水下控制系统电子模块壳体结构优化及试验验证 被引量：2

1

作者 刘培林 王向宇 +3 位作者 苏锋 贾鹏 范玉杨 曹学伟 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期129-135,共7页

基于水下控制系统电子模块(SEM)轻量化的要求,确定了SEM结构方案,并对其耐压壳体进行了结构设计。对SEM壳体的失效模式进行了有限元分析,确定了其失效形式为屈服失效。在此基础上,采用一种基于响应面方程的多目标优化法建立了SEM壳体的... 基于水下控制系统电子模块(SEM)轻量化的要求,确定了SEM结构方案,并对其耐压壳体进行了结构设计。对SEM壳体的失效模式进行了有限元分析,确定了其失效形式为屈服失效。在此基础上,采用一种基于响应面方程的多目标优化法建立了SEM壳体的响应面方程模型,应用Pareto遗传算法得到了响应面模型方程的全局最优解,从而得到壳体优化后的参数值;最后将所设计的SEM壳体采用优化后的结构尺寸加工制造成实体,并对其进行了高压舱试验验证,结果表明,优化后的SEM壳体质量较优化前降低了24.8%,且满足其在强度和稳定性方面的要求,实现了SEM轻量化的目标。本文研究成果对深水水下控制系统电子模块壳体结构设计具有较好的借鉴意义。 展开更多

关键词 水下控制系统电子模块 SEM壳体 多目标结构优化 响应面方程 Pareto遗传算法 高压舱试验

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基于增量式最大方差展开的水下控制系统故障诊断 被引量：2

2

作者 贾创 左信 高小永 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期855-862,共8页

对于复杂工业系统的故障诊断,由于非线性的存在,使得利用核函数的多元统计方法存在因核函数选择不同导致诊断结果不同的问题.本文采用最大方差展开的方法,作为一种流形学习方法,该方法在处理非线性数据时通过学习确定核矩阵,因而无需人... 对于复杂工业系统的故障诊断,由于非线性的存在,使得利用核函数的多元统计方法存在因核函数选择不同导致诊断结果不同的问题.本文采用最大方差展开的方法,作为一种流形学习方法,该方法在处理非线性数据时通过学习确定核矩阵,因而无需人为选择核函数.针对该方法难以对新增数据进行处理,本文提出了最大方差展开的增量式改进方法,利用正常样本进行学习建模,对检测样本通过增量的方式降维构造出低维空间,在该空间中构造监控统计量来完成故障的检测.最后,本文将该方法应用在水下控制系统的故障诊断中,通过仿真分析验证了该方法应用的有效性. 展开更多

关键词 流形学习 最大方差展开 增量式学习 故障诊断 水下控制系统

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崖城13-4气田水下控制系统设计及应用 被引量：11

3

作者 陈炽彬 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期126-130,共5页

崖城13-4气田水下控制系统是中国海油首个自主设计与建造的控制系统,其采用冗余控制技术实现了水下电子模块的冗余工作模式及井下压力计的双冗余监测功能,采用抗噪声、抗衰减性能良好的频移键控数字调制技术实现了水上主控站与水下电子... 崖城13-4气田水下控制系统是中国海油首个自主设计与建造的控制系统,其采用冗余控制技术实现了水下电子模块的冗余工作模式及井下压力计的双冗余监测功能,采用抗噪声、抗衰减性能良好的频移键控数字调制技术实现了水上主控站与水下电子模块之间的信号传输,具有液压冗余、供电冗余、通讯冗余等特点。应用效果表明,崖城13-4气田冗余控制系统的结构设计先进,水下主控站与水下电子模块的通讯字节错误率可降至0.006 14%以下,通讯的稳定性与可靠性均较高,可为今后类似气田水下控制系统设计提供借鉴。 展开更多

关键词 崖城13-4气田 水下控制系统 冗余控制 频移键控数字调制 水上主控站 水下电子模块 通讯字节错误率

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浅水水下控制系统集约化设计

4

作者 孙钦 安维峥 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期168-173,共6页

针对水下控制系统在渤海海域浅水区应用所面临的水深较浅空间受限、外部干扰因素多、可靠性差及经济效益低等问题,通过系统研究提出了一种集约化、高可靠性、可用性和可维护性的浅水水下控制系统的设计方法。以水下管汇为控制中心,采用... 针对水下控制系统在渤海海域浅水区应用所面临的水深较浅空间受限、外部干扰因素多、可靠性差及经济效益低等问题,通过系统研究提出了一种集约化、高可靠性、可用性和可维护性的浅水水下控制系统的设计方法。以水下管汇为控制中心,采用1套水下控制模块(SCM)控制2棵水下采油树的1控2模式,简化了水下结构物的尺寸和数量,实现了集约化设计并降低了成本;开展了水下控制模块对接盘和通信组网设计,保障了1控2模式的可行性;基于SCM冗余技术,提出了水下电子模块(SEM)交叉冗余及光纤通信叠加电力载波的双网通信设计方案,开发了控制系统故障诊断和预警模块,提高了浅水控制系统的可靠性、可用性和可维护性。研究成果已在锦州31-1气田开发中成功投运,对中国海域浅水受限区油气田开发中水下控制系统的设计具有重要参考价值。 展开更多

关键词 渤海海域 浅水水下控制系统 水下控制模块 浅水水下通信 水下双网通信 故障诊断和预测

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基于AMESim水下液压控制系统仿真分析 被引量：6

5

作者 刘培林 张汝彬 +4 位作者 何宁强 杨安 李育房 张志远 赵宏林 《机床与液压》 北大核心 2017年第8期66-73,共8页

复合电液控制是目前深水油气田开发应用较多的控制方式。对水下液压控制系统进行分析,对主要的液压参数如操作压力,HPU蓄能器、水下蓄能器容积进行计算;依据南海某油气田工程实际,应用AMESim建立水下电液复合控制系统充压仿真模型,仿真... 复合电液控制是目前深水油气田开发应用较多的控制方式。对水下液压控制系统进行分析,对主要的液压参数如操作压力,HPU蓄能器、水下蓄能器容积进行计算;依据南海某油气田工程实际,应用AMESim建立水下电液复合控制系统充压仿真模型,仿真模拟不同脐带缆管径对系统充压和ESD的影响,并利用AMESim仿真软件对南海某油田液压控制系统典型工况进行建模和动态仿真。仿真结果表明,该液压系统的各项性能指标均满足相应标准规范和工程的要求。该仿真研究为脐带缆管径选择提供参考,对水下液压控制系统的关键元部件选择分析有很好的参考和指导作用。 展开更多

关键词 水下控制系统 液压分析 脐带缆 AMESIM仿真

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水下液压控制系统浅水测试专用仿真测试软件 被引量：4

6

作者 肖仕红 沈亚坤 +3 位作者 刘立新 候莉 张薇 梁政 《机电工程》 CAS 2015年第10期1385-1389,共5页

针对某浅水测试场选用的Simulation X软件难以掌握且操作困难等问题,利用VC软件对Simulation X软件进行了二次开发。在介绍了水下液压控制系统浅水测试原理和测试方法基础上,开展了专用仿真测试软件的功能要求分析,从仿真模型的建立、C... 针对某浅水测试场选用的Simulation X软件难以掌握且操作困难等问题,利用VC软件对Simulation X软件进行了二次开发。在介绍了水下液压控制系统浅水测试原理和测试方法基础上,开展了专用仿真测试软件的功能要求分析,从仿真模型的建立、C代码输出设置和VC软件开发设计等方面论述了浅水测试专用仿真测试软件的开发,总结阐述了所开发的软件特点。研究结果表明:所开发的专用仿真测试软件具有操作简单,对操作人员的专业化程度要求低、重复工作量少等特点,完全满足浅水测试需要,同时还可应用于水下生产装备液压控制单元设计及测试等领域。 展开更多

关键词 二次开发 仿真测试软件 水下液压控制系统 浅水测试

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电液换向阀在水下生产控制系统中的应用研究 被引量：9

7

作者 李磊 邓平 +1 位作者 张丰功 刘文霄 《石油机械》 北大核心 2013年第3期58-62,共5页

以深海电液换向阀为研究对象,在介绍国外深海电液换向阀在复合电液型水下生产控制系统中的应用情况及国内外学者在深海电液换向阀研究领域取得成果的基础上,总结出电液换向阀应用在海洋深水工况条件下应具备的性能要求;通过分析深海电... 以深海电液换向阀为研究对象,在介绍国外深海电液换向阀在复合电液型水下生产控制系统中的应用情况及国内外学者在深海电液换向阀研究领域取得成果的基础上,总结出电液换向阀应用在海洋深水工况条件下应具备的性能要求;通过分析深海电液换向阀的工作原理和技术特点,得出性能要求的实现方式;最后结合我国实际情况提出了几点电液换向阀研制建议,以期为深海电液换向阀的国产化研制提供参考。 展开更多

关键词 深海 水下生产控制系统 电液换向阀 控制模块 复合电液控制 性能要求

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水下生产控制系统的发展 被引量：40

8

作者 范亚民 《石油机械》 北大核心 2012年第7期45-49,共5页

作为水下生产系统不可或缺的部分,水下生产控制系统的正常运行与否是影响海洋油气田安全性与可靠性的重要因素。介绍了水下生产控制系统的发展历程,分析了全液压控制系统、电液控制系统和全电控制系统等3种水下生产控制系统的工作原理... 作为水下生产系统不可或缺的部分,水下生产控制系统的正常运行与否是影响海洋油气田安全性与可靠性的重要因素。介绍了水下生产控制系统的发展历程,分析了全液压控制系统、电液控制系统和全电控制系统等3种水下生产控制系统的工作原理及性能特点,并对这3种控制系统做了对比,指出多系统的应用范围。最后结合国内实际情况,提出了研制国产水下生产控制系统的建议。 展开更多

关键词 水下开采 水下生产系统 水下生产控制系统 液压控制 电液控制 全电控制

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水下生产控制系统液压管路设计及仿真 被引量：2

9

作者 苏锋 马洪文 +1 位作者 曹学伟 王立权 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第9期135-138,142,共5页

首先介绍了水下生产控制系统的组成及工作原理,按照设计要求,对水下生产控制系统液压系统进行了设计计算。主要包括阀执行器推力、运动速度及流量计算,液压系统油管内径尺寸计算,液压系统压力损失计算等,并用AMESim软件对液压系统的低... 首先介绍了水下生产控制系统的组成及工作原理,按照设计要求,对水下生产控制系统液压系统进行了设计计算。主要包括阀执行器推力、运动速度及流量计算,液压系统油管内径尺寸计算,液压系统压力损失计算等,并用AMESim软件对液压系统的低压部分和高压部分进行了仿真计算,通过仿真结果曲线图,如果液压系统多个执行器相继打开的情况下对系统压力造成的影响可以忽略不计,符合设计要求,为今后水下生产控制系统液压系统的设计计算奠定了基础。 展开更多

关键词 水下生产控制系统 液压系统 AMESIM 仿真

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水下生产控制系统供电电压降落分析及方案设计 被引量：13

10

作者 郭宏 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期150-153,共4页

水下长电缆供电系统电压降落分析是水下远距离生产控制系统供电方案设计的关键环节之一,主要影响因素有负荷大小、电缆长度、电缆横截面积等。通过建立等值电路模型进行水下生产控制系统供电分析,计算水下生产控制系统供电电压和电缆截... 水下长电缆供电系统电压降落分析是水下远距离生产控制系统供电方案设计的关键环节之一,主要影响因素有负荷大小、电缆长度、电缆横截面积等。通过建立等值电路模型进行水下生产控制系统供电分析,计算水下生产控制系统供电电压和电缆截面,对比不同电压等级和电缆截面下的电压降落,得出最佳的供电系统设计方案。应用本文方法对荔湾3-1气田水下生产控制系统不同供电方案进行了比较,推荐了合理的供电电压和经济的电缆截面配置,为今后长距离水下生产控制系统供电方案的设计积累了经验。 展开更多

关键词 水下生产控制系统 供电方案 等值电路模型 电压降落 电缆截面 荔湾3—1气田

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长距离水下生产复合电液控制系统电力分析与设计 被引量：7

11

作者 胡意茹 魏澈 +3 位作者 李强 刘国锋 张昊 洪毅 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期139-145,共7页

随着回接距离增加,水下生产控制系统面临着低压长距离输电的新挑战。根据二端口网络和均匀传输线理论,建立了基于Matlab/Simulink的长距离水下生产复合电液控制系统单相交流和直流电力仿真模型。通过与文昌9-2/9-3/10-3项目电力分析报... 随着回接距离增加,水下生产控制系统面临着低压长距离输电的新挑战。根据二端口网络和均匀传输线理论,建立了基于Matlab/Simulink的长距离水下生产复合电液控制系统单相交流和直流电力仿真模型。通过与文昌9-2/9-3/10-3项目电力分析报告和倒推法计算结果对比,验证了本文模型的正确性,弥补了SimulationX水下电力库只能进行单相交流仿真的缺陷。应用本文仿真模型得到了单相交流和直流2种不同供电方式下的建议设计方案,对比了单相交流和直流2种供电方式的优缺点及适用范围。本文所形成的水下生产控制系统电力分析建模方法和设计流程,对我国后续类似工程项目具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 长距离水下生产复合电液控制系统 电力分析 二端口网络 均匀传输线理论 电力仿真模型 供电方案设计

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水下生产系统的设计和应用 被引量：11

12

作者 吴永鹏 《船海工程》 北大核心 2015年第5期25-27,共3页

针对开发300 m以上的深水海域,传统的导管架平台开发方式已经不适用的问题,对南海某气田水下生产系统的设计和应用进行总结,该套水下生产系统已经在南海使用,目前运行情况良好。

关键词 水下生产系统 水下控制系统 脐带缆 混合电液

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水下生产系统发展现状和研究热点 被引量：63

13

作者 李志刚 贾鹏 +2 位作者 王洪海 张宁 王立权 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期944-952,共9页

针对传统海上生产平台存在建设周期长、成本高和抵抗灾害能力弱等问题,水下生产系统逐渐成为深水油气资源开发的主流模式。本文总结了水下生产系统的发展历程及其国内外发展现状,归纳了全液压式、电液复合式和全电式水下生产系统的特点... 针对传统海上生产平台存在建设周期长、成本高和抵抗灾害能力弱等问题,水下生产系统逐渐成为深水油气资源开发的主流模式。本文总结了水下生产系统的发展历程及其国内外发展现状,归纳了全液压式、电液复合式和全电式水下生产系统的特点,包括其工作原理及组成部分的变化,总结了其优点和不足。讨论了目前的研究热点,含有水下分离技术、水下电力输送技术和水下多相增压技术等。研究表明:电液复合式水下生产系统应用最为广泛,而全电式水下生产系统成为未来的发展趋势。 展开更多

关键词 水下生产系统 水下采油树 水下管汇 水下分离器 水下控制系统 脐带缆 水下电力输送 水下多相增压

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基于电力载波技术的水下生产数据采集系统 被引量：3

14

作者 陈浩 程武山 +1 位作者 刘义勇 张鹏举 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第9期87-90,共4页

针对深水生产系统的工作特点,采用基于脐带缆的电力线载波通信传输技术,不仅解决水上与水下的长距离数据传输问题,同时降低海底布线的复杂度与生产成本。文中利用Mi200e载波芯片,采用QPSK扩频调相调制方式,设计了水下生产系统数据采集... 针对深水生产系统的工作特点,采用基于脐带缆的电力线载波通信传输技术,不仅解决水上与水下的长距离数据传输问题,同时降低海底布线的复杂度与生产成本。文中利用Mi200e载波芯片,采用QPSK扩频调相调制方式,设计了水下生产系统数据采集硬件模块。实验测试表明,该模块能够高效稳定地采集采油树管汇上的各路传感信号与反馈数据,保证水下控制系统的稳定工作。 展开更多

关键词 水下控制系统 电力载波 Mi200e QPSK扩频调相

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水下生产系统液压动力单元液压系统原理研究 被引量：12

15

作者 张宪阵 王晓敏 +2 位作者 张凡 肖易萍 白勇 《液压与气动》 北大核心 2014年第10期33-36,45,共5页

水下生产控制系统对水下生产设施进行控制,液压动力单元作为水下生产控制系统的地面设施之一,为水下阀门控制提供稳定清洁的高低压流体。针对水下液压控制高精度、高安全性、高可靠性的要求,设计高标准的液压动力单元液压系统原理图,并... 水下生产控制系统对水下生产设施进行控制,液压动力单元作为水下生产控制系统的地面设施之一,为水下阀门控制提供稳定清洁的高低压流体。针对水下液压控制高精度、高安全性、高可靠性的要求,设计高标准的液压动力单元液压系统原理图,并对各部分的功能以及操作模式进行分析,对其重要部件进行介绍,为水下生产设施液压动力单元的国产化设计制造打下基础,并为其他领域高标准液压动力单元的设计提供借鉴。 展开更多

关键词 水下生产控制系统 液压动力单元 液压原理图 工作原理 DBB阀门

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存在时延的网络控制系统控制算法设计 被引量：1

16

作者 马昕 路亚娟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期72-75,共4页

研究基于网络控制原理的时延问题,分析了网络控制系统的一般模型。针对存在时延的网络控制系统,提出网络时延的控制算法设计,同时通过对水下航行器网络控制系统模型进行仿真实验,使用补偿观测器和有效的控制算法来减弱对控制系统稳定性... 研究基于网络控制原理的时延问题,分析了网络控制系统的一般模型。针对存在时延的网络控制系统,提出网络时延的控制算法设计,同时通过对水下航行器网络控制系统模型进行仿真实验,使用补偿观测器和有效的控制算法来减弱对控制系统稳定性的影响。论文旨在通过对存在时延的网络控制系统结构的控制算法研究,设计出理想的网络控制系统控制器。 展开更多

关键词 网络控制系统 时延 水下航行器控制系统 稳定性

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大型深水平台安全控制保障系统设计与应用前景 被引量：9

17

作者 洪毅 孙钦 张艺 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期61-63,85,共4页

针对南海大型深水天然气田开发具有高压力、大流量和高风险的特点,提出了一系列大型深水平台安全控制保障措施,包括高完整性压力保护系统、水下隔离阀控制系统、开放路径式气体探测系统设计等。这些安全控制保障系统的合理设计与成功应... 针对南海大型深水天然气田开发具有高压力、大流量和高风险的特点,提出了一系列大型深水平台安全控制保障措施,包括高完整性压力保护系统、水下隔离阀控制系统、开放路径式气体探测系统设计等。这些安全控制保障系统的合理设计与成功应用,能够全方位地加强南海大型深水气田开发的安全可靠性,具有广泛的推广价值。 展开更多

关键词 大型深水平台 高完整性压力保护系统水下隔离阀控制系统开放路径式可燃气体探测系统

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水下脐带缆终端设施的研制及应用 被引量：7

18

作者 魏会东 苗春生 +2 位作者 尹汉军 姜瑛 邢厚宽 《石油机械》 2015年第4期69-72,共4页

水下脐带缆终端设施是水下控制系统的重要设备,依据荔湾项目脐带缆终端设施的研制对其关键技术进行了分析和总结,得到如下结论:需依据设施功能要求选择脐带缆终端总成的零部件,终端总成面板按照一定原则进行布置;脐带缆终端设施一般根... 水下脐带缆终端设施是水下控制系统的重要设备,依据荔湾项目脐带缆终端设施的研制对其关键技术进行了分析和总结,得到如下结论:需依据设施功能要求选择脐带缆终端总成的零部件,终端总成面板按照一定原则进行布置;脐带缆终端设施一般根据二端安装的工艺要求进行结构设计,需要进行全过程安装分析以确定安装载荷;脐带缆终端设施结构要设置灵活的对接机构,结构设计满足水下结构物规范中的规定和要求。荔湾3-1项目脐带缆终端设施的研制成功,为我国自主研发脐带缆硬件设备提供了技术储备,也为南海深水海洋石油及天然气工程开发奠定了基础。 展开更多

关键词 水下控制系统 脐带缆终端设施 水下隔离阀 脐带缆终端总成 荔湾平台

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基于串级PID的机器鱼位姿控制算法 被引量：7

19

作者 王刚 宋英杰 +1 位作者 唐武生 赵强 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期734-742,共9页

针对三关节仿生机器鱼的位姿控制问题,首先,介绍三关节仿生机器鱼的硬件结构及其运动控制系统;其次,基于期望位姿建立坐标系,构建机器鱼的位姿误差模型;再次,在串级比例-积分-微分(PID)控制系统的基础上,提出基于串级PID的仿生机器鱼位... 针对三关节仿生机器鱼的位姿控制问题,首先,介绍三关节仿生机器鱼的硬件结构及其运动控制系统;其次,基于期望位姿建立坐标系,构建机器鱼的位姿误差模型;再次,在串级比例-积分-微分(PID)控制系统的基础上,提出基于串级PID的仿生机器鱼位姿控制算法;最后,在URWPGSim2D仿真平台和多水下机器人协作控制系统平台下分别进行算法仿真实验和实体实验.实验结果表明:与时变反馈控制算法相比,基于串级PID算法的仿真机器鱼到达目标位姿所用时间增加,但位置误差和方向角误差减小,位姿控制的精度提高;仿生机器鱼到达期望位姿所用时间为14.4 s,位姿误差为(-3像素,-4像素,0.062 rad),基本满足循迹和搬运等应用要求,验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 机器鱼 位姿控制 URWPGSim2D仿真平台 多水下机器人协作控制系统平台

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全电式阀门执行器可靠性设计 被引量：7

20

作者 贾鹏 刁飞 +1 位作者 王洪海 王向宇 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第7期29-33,38,共6页

针对全电式阀门执行器高可靠性要求的问题,对全电式阀门执行器的可靠性设计进行了研究和探讨。依据性能要求,确定了全电式阀门执行器的结构方案;应用考虑重要度和复杂度的可靠性分配方法,完成了全电式阀门执行器的可靠性分配;基于强度... 针对全电式阀门执行器高可靠性要求的问题,对全电式阀门执行器的可靠性设计进行了研究和探讨。依据性能要求,确定了全电式阀门执行器的结构方案;应用考虑重要度和复杂度的可靠性分配方法,完成了全电式阀门执行器的可靠性分配;基于强度—应力干涉模型,完成了关键部件压缩弹簧的静强度可靠性、疲劳强度可靠性和稳定性可靠性分析,并应用Ditlevsen窄界限理论分析三种可靠性相关关系,得到了压缩弹簧的系统综合可靠度,并与可靠性分配设计得到的可靠度指标进行了可靠性预测验证,实现了全电式阀门执行器可靠性设计。 展开更多

关键词 全电式阀门执行器 可靠性设计 全电式水下控制系统 可靠性分配

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