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超大吨位深海油气开采平台井口智能成套装备设计与制造技术
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TE952
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于“石油天然气开采装备”领域。 深海油气是能源结构和“蓝色经济”的重要组成部分。作为贫油大国,深海开发刻不容缓,国家已将深海能源开发提高到事关国家安全的战略高度。海洋石油981平台的成功研制,彰显了中国具备深海资源开发的装备和能力。项目围绕深海油气开采平台井口装备需要,解决原有井口装备平台适应性弱、承载力小、可操作性差、一体化服务能力差和智能化程度低等瓶颈问题,对超大吨位井口智能成套装备结构设计、新材料、制造工艺和设备、全功能智能集成方面进行设计与制造技术的研发。主要科技内容与创新点如下: 可靠稳态轻量化结构设计:针对传统井口装备结构承载力低和安全性低的突出问题,创新设计出阶梯卸载等稳态结构,实现了超大吨位井口成套装备轻量化(减重10%)和可靠作业(井口装备服役寿命从1年提高至3年),破解了轻量化和承载力之间的矛盾。为油气开采一体化增值服务提供了技术支持,是国际上最大的井口成套装备,成功在981等深海钻井平台上应用。 高强初海洋装备用钢制备及应用:开发了超纯冶炼、微合金化和热处理协同的组织精控技术,实现了多相微观组织的精确调控,制备出高洁净、均匀的高强韧海洋装备用钢,成功解决了井口成套装备的材料自给需求;采用超短程热处理工艺的关键部件性能超过国外同类产品水平,抗拉强度达900MPa(高出国际标准31%),屈服强度达780MPa(高出44%),断面收缩率40%(高出60%);自主研发的性能测试系统为井口装备提供了安全保障。 先进成形制造工艺和设备:发明了智能液压模锻和工艺优化、井口装备功效表面(无损式牙板、密封件和模具等)的形貌主动设计方法和工艺、模具“分区异构”的可控制造技术、模锻工艺优化、自创“单脉冲同点间隔多次”工艺、首台激光表面宏/微织构制造和强化装备等先进制造技术。该技术的应用可以实现模具延寿(从8000次提高至16103次)和油管服役寿命提升(1年提升至5年)。为中国重大海工配套装备一体化建造提供了关键技术支撑。 动态监测技术与智能控制:系统集成视觉监测、液压控制、健康监控、故障识别和无线传感技术,研发了井口成套装备动态监测技术与智能控制系统,实现了井口装备的智能化及与主系统的有机集成。通过微型传感和无线收发技术,实现了与钻井平台主系统的无缝对接和井口装备的智能化无人作业。 授权发明专利46件,实用新型专利21件,发表论文5篇,制订行业标准5件,企标15件。研究成果在加拿大、里海、美国及中东国家等第五代、第六代钻井平台上的井口成套装备中应用,并成功配套中国981深海钻井平台。项目产品不仅在陆地(中原、川庆等油田)和近海油气平台上广泛应用,而且将海洋作业深度从500m提高到3000m以上,显著提高了中国油气开采配套装备的自主化水平,标志着中国深海油气开采成套装备设计制造水平的重大突破,有力助推了国家深海能源开发战略和国家能源安全战略。2010年以来进行了系列化研发与推广,国际市场占有率大于15%,国内占有率大于50%,整体技术水平居于国际先进水平。项目实施近3年新增销售50.46亿,利润3.25亿元。
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