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[硕士论文] 屈璟
控制工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:石油钻机是油气田开发的关键设备之一,由于其特殊地理位置的使用限制导致在远离公网供电系统的井场作业中,需要采用柴油发电机组构成小型电网来满足用电需求。柴油发电机设备实体和其相应的电控系统具有高度的复杂性和集成性。现场至少需要四台发电机来组成相对独立的供电系统。在实践教学中为了提高对这种复杂设备的感性认识,加强对柴油发电机组的操作实验认知,有必要利用现有的开发技术将硬件设备虚拟化,形成一套高度还原现场实况的三维可视化虚拟系统,一定程度上填补实践教学的认知空白。
  本文主要以CAT3500柴油发电机系统为模拟对象,来建立柴油发电机组的模型。首先,概述了典型柴油发电机的结构、组成等。参照已有柴油发电机组的数学模型,建立符合井场供电需求的柴油发电机系统数学模型。利用 MATLAB仿真工具完成柴油发电机组系统仿真实验,并且对仿真实验结果的转速参数变化曲线进行处理,构造出转速参数的关系函数。然后,利用 MAYA3D三维建模软件建立柴油发电机组和电控柜的三维模型,构建数据库,导出三维模型数据,在Unity3D软件中实现模型的优化渲染和井场及电控房的虚拟漫游。最后,利用开发语言,将仿真实验的数据结果与虚拟设备的三维模型相结合,仿真实验提供计算数据和变化曲线,三维模型达到演示功能,结合以上两部分,在进行诸如柴油发电机组的启停等状态时,可以相应观察到转速等参数变化曲线,使得所实现的虚拟系统不是简单的、固定的动画展示,而是具有逻辑性质、结合柴油发电机仿真参数、具有一定工程意义的仿真结果三维演示系统,从而实现柴油发电机组电控系统的虚拟系统。
[硕士论文] 王婷婷
电气工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:可靠的电力供应是保证油田企业安全生产的基本前提。与普通电力系统相比,油田电力系统有其自身的独特特点,特别是油田负荷主要由电动机、抽油机、抽油杆和抽油泵四大部分构成,在抽油机的一个采油冲程中,上冲程需要很大的驱动力矩,而下冲程驱动力矩很小或为负值。因此,油田负荷实际上是在电动与发电状态之间的反复切换,这种状态的切换,涉及到电动机的频繁启停,当电动机容量达到一定规模时,其启停对油田电力系统的冲击很大,严重影响到系统的安全稳定。因此,深入研究电动机的不同启停方式对油田电网暂态稳定的影响,对保证油田电力系统安全,保障油田正常生产具有举足轻重的作用。
  论文在分析普通电力系统暂态稳定问题的研究对象和范围、基本数学模型、常用分析方法及仿真计算工具的基础上,通过深入剖析油田电力系统特点及影响系统暂态稳定的主要因素,建立了油田电力系统暂态稳定分析计算的数学模型,通过对异步电动机稳态及动态模型的分析,探讨了异步电动机启停对油田电力系统暂态稳定的影响。
  论文以中东地区某油田电力系统为研究对象,利用Paladin DesignBase5.0(即油气电力系统领域广泛使用软件EDSA的升级版本)电力系统仿真软件对该系统采用时域仿真法进行暂态稳定分析,通过对全电压启动、星-三角降压启动、转子侧串电阻器启动、全电压启动时且存在不同电压等级线路故障、不同负载系数启动及不同惯性时间常数启动等场景的仿真计算,分析了异步电动机各种启停方式对系统暂态稳定的影响,并根据仿真结果给出提高油田电力系统暂态稳定的建议。
[硕士论文] 罗西
控制工程 青岛理工大学 2016(学位年度)
摘要:油田工程建设是油田开发的核心板块之一,具有施工场所偏僻、工作种类繁多、人员流动性较大、作业时间较长、施工环境复杂、施工工序较多等特性。如何能保障油田地面建设施工作业的安全、预防各种安全环保事故的发生同时对施工现场有效管理是油田企业亟待解决的问题。我国石油企业日益重视油田建设工程项目的管理工作,随着行业的改革与发展,企业对施工现场的安全管理的规范化、信息化需求日益迫切,本文根据石油化工行业的特点并结合现场实际情况与需求,设计并实现了施工现场信息化安全管理的需求。
  油田建设施工现场与普通建筑工程施工现场存在区别,具有点多面广、易燃易爆、有毒有害、作业空间受限等问题,同时人员常与各种机械设备配合施工,导致施工作业面狭小、密闭,无法有效逃离事故现场,给施工人员造成极大风险。现场与救援管理中心距离很远,现有检测仪器为单人手持性,只能实现单一现场报警功能,不能及时上传报警信息,危险发生时无法准确告知救援人员事故地点及事故类型。现场实际运行过程中,由于人员失误或设备误报等原因常导致事故处理时出现报警延误、地点错误、危险物处置措施失当等问题。
  针对以上问题,本课题实现了一种油田施工安全实时监测系统,系统采用了Arduino控制器和ZigBee无线通讯技术实现了固定站与手持式现场站通信功能。固定站配置NEO-6MGPS模块实现施工现场定位功能,配置环境传感器,由陀螺仪模块确定方位在发生危险时指示逃生方向,同时固定站配置SIM800H模块实现远程数据传输功能。手持站安装可燃气体探测模块、有毒气体探测模块、火焰探测模块、氧含量检测模块,同时安装键盘及显示设备,用于对现场进行编号及明确危险源信息。手持站与固定站联动显示报警。所获取的报警信息及时上传至Yeelink物联网平台,使远端管理人员及应急抢险人员能够及时得到现场情况。
  该方案可以实现弥补现有单功能手持报警器的不足,实现现场危险的紧急处理,应急信息的自动上传,同时还具有现场管理信息的存储与整理功能。极大方便了施工管理人员,降低了施工现场管理的难度,方便应急救援人员及时掌握现场危险信息及处理过程,大大降低了现场施工风险。
[硕士论文] 朱赣
电子与通信工程 南昌大学 2016(学位年度)
摘要:当前油井通信技术主要采用有线缆传输方式,存在维修成本高、适应能力差、扩展兼容性差、设备维护困难等问题。利用油井金属管道传输超声通信信号是一种解决上述问题的极具潜力的方案。针对竖井管道、油管串管箍等实际油井管道结构,研究了油井超声通信系统的模型,分析了超声信号的衰减等特性,为油井超声通信信号的频段选择、波形设计和链路预算提供了理论依据。综合考虑频带利用效率和设备复杂度等因素,在超声通信模型的基础上设计了一种2PSK油井超声无电缆通信系统。根据系统的指标分别设计了调制电路、发射电路、接收调理电路、AGC电路,以及完成了变送器的选型;同时接收机采用相干接收的工作方式。通过实验室模拟仿真测试,验证了油井超声通信系统误码率等指标达到系统设计要求。
[硕士论文] 杨尊儒
船舶与海洋工程 浙江海洋大学 2016(学位年度)
摘要:目前,全球油气行业正在加速向海洋进军,海洋油气资源已成为当今乃至未来各方争夺的焦点,采油平台及立管得到了迅速的发展。从已投入生产的平台来看,张力腿平台的安全性较高,张力腿平台多数为干树采油树平台,生产立管以顶张式立管为主。
  海洋立管连接海洋浮式平台及水下生产系统,与浅水立管相比,深水立管处于更复杂的环境中,已经成为整个深水油气开发装备的关键部位,也是整个系统中较为薄弱易损的部件之一。在浮体运动、环境载荷和内流共同作用下,紧密排列的相邻立管具有不同的运动响应,易引发立管之间的碰撞,产生较大的碰撞应力,影响立管的安全运行。
  本文详细阐述了国内外立管碰撞问题的研究进展,分析了立管在作业期间受到的环境载荷、功能载荷以及上部浮体的偏移等,其中遮蔽效应、波激振动、涡激振动是导致立管发生碰撞的主要诱因。运用OrcaFlex模拟了百年一遇海况下立管的整体碰撞,将立管分为多段并分别求对应的拖曳力系数,考虑了立管间距、上部浮体运动、尾流场模型、拖曳力系数等敏感性参数,得到了碰撞位置、速度、次数等信息。以整体碰撞分析为基础,提取碰撞瞬间的弯矩和速度,采用ABAQUS模拟了立管局部碰撞,从考虑水耦合和不考虑水耦合两方面对比分析了碰撞速度、内压、摩擦系数、角度对碰撞结果的影响。应采取适当措施,如合理安排立管间距,在易发生碰撞区域增加安全措施,避免立管之间的接触或碰撞。
[硕士论文] 郑平伟
控制理论与控制工程 西南交通大学 2016(学位年度)
摘要:天然气中心站监控系统远程监控分散站场,将采集的流量数据进行集中的管理。不仅节约了大量的人力物力,还便于合理调度、优化管理天然气的供应,同时为天然气输配的稳定和安全提供了有效的保障。所以,设计开发一套天然气区域监控中心系统,具有十分重要的现实意义。本文基于力控组态软件、西门子PLC和天然气专用流量计算机,以SCADA系统技术规范为依据,设计开发了一套具有较高实时性和稳定性的天然气中心站监控系统。
  首先,本文从天然气站场流量监控实际需求出发,分析论述了本系统的功能要求,并提出了系统的设计方案和总体结构框架。其次,介绍了系统的软硬件集成方案以及监控中心与监控单元的数据通信方式。监控中心与监控单元之间采用3G网络以TCP/IP的通信方式进行无线通信。然后,分析了监控单元的结构和功能。监控单元主要由流量计算机和PLC组成,负责天然气流量数据采集和计算以及现场阀门设备的PID控制。最后,本文重点阐述了中心站监控软件的开发和功能模块的实现过程。依据系统的功能要求,中心站监控软件不断采集监控单元的天然气流量数据信息,并对数据进行存储、统计和显示等处理,实现了数据的归档、显示、报警及报表等功能要求。通过友好的用户界面,用户可以实时监测站场的流量相关数据信息,查询历史数据、报警信息和操作记录,打印报表,下发阀门控制命令等。此外,本文还为系统设计了双机冗余配置和网络Web发布。
  系统测试结果表明,本系统达到了预期效果,能够满足天然气区域监控中心系统的功能需求,有利于天然气的合理调度和优化管理,为今后工业控制领域天然气监控系统的研发提供了有效方法和思路。
[硕士论文] 徐杨
机械工程 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:油气管道安装工程属于非常重要的一项基础性施工工程。有效高质实施油气管道安装,能够提升油气管道的实际使用效果,在获取理想生产作业效能同时更好提高施工作业安全性。工程管理标准化是一个持续性话题,在精细化和规范化推动下,标准化的作用更加突出,工程管理标准化的基本要求就是一个项目在施工的整体过程中都要有章可循,确保各项作业能够符合标准的要求,满足于后期使用需要。一个施工工程的实际内容繁多,只有切实从标准化入手,才能彻底提升管理实效性,使项目能够取得阶段性成果,进而确保项目能够达到预期的质量标准和要求,确保项目的实际建设水平。
  本次研究围绕标准化而展开,通过对现有理论研究成果进行有效分析和探讨,进一步引出相应的研究重点内容,结合研究实际需要,展开实证分析和研究,发挥理论与实践相结合的作用,获取到理想的研究成果。针对油气管道安装工程项目管理标准化问题,构建相应的研究体系和框架具有积极的实效性,能够确保研究建立在规范化和体系化的基础之上,突出研究重点,使研究的实际成果具备相应的可利用价值。在本次研究过程中着重采取了实证研究和文献研究等研究方式方法,使得研究的针对性更强,能够获取到更为理想的研究成果,推动相关实际工作的顺利开展。
[硕士论文] 王冀炜
机械工程 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:随着国民经济发展及市场对能源需求的增长以及原油价格的持续走低,原油储备库的建设或又将迎来一个高峰。由于大型储罐工程具有工程量大,施工工艺复杂、材料种类繁多、交叉施工工种多,以及野外、露天、高空作业多,不安全因素多,建设周期长等特点,因此开展储罐工程施工安全风险识别及防范措施的研究对于优质高效安全的完成储罐施工具有重要意义。
  本文中,作者将结合公司承建的鄯善原油商业储备库工程,通过对该大型储罐工程施工所涉及的工种、工序、活动场所的全过程预先风险识别、分析和评价,制定相应的管理防范措施,同时将该项目工程所涉及的风险、存在的隐患进行汇总,详细阐述风险削减措施及隐患的防范措施,从而指导本企业及同行在今后从事大型储罐工程中提高安全管理水平,有效削减和控制施工风险,最大限度地减少事故发生,确保安全生产。
[硕士论文] 李艳
项目管理 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:近年来,随着“数字油田”的不断发展,数字技术正在越来越多的应用到长庆油田的每个角落中。在长庆油田地面建设工程领域,随着建设工程规模日益扩大,技术含量和项目管理的集成化、国际化程度越来越高,以及知识管理的重要性日益突显。与此同时,地面工程项目牵扯到的范围越来越广,工程项目所包含的信息量也越来越大;业主对项目的管理越来越专业化;同时国家对项目质量安全要求越来越严格;不进行项目管理集成化将无法全面实现项目全过程管理目标。这几个方面都要求地面建设工程项目进行集成化管理,而如何能够集成化这才是关键点。数字化技术的发展正好为项目的全要素、全周期、全方位集成提供了技术基础,因此如何搭建地面工程项目的数字化平台成为了我们的研究重点。
  本文想从现有的长庆油田采油六厂地面建设工程项目数字化管理现状研究,以相关项目管理理论为基础,将现有成熟的数字化技术作为工具。采用全生命周期管理法进行采油六厂地面建设项目集成化,构建采油六厂地面建设项目数字化管理平台,使采油六厂在地面建设项目中实现网络化、可视化、智能化,提高项目管理水平。数字化平台建立后可以极大地提高采油六厂地面建设数字化管理水平,具有重大意义。可以改变传统的工程模式,能够更好地对地面项目建设进行监管,帮助业主、监理、施工单位,加强信息化共享,能及时的对建设工程进行全方位、全过程、全要素的监督和控制。
[硕士论文] 孙婧
软件工程 大连理工大学 2016(学位年度)
摘要:设备是公司进行正常运营的基础,其管理在企业设施的运行和维护中起着重大的作用。提升设备使用年限、降低返修维护率及控制合理能耗是企业大幅降低运营成本的关键所在,亦是现代企业增强市场竞争实力必不可少的经营战略手段。设备管理,是对设备进行维护、修理及改造等一系列措施的综合管理,通过提高设备性能,充分发挥其效能从而保障设备安全运行。
  根据设备管理在企业中的实际情况,本文首先阐述了设备管理知识及其重要性,以单台设备为首要管理对象,建立动态的设备管理体系,并实施全寿命周期管理。通过建立以点检、状态监测为重点的设备运行预警体系,实现了预防维修与故障维修相结合的管理体系;设备综合利用率的有效提高得到保障;降低维修费用,节约企业生产成本。以防预维修主导的多元化维修计算机管理体系以及支持实现标准化管理的标准化信息库。通过制定工作计划与业务提醒机制,及时督促业务人员完成各类管理工作;确保工作效率;对设备地运行状态进行实时追踪,能够保证各级设备管理部门能够及时、准确地掌握设备运行的第一手信息。同时建立综合的设备管理网络平台,实现了设备信息的最大化共享。
[硕士论文] 钟健樑
电气工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2016(学位年度)
摘要:海上油田群电网是指利用海缆将空间上相近的油气平台连接所组成的小型独立微网,较之传统各平台单独供电的方式,海上油田群电网可保证油气田开采设备的供电可靠性和经济性,因此已逐渐成为海上油气平台供电方式的发展方向。
  近年来,随着风电和储能技术的不断进步,中国海洋石油总公司计划在海上油田群电网中引入适量的风电及储能系统,以降低电网燃气轮机组发电耗气量并减少石油生产过程所产生的二氧化碳等温室气体的排放。但由于海上油田群电网运行条件较为恶劣,缺乏大电网的调度运行经验,在原有电网基础上引入风电及储能系统后,海上油田群电网的控制变量进一步增多,也加大了电网的调度控制难度。
  针对上述问题,本文提出了海上油田群电网功率协调优化体系,通过控制资源、时间和控制目标等三个维度的协调,将含随机变量的复杂调度问题转化为规模较小的可求解的优化问题,并给出了相应的算法。
  在控制资源维度上,本文主要考虑风电、储能及火电三种控制资源,并分别建立了考虑风电投切控制的机组组合模型与考虑风电及储能的机组组合模型,前者主要针对小负荷海上油田群电网海缆过载能力弱、接入风机数较少的情况,将风机等效为投切状态可控的随机电源,利用L型分解法对模型进行求解,实现风电与燃气轮机组之间的协调优化;后者则基于大负荷海上油田群电网,在机组组合模型中引入大容量风电及储能系统,采用Benders分解法求出风-储-火多电源协调的机组启停计划,实现海上油田群电网功率在控制资源维度上的协调优化。
  在时间维度上,本文将控制时间尺度分为日前与实时,根据风电及负荷的预测精度随预测时间的缩短而提高这一特点,建立实时最优潮流模型,在日前机组启停计划己知的基础上,根据风电及负荷实时预测数值,对各电源出力进行实时调整,实现日前启停计划与实时调度的协调优化。
  在控制目标维度上,本文根据电网实际需要把控制目标分为经济与安全两部分,并提出对应的有功及无功衡量指标,将有功/无功指标加入到最优潮流目标函数中,并利用内点法与快速分支定界法相结合的算法对模型进行求解,实现了有功与无功的协调优化。
[硕士论文] 牛志民
电气工程 华北电力大学 2016(学位年度)
摘要:动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个基本要求,即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。可靠性主要取决于保护装置本身的制造质量、保护回路的连接和运行维护的水平。选择性、灵敏性和速动性主要取决于保护的定值和动作时间。保护定值整定时,灵敏性与选择性的保证与运行方式的选择密切相关,保护整定的最大运行方式是以当前运行方式为主,考虑一定的检修方式;最小运行方式是以当前运行方式为主,考虑一定方式的组合。而实际电力系统主要运行于当前运行方式,此时保护的选择性、灵敏性和速动性是否达到要求,则需要进行详细的论证。
  海上石油平台电力系统具有自身的特点,这决定了保护的整定规则和短路计算与陆地大电网有明显区别,而现有的整定计算与校核软件普遍是针对陆地大电网。本文结合海洋石油平台电力系统的特点,从保护三性要求的角度出发对继电保护整定计算与在线校核软件进行了深入的研究。
  首先对海洋石油平台电力系统继电保护整定与在线校核软件的整体体系方案进行了设计,主要包括图形建模模块、故障计算模块、整定计算模块及定值校验模块,并对各模块的主要功能进行了设计。
  其次为了满足海上石油平台短路计算的要求,开发了基于IEC61363和IEC60909标准的短路计算程序。为了提高软件的通用性,在整定计算模块中,开发了基于型号的保护装置配置方法,及可编辑的整定规则库。
  最后提出了针对选择性、灵敏性和速动性的分项保护定值在线校验的方法,同以往的在线校验方法相比校验效率有了很大提高。
  本文研发的海洋石油平台继电保护整定计算与在线校核软件已成功在中海油推广使用,对整定计算和在线校验软件的正确性得到了验证。
[硕士论文] 袁晓莉
信息与通信工程 青岛理工大学 2015(学位年度)
摘要:随着石油需求量的不断增长,石油开采技术也随之进行不断的更新和提高,对于现在的井下石油开采来说,随钻测量系统占了非常重要的位置,其中无线通信系统对于随钻测量系统来说又是非常关键的部分,从开始研究至今,一直都是研究热点。伴随石油需求量的增长、安全意识的提高,国家对随钻测量通信系统提出了更高的要求。电磁随钻测量技术是近年来开始迅速崛起的,它的出现对于随钻测量技术来说是一个重大的转折点,但是其通信系统并不是很完善,技术的不足导致其应用有一定的局限性,因此随钻测量通信系统的研究对随钻测量技术的发展和提高有着非常重要的意义。
  本文针对电磁随钻测量通信系统的主要部分进行了研究与分析,包括电磁场基础理论分析、信道的研究与分析、电磁场在运动介质中特性的研究与分析等,在上述研究的基础上得到了井下环境中信道上的电流分布情况,建立了信道的理论模型以及电磁场在运动介质中的反射、折射模型。在一系列理论分析与研究的基础上,设计了一套电磁随钻无线通信系统,该系统在分析了实际情况以后采用了AT89S51单片机为主控芯片,设计了一个以AD9850为核心的DDS信号发生器,它的优势在于频率可调和波形可换,可以产生不同的频率、不同的波形来满足不同的需求,方便在不同的通信环境中进行变换使用。本文采用载波频率为2MHZ正弦波,基带信号为频率1KHZ的方波,设计并实现了通信系统的各个模块,包括DDS信号发生模块、调制模块、发射和接收天线模块、解调和滤波模块等。实验室条件下测试得到的结果表明,各个模块基本能够实现相应的功能,达到了设计的要求。
  本文中,设计的通信系统灵活、简单,但是系统的抗干扰性和稳定性有待进一步的提高,因此该系统仅适用于在实验室条件下的试验。
[硕士论文] 徐洪涛
项目管理 中国海洋大学 2015(学位年度)
摘要:山东省地炼企业在最近两年取得原油进口配额后,呈现出突飞猛进的发展,逐渐成为山东省经济增长的重要支柱。各大炼化企业为加大炼油生产能力,都在积极地新建、扩建项目,与之配套的石油石化工程建设也越来越多。石油石化工程建设施工质量不仅决定了项目建设的成败,同时还直接关系到人民群众生命和国家财产安全。虽然我国工程项目的建设能力稳步提高,但对于石油石化场站建设项目,质量问题尤为突出。因此,研究如何加强石油石化场站项目建设质量管理与控制具有重要的意义。
  本文以淄博金诚石化输油末站项目为质量控制研究对象,运用质量管理的相关知识和理论,根据项目实际特点,对该项目在施工过程中的质量控制进行了系统、深入的分析。该项目涉及土建、安装、给排水、暖通、消防、电气、仪表等工程,专业多、技术要求高、协调单位众多,增加了项目施工和管理的难度。为保证项目的顺利进行和质量目标的实现,论文结合现有的质量管理理论知识,首先了解项目背景和特点,分析影响质量的多方面因素,根据实施过程,从项目的质量目标、质量影响因素分析、质量控制、质量保证、质量控制评价五个方面进行研究和论述。
  在质量目标中结合施工合同要求设定本项目总体质量控制目标,并根据本项目WBS图分解各分项的具体质量指标;在施工质量影响因素分析中,具体分析了影响施工质量的各种生产性和非生产性因素;在质量控制实施一章中,通过对施工准备阶段、施工阶段、项目验收阶段具体的施工难点、重点、质量通病等提出了具体的控制措施,并详细叙述了质量控制的内容;在质量保证中,建立了质量保证机构,对资源要素、劳动力、施工技术、材料及工艺等方面提出具体的质量保证措施;全文最后采用“专家打分法”对淄博金诚石化末站项目质量控制实施结果进行了评价,评价得分等级为优秀,其中职能划分、施工方案编制、材料检验、现场质量管控制等得分较低的方面需要进一步优化和改进,并根据实际情况,在减少部门职责重叠、提高施工方案可操作性、材料报检等方面提出了具体的改进措施。
[硕士论文] 余爱平
地质工程 西安石油大学 2015(学位年度)
摘要:我国绝大多数油田均采用人工注水保持压力的方式开发。这使得注水系统成为油田生产系统的主要组成部分,是油田生产的基本保障之一。以注好水、注够水为目标,对保持油田稳产、提高油田采收率具有重要作用。从节能降耗的角度看,注水是油田开发的能耗大户,据统计数据,注水系统耗电量约占油田总用电量的30%~40%。搞好油田注水系统,对于节能降耗、降低油田生产运行成本具有十分重要的意义。油田污水主要包括原油脱出水及站内其它类型的含油污水。油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。当油田需要注水时,油田污水经处理后回注地层,此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制,防止其对地层产生伤害。
  本文以延长管道油田靖边采油厂八号联合站的污水回注系统的开发建设为背景,设计了提高污水回注率的框架结构,确立污水回注的功能需求,建立了该系统的软件及硬件系统,从而实现污水回注工艺的过程控制。经过试验和调试后,该设计系统各项指标均达到设计要求。该注水回注系统运行稳定、可靠,自动化控制系统性价比较高,较好地满足了流程操作、现场安全管理和生产调度的要求,该系统大幅度提高了油田注水过程控制的自动化水平。
[硕士论文] 夏超
计算机技术 西安石油大学 2015(学位年度)
摘要:随着油气田开发难度越来越大,原有的油气田开发体系(以专业划分为特点的油气田开发)已经跟不上新形势的要求了,需要有新的、全面的方案来解决油气田的当前存在的勘探、评价、开发、调整和管理问题。因此,井场智能化建设越来越切合油田的发展。随着绿色、低碳和经济环保的需求,使得更多市场对RTU产品的需求呈持续迅猛增加的态势,对RTU产品功能要求越来越完备、性能的要求也越来越高,推动了自动化控制行业的技术改造和产业升级的潮流。
  控制器RTU—SL304采集油井的地面示功图信息、油井管压信息、抽油机的主电机电参数及电量图信息,具有远程启停控制、间抽控制等功能,还具有冲次自动调节和为平衡自动调节的功能。
  本文制定了基于RTU—SL304的油田智能化井场控制系统的构建方案。本论文完善了油田井场智能化的系统架构,从井场、站点到油田公司,使油田井场智能化成为一个完整的有机的系统。技术人员和操作人员可以足不出户,实现在井场油井的控制、故障分析、设备检测分析等功能:该设计能够促进数字化油田前进的步伐,降低了油田生产运行成本,提高油田能源开采的经济效率;该设计可以指导油田井场智能化的现场建设,通过选用安控的RTU—SL304,采集控制油田井场现场的终端设备信息,利用A11-GRM等无线网络通讯技术,传输给上位机,提高了油田生产运行的工作效率;该设计实现了安控RTU—SL304在油田终端的应用,为数字化油田智能化井场的发展开辟了新的思路,促进油田数字化管理系统的发展。
  通过在长庆油田现场的实地测试,该方案基本实现了油井数字控制需求,极大地改善了员工的工作环境和提高油田生产效率。
[硕士论文] 刘晋熙
计算机技术 西安石油大学 2015(学位年度)
摘要:随着现代工业的高速发展及物联网研究的快速普及,提高生产效率,建设实时、高效、稳定、简约的工业控制流程成为当今工业发展的热点课题。ZigBee无线传感网络的引用,不仅解决了工业现场布线问题,同时还具备组网灵活、耐恶劣环境和保密性强等优点,对工业的发展具有极其重要的作用,也必将是工业自动化的发展趋势。
  现有的油田数字化都是采用有线方式进行数据的采集与收发,使用的通信协议也都是基于有线传输技术及产品开发的,本论文中介绍的系统是无线传输系统,采用装有ZigBee无线通信模块的无线RTU及无线仪表,组建一套完整的油田数字化无线站点。采集油田转油站中所需的流量,压力,温度,电量等参数,并且实现远程控制输油输水泵的启停。使工作人员在办公室内就可以监视到整个站点所有需要监视与控制的参数。本文着重介绍了无线通信方案的研究。
  本文首先介绍了基于IEEE802.15.4的ZigBee的协议概述以及技术的框架;其次,在ZigBee组网设计中,介绍了网络拓扑结构和ZigBee技术的特点和应用;最终,介绍了设备建立网络和加入网的过程。
  论文介绍了所运用的相关理论及产品,并详细的介绍了无线通信中最关键的协议部分。从无线通信协议的形成到在软件中实现协议,包括系统组网的方法、数据收发软件编程等都做了详细的说明和介绍。
  本论文中搭建的系统,已经在现实生产中投入使用,不仅在搭建系统时大量节省了人力物力,而且在使用过程中,实现了完成站内集输系统、水处理、消防系统等内容的生产过程监视和管理,实现重要生产过程的自动控制,达到减轻员工劳动强度、提高油田管理水平的目的。
[硕士论文] 孙立新
电气工程 哈尔滨工业大学 2015(学位年度)
摘要:大庆油田35kV电网采用中性点不接地运行方式,为监测系统对地绝缘并为二次设备提供电压,发电厂、变电站母线上多采用电磁式电压互感器(简称PT)挂网运行。当系统转换运行方式或发生故障时,常由于系统原稳定的运行参数关系被破坏而造成PT饱和引起铁磁谐振。铁磁谐振产生的过电压是电力系统常见的内部过电压,易造成电气一次设备的损坏,严重影响系统的安全稳定运行。其中,PT铁磁谐振产生过电流造成的一次保险熔断更是谐振过程中的频发故障,同时产生的“虚接地”现象常使运行人员造成误判断和计量损失。
  本文对PT铁磁谐振的产生机理、谐振的现象特征和危害、谐振的参数范围及常用的抑制谐振措施进行了阐述,总结了产生谐振的必要条件,进而对大庆油田35kV电网近年来PT一次保险熔断情况进行了统计分析。为精确地对铁磁谐振进行仿真模拟计算,考虑到PT铁损及漏抗对其非线性工作特性的影响,本文采用了磁饱和变压器模型做为PT仿真模型。基于Matlab仿真平台,根据典型变电站一次主接线搭建了35kV中性点不接地系统等效仿真模型。编写了Matlab程序,根据现场测试的PT伏安特性数据用逐点分段线性化方法将其转化为非线性电感的韦-安特性,并确定了仿真模型中各模块参数。
  利用上述建立的仿真模型,从系统运行方式转换、设备参数变化、接地故障形式不同等几方面影响谐振因素对PT铁磁谐振进行了模拟仿真。仿真图形及数据结果表明,随着投运线路长度的不同,系统受激发会产生不同性质的谐振,分频谐振易发生而且对系统危害最大;系统单相接地故障点电阻及一次保险直阻的变化并不会对谐振产生实质性影响;相同系统参数条件下,不同接地故障消失时刻会产生铁磁谐振的过电压幅值不同,同样也不会改变其谐振性质。同时对常用几种抑制铁磁谐振措施进行了仿真效果验证,客观分析了各种措施的优缺点及适用条件。最后对大庆油田35kV电网现阶段的消谐措施和更新改造后采用的消弧线圈并接电阻的中性点接地方式做了介绍,并对应用前后的实际效果进行了分析比对。
  通过本文的工作,希望能够为检修运行人员深入了解PT铁磁谐振、设备实际运行中的故障判断、工程实践中PT选型及消谐措施的选择提供有益的参考。
[硕士论文] 鲍冰
电气工程 华北电力大学 2015(学位年度)
摘要:石油是重要的一次能源,对国民经济的发展有举足轻重的作用。而石油的采集和输出离不开电力的支持,油田电网作为提供油田电力的基础设施,其可靠性是油企重点关注的指标。因此,针对油田电网特点,分析油田电网的供电可靠性,并寻求进一步提高油田电网可靠性的措施是非常有意义的工作。
  本文在常规油田电网可靠性分析的基础上,重点针对油田电网的主要负荷——抽油机特性进行分析,试图找到更有针对性的电网可靠性提高措施。
  首先,从周期性、不确定性和同时性三个方面对抽油机的负荷特性进行了深入分析。然后,使用解析法计算出油田电网的可靠性指标,并分析了线路故障率、线路修复时间、断路器故障率、断路器修复时间及T接对电网可靠性的影响。针对抽油机负荷的同时率问题,计算出抽油机在不同同时率下电网的可靠性指标。最后,根据上述研究,从调整电网结构和调节抽油机同时率的角度,以国内某油田电网为算例,提出了七种提高电网可靠性水平的措施,并计算了各项措施的可靠性指标。
[硕士论文] 巩志
控制理论与控制工程 山东科技大学 2015(学位年度)
摘要:近年来,随着嵌入式技术的迅猛发展,越来越多的自动控制设备在日常生活和工业生产上得到了广泛的应用。无线通信网络的崛起,凭借着承载业务多、传输速率快、支持远距离数据传输等特点,为工业自动化发展提供了丰富的资源。目前海上油田平台传统的数据采集采用人工现场采集方式,这种方式距离远、成本高、效率低,有时还受恶劣天气的限制,本文结合嵌入式技术与无线通信技术的优势,提供了新的思路和方法,解决了海上平台传统数据采集中的一些问题,同时为解决工业数据的无线采集方法提供了参考。
  本文开发了基于ARM与PLC的远程数据采集系统,同时结合现场实际情况,提出了系统的总体方案设计,确定了硬件选型和软件实现方案。系统以3G网络作为通讯载体,采用Modbus协议,同时利用Socket通信技术配合AT命令实现了现场数据的无线采集。主设备采用S3C2440A微处理器为核心,配合中兴公司的AD3812模块实现短信和邮件的完美应用。从设备采用AB-1756系列PLC作为控制单元,MVI56-MCM模块作为主从设备之间的通信桥梁。软件上,采用模块化设计完成系统各部分功能的实现。
  本文介绍了WinCE内核制作和开发环境搭建步骤,为上层应用程序提供了稳定的运行环境。概述了编程软件和硬件组态的使用,通过了解发送短信和邮件的实现原理,掌握了软件设计的编程思路。详细介绍了CPU冗余搭建与通讯模块配置过程,并借助ModSim32和ModScan32工具对主从设备之间的Modbus通讯进行了调试。最终成功将无线通信技术应用到海上油田平台智能设备中,充分证明了设计方案的可行性。本设计稳定可靠,具有一定的实用价值。
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