的检查和控制,确保燃油质量符合要求。(2)在进行燃油加装的过程中,应重点对输送管线进行检查和控制,确保柴油的数量符合要求。(3)根据不同季节所需要不同标号的柴油进行区分标识和使用,而且在燃油上船之后应对其进行分舱存放,避免出现不相容的问题。(4)在燃油进机之前,应做好燃油的保温、沉淀、除水以及分油净化等工作,并加强对燃油日用柜的定期清理,提高机房管理人员对以上繁琐工作的重视,做好燃油进机之前的最后一道质量控制防线的工作,并加强对机房工作的检查和监督。(5)机房工作人员应对燃油质量情况进行实时检查和记录,并每月对其质量统计情况向有关的管理部门进行反馈,通过不同部门和上下级之间的信息沟通和配合,做好船舶来油的质量检查和控制工作,并对其中的问题进行及时处理,从油料管理方面提高柴油机的运行效率。

3.2加强对钻井参数变化对策的控制

在海上石油平台钻井过程中,应根据不同的地质情况来对具有润滑作用的泥浆进行选择,且在泥浆满足生产要求的前提下,尽量降低其黏度、增加其流动性,从而减少负载来缩短钻井时间,起到节省燃油、提高柴油机运行效率的作用。而且在对此区域中对钻井模式进行总结和优化,可以选用新型的天然高分子聚合物泥浆体系来满足生产要求。此外,还要根据不同生产区域和不同地层来进行不同钻具组合的选择,通过对钻具组合的优化来提高钻进能力和减轻负载,同样可以起到节能燃油、提高生产效率的作用。

3.3加强对钻进方法及其制度的制定和落实

在不同的钻进、上提、下放和划眼动作中对其功率进行调节,比如在钻进工作中需要适当提高功率来加大电机转速和功率,来满足大扭矩以及大驱动动力的要求。而且在下放过程中需要电磁刹车来对下放速度进行控制,避免出现失速控制的问题,且要适当降低电机钻速和流量。此外,针对不同对地质条件来选择不同的钻井方式和操作方式,比如在砂层中就可以适当降低转速和顶驱电子及转速来保护部件、降低功率消耗,起到提高柴油机运行效率的作用。

4结语

在海上石油平台钻井作业中,为了满足节能减排的行业要求,提高海洋石油企业的生产效率和经济效益,需要根据柴油机的运行情况对其运行效率进行提升。针对影响柴油机运行效率的油料管理、钻进参数以及机房工作人员专业水平和钻进方法等因素,提出了相应的措施。这些措施同样适用于采油平台柴油机降本提效运行管理,以提高海洋石油平台柴油机的运行效率和企业的经济效益、市场竞争力。

参考文献

[1]杨旭.试论海洋石油钻井平台技术特点及其发展研究[J].工业,(7):00011.

[2]李会通.海洋石油平台柴油机组喷油方式发展趋势[J].中国海洋平台,(5):1-5.

[3]许猛.降低海洋石油钻井平台柴油机的燃油消耗浅析[J].中国化工贸易,(34):304.

篇9:浅谈海洋石油钻井现状与技术发展研究论文

论文关键词:海洋 石油 钻井 现状 发展

论文摘 要:随着海洋石油的大力开发,钻井技术的研究至关重要,本文主要阐述海上钻井发展及现状,我国海上石油钻井装备状况,海洋石油钻井平台技术特点,以及海洋石油钻井平台技术发展分析。

1 海上钻井发展及现状

1.1 海上钻井可及水深方面的发展历程

正规的海上石油工业始于20世纪40年代,此后用了近的时间实现了在水深100m的区域钻井并生产油气,又用了20多年达到水深近m的海域钻井,而最近几年钻井作业已进入水深3000m的区域。图1显示了海洋钻井可及水深的变化趋势。20世纪70年代以后深水海域的钻井迅速发展起来。在短短的几年内深水的定义发生了很大变化。最初水深超过200m的井就称为深水井;“深水”的界限从200m扩展到300m,第十七届世界石油大会上将深海水域石油勘探开发以水深分为:400m以下水域为常规水深作业,水深400~1500m为深水作业,大于1500m则称为超深水作业;而现在大部分人已将500m作为“深水”的界限。

1.2海上移动式钻井装置世界拥有量变化状况

自20世纪50年代初第一座自升式钻井平台“德朗1号”建立以来,海上移动式钻井装置增长很快,图2显示了海上移动式钻井装置世界拥有量变化趋势。1986年巅峰时海上移动式钻井装置拥有量达到750座左右。1986年世界油价暴跌5成,海洋石油勘探一蹶不振,持续了很长时间,新建的海上移动式钻井装置几乎没有。由于出售流失和改装(钻井平台改装为采油平台),其数量逐年减少。为567座,其中自升式平台357座,半潜式平台132座,钻井船63座,坐底式平台15座。此后逐渐走出低谷,至,全世界海上可移动钻井装置共有800多座,主要分布在墨西哥湾、西非、北海、拉丁美洲、中东等海域,其中自升式钻井平台510座,半潜式钻井平台280座,钻井船(包括驳船)130艘,钻井装置的使用率在83%左右。目前,海上装置的使用率已达86%。

2我国海洋石油钻井装备产业状况

我国油气开发装备技术在引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面取得了长足进步。

2.1建造技术比较成熟海洋石油钻井平台是钻井设备立足海上的基础。从1970年至今,国内共建造移动式钻采平台53座,已经退役7座,在用46座。目前我国在海洋石油装备建造方面技术已经日趋成熟,有国内外多个平台、船体的建造经验,已成为浮式生产储油装置(FPSO)的设计、制造和实际应用大国,在此领域,我国总体技术水平已达到世界先进水平。

2.2部分配套设备性能稳定海洋钻井平台配套设备设计制造技术与陆上钻井装备类似,但在配置、可靠性及自动化程度等方面都比陆上钻井装备要求更苛刻。国内在电驱动钻机、钻井泵及井控设备等研制方面技术比较成熟,可以满足7000m以内海洋石油钻井开发生产需求。宝石机械、南阳二机厂等设备配套厂有着丰富的海洋石油钻井设备制造经验,其产品完全可以满足海洋石油钻井工况的需要。

2.3深海油气开发装备研制进入新阶段目前,我国海洋油气资源的开发仍主要集中在200m水深以内的近海海域,尚不具备超过500m深水作业的能力。随着海洋石油开发技术的进步,深海油气开发已成为海洋石油工业的重要部分。向深水区域推进的主要原因是由于浅水区域能源有限,满足不了能源需求的快速增长需求,另外,随着钻井技术的创新和发展,已经能够在许多恶劣条件下开展深水钻井。虽然我国在深海油气开发方面距世界先进水平还存在较大差距,但我国的深水油气开发技术已经迈出了可喜的一步,为今后走向深海奠定了基础。

3海洋石油钻井平台技术特点

3.1作业范围广且质量要求高

移动式钻井平台(船)不是在固定海域作业,应适应移位、不同海域、不同水深、不同方位的作业。移位、就位、生产作业、风暴自存等复杂作业工况对钻井平台(船)提出很高的质量要求。如半潜式钻井平台工作水深达1 500~3 500 m,而且要适应高海况持续作业、13级风浪时不解脱等高标准要求。

3.2使用寿命长,可靠性指标高

高可靠性主要体现在:①强度要求高。永久系泊在海上,除了要经受风、浪、流的作用外,还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力的作用;②疲劳寿命要求高。一般要求25~40 a不进坞维修,因此对结构防腐、高应力区结构型式以及焊接工艺等提出了更高要求;③建造工艺要求高。为了保证海洋工程的质量,采用了高强度或特殊钢材(包括Z向钢材、大厚度板材和管材);④生产管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上运输、海上安装甚为复杂,生产管理明显地高于常规船舶。

3.3安全要求高

由于海洋石油工程装置所产生的海损事故十分严重,随着海洋油气开发向深海区域发展、海上安全与技术规范条款的变化、海上生产和生活水准的提高等因素变化,对海洋油气开发装备的安全性能要求大大提高,特别是对包括设计与要求、火灾与消防及环保设计等HSE的贯彻执行更加严格。

3.4学科多,技术复杂

海洋石油钻井平台的结构设计与分析涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、土力学、钢结构、船舶技术等多门学科。因此,只有运用当代造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术、现代环保与防腐蚀技术等先进的综合性科学技术,方能有效解决海洋石油开发在海洋中定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、浮动状态的海上钻井、完井、油气水分离处理、废水排放和海上油气的储存、输送等一系列难题。

篇10:浅谈海洋石油钻井现状与技术发展研究论文

世界范围内的`海洋石油钻井平台发展已有上百年的历史,深海石油钻井平台研发热潮兴起于20世纪80年代末,虽然至今仅有20多年历史,但技术创新层出不穷,海洋油气开发的水深得到突飞猛进的发展。

4.1自升式平台载荷不断增大

自升式平台发展特点和趋势是:采用高强度钢以提高平台可变载荷与平台自重比,提高平台排水量与平台自重比和提高平台工作水深与平台自重比率;增大甲板的可变载荷,甲板空间和作业的安全可靠性,全天候工作能力和较长的自持能力;采用悬臂式钻井和先进的桩腿升降设备、钻井设备和发电设备。

4.2多功能半潜式平台集成能力增强

具有钻井、修井能力和适应多海底井和卫星井的采油需要,具有宽阔的甲板空间,平台上具有油、气、水生产处理装置以及相应的立管系统、动力系统、辅助生产系统及生产控制中心等。

4.3新型技术FPSO成为开发商的首选

海上油田的开发愈来愈多地采用FPSO装置,该装置主要面向大型化、深水及极区发展。FPSO在甲板上密布了各种生产设备和管路,并与井口平台的管线连接,设有特殊的系泊系统、火炬塔等复杂设备,整船技术复杂,价格远远高出同吨位油船。它除了具有很强的抗风浪能力、投资低、见效快、可以转移重复使用等优点外,还具有储油能力大,并可以将采集的油气进行油水气分离,处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能,被誉为“海上加工厂”,已成为当今海上石油开发的主流方式。

4.4更大提升能力和钻深能力的钻机将得到研发和使用

由于钻井工作向深水推移,有的需在海底以下5000~6000m或更深的地层打钻,有的为了节约钻采平台的建造安装费用,需以平台为中心进行钻采,将其半径从通常的3000m扩大至4000~5000m,乃至更远,还有的需提升大直径钻杆(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等,因此发展更大提升能力的海洋石油钻机将成为发展趋势。

参考文献

[1]Phil Rae. Lightweight Cement Formulation for Deep Water Ce-menting: Fact and Fiction[A]. SPE91002, .

Thierry Botrel, Patrick Lsambourg, Total Fina Elf. Off SettingKill and Choke Lines Friction Losses, a New Method for DeepWater Well Control[A]. SPE67813, .

篇11:Java 的在线鲜花定购系统的研究论文

关于Java 的在线鲜花定购系统的研究论文

随着人们生活水平的提高, 人们的消费需求也越来越高。通过一些市场调查和分析,每个城市, 每个地区的花店也不计其数。花店的多样, 鲜花种类的繁杂, 再加上实体花店的繁琐性, 为商家带来了很激烈的竞争。网上鲜花订购系统正借助先进的互联网技术,将为个人或中小型公司提供一个直接面向消费者的鲜花订购平台。网上的消费群体可以通过网站, 挑选并订购自己需要的鲜花。通过这个平台, 不仅可以让消费者方便地为异地的亲朋好友送上最真诚的祝福,也为销售者带来了丰厚的收益和人气, 这是一个消费者和销售者双赢的项目。

1 需求分析

1.1 系统用户

在线定购鲜花系统的用户主要有两种:

(1) 花店的工作人员

花店的工作人员是系统的维护人员, 也是网上商品(鲜花) 的管理者, 根据花店的实际商品的情况, 对网上鲜花的信息进行添加、删除、修改等操作。

(2) 会员

花店的会员是花店的顾客, 是系统的客户端使用者, 只能够对花店的鲜花信息进行查看及按照个人所需进行下单或撤单,不能对花店的后台数据信息进行修改。

1.2 系统功能需求

系统根据用户的不同, 分为前台和后台两部分进行管理,其中前台主要是客户端(会员或游客) 通过浏览器直接浏览鲜花定购系统所列出的鲜花, 如果需要定购鲜花,则必须是会员, 游客只能浏览。后台操作者主要是花店的工作人员,主要进行会员管理、订单管理和商品管理等。在前台进入鲜花定购系统的用户, 如果不是会员, 可以根据系统的提示进行会员注册,注册后自动登录系统, 可以查看自己的购物车信息, 查看自己的用户信息和订单信息,可以对订单和个人信息进行修改, 当订单确定无误之后, 用户就可以付款完成订单。在后台进入鲜花定购系统的工作人员,通过管理员验证程序确认管理员身份后, 就可以进行会员信息管理、公告信息管理、鲜花品种管理、鲜花商品管理及订单管理操作, 进而更好地为会员用户服务。

2 系统设计

2.1 功能

根据系统的.需求分析, 系统主要有前台管理系统和后台管理系统两部分组成,两部分是彼此相联的一个整体。前台主要为会员用户提供服务, 后台则主要针对工作管理人员, 两部分相结合, 使得在线鲜花定购系统的用户信息和鲜花信息更加明确, 确保了交易双方的利益。

2.2 数据库

在线鲜花定购系统要兼顾顾客、店家双方的利益, 用户的信息要尽可能地准确,才能保证鲜花准确地送达; 鲜花的信息(图片、文字描述) 准确, 才能尽可能少地发生纠纷。根据在线鲜花订购系统的功能, 系统需要的数据表主要有以下几个:

(1) 鲜花信息表

主要存放花店中所有鲜花的具体信息

(2) 会员信息表

主要存放系统中注册的详细信息, 便于系统的工作人员在送货和订单管理时了解顾客的详情, 不致于误送或延送。

(3) 订单信息表

主要存放顾客订单的基本信息。另外还有公告信息表、管理员信息表、定单明细表、留言信息表、鲜花类别表等数据表,由于篇幅所限, 在此不再进行具体的描述。

3 具体实现

3.1 订单管理

整个系统中用户定单的管理是非常重要的, 由于篇幅所限, 在此主要介绍订单的操作。用户登录之后,确定定购鲜花, 点击“确认”, 系统会提取该用户的信息, 自动设置订定编号和订单日期,并将该定单设置为“未受理” 状态及根据用户的选择自动计算鲜花的价格,生成订单并保存。商家登录后, 自动调用“未受理” 的定单用户,对定单进行处理,修改定单的状态, 并保存。

3.2 后台用户管理

管理员可以查看、删除、添加及修改会员的基本信息以加强管理, 当某些会员的个人信息不全时,在会员允许的情况下, 可以对会员的信息进行修改; 另外, 有些会员的诚信相对较差, 多次出现欠款或拒收商品的情况,管理员可以对该会员进行冻结或删除操作, 不允许该会员进行在线定购鲜花活动。

对会员进行冻结, 只需要操作会员信息表中的字段huiyuan_valid, 该字段为“1” 时, 表示已经激活, 为“0” 时表示冻结状态。对已经激活的用户, 可以通过购物车选购商品, 并下订单。冻结的用户则只能浏览商品, 而不能进行定购活动。

4 结语

人们的生活品质提高, 伴随而来的是第三产业的服务质量不断完善, 利用当前网络技术和数据库技术设计在线鲜花定购系统,一方面给顾客提供了更加便利购物环境, 另一方面也为商家提供了新的营销手段。

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