海洋鉆修機故障診斷系統(tǒng)的研制與應用論證報告月日

1、附件：3-2中國海洋石油總公司技術發(fā)展項目論證報告書項目名稱：海洋鉆修機故障診斷系統(tǒng)的研制與應用承擔單位：中海油能源發(fā)展股份有限公司油田建設工程分公司起止年限：中國海洋石油總公司科技發(fā)展部2010年10月概述（包括確定項目依據和需要解決的主要冋題）隨著海洋平臺的逐年增多，鉆修井作業(yè)日益頻繁，設備的故障率不斷增高，設備維保的難 度不斷加大。但目前缺乏一套完善的網絡化故障診斷與預警機制，不利于設備的長期穩(wěn)定可靠 運行。復雜的故障往往僅靠現場人員難以解決，需要技術專家趕赴現場進行故障診斷、維修，有時還需要多個領域的專家協(xié)同工作， 由于出海條件限制， 等待專家趕到現場往往會費時、費力,甚至影響平臺生產

2、。由于沒有信息技術支持。目前鉆修機設備缺乏有效的可追溯的歷史數據，缺乏設備維修數 據庫支持，對設備管理及故障判斷的準確性、及時性有較大影響。另外目前作業(yè)狀況不能被陸地管理者實時掌控，嚴重制約了修井實效。綜上所述，我公司特申請立項研發(fā)海洋鉆修機故障診斷系統(tǒng)研制與應用項目。來實現 現場故障診斷和專家遠程故障診斷兩級維修模式，改善現有維保手段，提升維保能力，實現鉆 修機全生命周期的資產完整性管理。二、項目研究目標及主要研究內容1、主要目標（1） 建立中海油首套鉆修機故障遠程診斷及預警系統(tǒng)。實現現場故障診斷和專家遠程故障診斷 兩級診斷模式。（2）改善現有維保手段，提升維保能力，為實現鉆修機全生命周期的

3、資產完整性管理打基礎。2、主要研究內容（1）海洋鉆井多參數儀的研制；（2）海洋鉆修機柴油機、變矩器故障診斷及預警系統(tǒng)的研究；（3）海洋修井機遠程故障診斷系統(tǒng)數據庫軟件的開發(fā)；（4）海洋平臺井場作業(yè)輔視系統(tǒng)和井場設備網絡控制柜的研制；（5）海洋平臺遠程輔助維修系統(tǒng)的研制；（6）鉆修機設備維修數據庫系統(tǒng)；3、項目的關鍵技術（包括技術難點、創(chuàng)新點）技術難點：（1）海洋鉆修機故障診斷系統(tǒng)的各功能模塊軟硬件開發(fā)；（2）鉆修井多參數儀網絡化應用研究；（3）柴油機、變矩器故障診斷及預警系統(tǒng)的研制；創(chuàng)新點：（1）鉆修機現場故障診斷和遠程故障診斷系統(tǒng)，實現全面監(jiān)測鉆修機的工作狀態(tài)，提高了 故障維修效率。(2)

4、柴油機故障診斷系統(tǒng)能實時監(jiān)測其工作狀態(tài)，實現故障實時預警。(3) 網絡版鉆井多參數儀可測量 48個作業(yè)參數，并可設置相關參數報警門限，實現聲光報 警。三、國內外目前水平和發(fā)展情況國內：國內目前尚沒有完善的、完全符合海洋石油環(huán)境要求的故障診斷系統(tǒng)。陸地錄井行業(yè)雖然 已經將鉆井多參數儀參數和井場視頻信號通過衛(wèi)星實現了遠程傳輸，但鉆井設備遠程故障診斷 和預警的功能在國內鉆井界尚屬空白。國外：目前還未發(fā)現國外有鉆井設備故障診斷及預警功能方面的記載。四、本項目研究開發(fā)技術關鍵1、該項技術開發(fā)的價值：1) 為海洋平臺鉆修機設備提供了現場維修和遠程輔助維修兩級解決方案，為現場人員提供 了預警代碼和故障方向，

5、為專家遠程故障診斷提供實時數據和實時圖像依據。2) 通過上述產品的成功應用，將增添新的設備維保模式、提升設備完好性、保障能力及管 理能力，為油田生產保駕護航。2、開發(fā)關鍵技術的可行性與風險分析：(1) 技術的可行性我公司長期從事修井機設備維保工作，設備經驗非常豐富，擁有一批常年從事海上維 修的專業(yè)技術人才隊伍。而合作單位在數據庫軟件方面、在柴油機方面在國內都處于領先 地位。通過與他們的技術合作，合理利用雙方的技術優(yōu)勢，使鉆修機故障診斷系統(tǒng)研制的 成功得到了技術保障。因此，該項目是可行的。(2) 項目實施的風險分析(市場風險、技術風險、管理風險等) 市場風險：本項目是我公司與天津分公司站在自身油

6、田設備專業(yè)維保和技術服務商的角度提出 的，亦是油公司近年來急需解決技術難題，不論從安全生產角度，還是從成本和效率角度 考慮，研制一套滿足油田修井機設備故障診斷系統(tǒng)勢在必行。因此，該項目研究成果不存 在市場應用風險。技術風險：我單位在鉆修機設計、建造方面、鉆修機儀表方面、柴油機維修技術方面、變矩器維 修技術方面都有專家為項目的研制提供有力的技術支持。而我公司與大學、科研院所都有 過合作的經驗。在技術方面能得到他們的大力支持。技術風險較小。管理風險：由于我單位長期從事海上修井機設備維保服務，具備完整的出海作業(yè)管理辦法和業(yè)務處理流程，經過多年的培養(yǎng)，已建立起一只技術過硬且相對穩(wěn)定的專業(yè)化維修團隊，積

7、累 了大量的技術資料和經驗。近年來我公司多次承擔總公司級的科技項目，管理流程完善， 管理經驗豐富；因此，實施本項目的管理風險較小。3、技術經濟指標分析：主要技術指標：通過本項目的實施能實現鉆修機設備故障診斷和預警。能更好地滿足現場和管理者需求。I）輸入電壓： 220VAC土 30%，頻率：50HZ ± 30% ;2 ）環(huán)境指標 ：-20+60 C ;室外相對濕度： 90% ;3） 防爆條件：井場設備均需滿足：EXd II BT4防護要求：IP654）CAN總線通信波特率：9600bps5） 數據采樣時間間隔：1秒-1小時。6 ）網絡版的鉆井多參數儀可測量48參數。7 ）柴油機故障診斷

8、系統(tǒng)滿足故障現場診斷和遠程診斷要求。8）井場輔視系統(tǒng)能現場監(jiān)控井場設備外還能遠程監(jiān)視井場設備。9）遠程輔助維修系統(tǒng)能遠程進行視頻和對講。10）圖像格式：PAL;II） 圖像解析度圖像質量：行標準：625線，水平解析：720像素，垂直解析：576線12）聲音編碼 ：728KBPS立體聲主要經濟指標：海洋鉆修機故障診斷系統(tǒng)研制成功后可以在海油總所有平臺上進行推廣，能實時監(jiān)控鉆修機作業(yè)過程中關鍵設備的現場數據和圖像，完成故障診斷功能。降低設備故障率，降低人員動 復員費用，提高修井機作業(yè)實效，可產生良好經濟效益。4、現具備的主要技術條件和能力：（具備的設備試驗等物資條件和參加這項研究開發(fā)的技術骨干實力

9、）1、設備能力我單位擁有各種標定設備：活塞壓力計、FLUKE現場校表儀、萬用表、示波器、高低溫壓力試驗裝置、泵沖信號發(fā)生器及各種檢測調試用設備。2、項目主要研究人員的能力（組長、畐寸組長、骨干）序 號姓名性 別學歷職稱專業(yè) 閱歷（年）研究經歷簡介（與本項目專業(yè)相近，含取得的成果）1鄧忠彬男本科中級21主持研發(fā)了溫度計、壓力計、密度計、套管接 箍定位器、聲波變密度測井儀、自然伽瑪儀、 注入剖面測試儀、噪聲溫度組合儀、井下電磁 流量計、數顯指重表、硫化氫可燃氣氣體監(jiān)控 系統(tǒng)國產化、海洋鉆井多參數儀、遠程輔助維 修系統(tǒng)等科研項目。2符倉海男博士高級18國家電網、中國電信系統(tǒng)得數據采集、 視頻監(jiān) 控、

10、實時數據庫軟件設計。3關雙會男本科中級10456李浩男本科初級5主要從事海洋鉆機模塊的圖紙加工設計和海 洋修井機建造的技術指導及現場技術支持工作，包括 PL19-3 DCWR-CB BZ19-4 WHPB BZ29-4 WHPA BZ34-1N WHPC BZ25-1S WHPB 等平臺。3、合作單位及能力根據目前工作的需要， 擬聯合天津分公司生產部作業(yè)室、武漢歐賽石油技術開發(fā)有限公司、承德石油高等?？茖W校、天津百嘉悅科技有限公司、天津大學共同進行本項目的研發(fā)。本項目與天津分公司生產部作業(yè)室聯合研發(fā)為我們提供了試用平臺。武漢歐賽石油技術開發(fā)有限公司、承德石油高等?？茖W校在視頻處理、數據庫軟件等

11、方面 的技術研究都處于國內領先水平。天津百嘉悅科技有限公司在海洋石油鉆井數據采集及處理軟件方面處于國內領先水平。天津大學則在柴油機故障診斷方面國內領先。4、技術人才資源：項目組有博士 1人，高級工程師5人，工程師7人，技師2人，其中10人為油建公司科研 項目管理、儀表、電氣等相關專業(yè)技術骨干，擁有豐富的海洋石油經驗；此外，還包括天津分 公司專業(yè)技術骨干和相關技術負責人。充足的人力資源配置為本項目的順利完成提供了重要保 證。五、項目實施情況:1、前期準備工作：（1）前期調研，了解目前目前相關行業(yè)的相關技術；成立項目組；（3）分析海洋石油行業(yè)需求，確定了項目研究目標和內容；（4）制定年度工作計劃；

12、編制實施的方案；（6）確定首批應用試驗平臺（擬選二座平臺）；2、采用的研究、試驗方法的技術路線：本項目由基地設備的研制、井場設備的研制、 故障診斷軟件構成。 基地設備部分實施方案：進行設備采購、軟件總體設計、硬件總體設計、軟件開發(fā)、聯機調試。井場設備部分實施方案：進行元件采購、軟件總體設計、硬件總體設計、軟件開發(fā)、硬件實施、聯機調試。 其中硬件部分均可通過采購進行優(yōu)化組合而成。軟件部分需與外單位合作開發(fā)。具體情況如下：硬件部分說明：1 ）能采購零部件均采用采購方式進行。2）井場部分所有電子元件、板卡、液晶、觸摸屏必須采用寬溫型。3）井場部分設備還要考慮防爆的問題。4）市面上沒有的零部件采用試制

13、或外協(xié)試制的辦法。并簽訂保密協(xié)議。5） 關鍵的零部件和涉及保密性的設備試制必須由我單位完成方案設計、協(xié)作單位協(xié)助研制。 技術知識產權歸我方。軟件部分說明：由于本單位沒有軟件人員，故軟件需外協(xié)開發(fā)。同時又考慮到軟件的保密性和防止壟斷性。 故選擇了幾個單位來分別合作開發(fā)。目前選定與承德石油高等技術?？茖W校、武漢歐賽石油技 術開發(fā)有限公司、天津百嘉悅科技公司、天津大學合作開發(fā)。根據我們編制的軟件設計方案， 他們?yōu)槲覀冊O計程序。成果和程序源代碼歸我方所有。此項目最關鍵的環(huán)節(jié)是軟件。并且需不斷調試。故軟件開發(fā)時間可能決定該項目的進度。實際在實施的過程中應按照單個的設備來分別完成研制。最后將井場設備和基地

14、設備分別 進行集中聯調。最后再聯網試驗。研究路線框圖如下：總體設計現場測試驗收項目總結驗收3、分年度計劃進度：2010年11月完成項目調研，方案論證。調研目的：通過實物考察、找專家交談了解同行業(yè)現行的技術 發(fā)展水平和趨勢。特別是學習他們成功的解決方案（硬件和軟件）。2010年12月完成總體方案設計。完成主要部件選型、硬件方案設計、軟件方案設計、軟件功能框圖設 計。選定合作單位，洽談開發(fā)費用。2011年元月-2月完成海洋鉆修井多參數儀系統(tǒng)整體設計、機械設計、硬件設計和軟件設計。完成海洋鉆修機多參數儀防爆采集箱、無線接收及現場發(fā)射防爆機箱的設計、采購硬件所需零部件、詳細分 析軟件需求，制訂軟件開發(fā)

15、詳細計劃。2011年3月一6月完成遠程輔助維修系統(tǒng)整體設計、機械設計、硬件設計和軟件設計。完成防爆采集箱、無線接收及現場發(fā)射防爆機箱的設計、采購硬件所需零部件、詳細分析軟件需求，制訂軟件開發(fā) 詳細計劃。完成便攜式防爆攝像儀、無線音視頻發(fā)射機、無線音視頻接收主機采購。2011年7月一9月完成海洋平臺井場作業(yè)輔視系統(tǒng)整體設計、機械設計、硬件設計和軟件設計。完成防爆米集箱、防爆機箱的設計、采購硬件所需零部件、詳細分析軟件需求，制訂軟件開發(fā)詳細計劃。完成井場監(jiān)控及遠程發(fā)布系統(tǒng)設計。2011年10月一12月完成柴油機故障診斷系統(tǒng)整體設計、機械設計、硬件設計和軟件設計。完成防爆采集箱、 防爆機箱的設計、采

16、購硬件所需零部件、詳細分析軟件需求，制訂軟件開發(fā)詳細計劃。完成遠 程發(fā)布系統(tǒng)設計。2012年元月一2月完成設備維修數據庫軟件的開發(fā)。2012年3月一4月完成故障診斷軟件的整體設計、硬件設計和軟件設計。采購硬件所需零部件、詳細分析軟件需求，制訂軟件開發(fā)詳細計劃。完成遠程發(fā)布系統(tǒng)設計。20012 年 5-8 月組裝調試、室內試驗。出樣機、聯機調試。20012 年 9-10 月現場試驗、取證、系統(tǒng)整改。20012 年 11 月系統(tǒng)資料整理、評定。4、總經費及分年撥款數額單位：萬元經費來源總額2011 年2012 年備注總公司撥款320220100項目承擔方撥款320220100其 他合計640440

17、2005、項目投入主要物資明細表及費用單位：萬元分項內容總公司經費項目承擔方經費備注、技術引進費（包括設備購置試制費）130301、新技術引進費202、設備購置費（1萬兀以上設備）303、試制費110二、業(yè)務費1502501、材料費1022022、試驗費553、燃料及動力費4、資料及文獻費335、項目論證 中期檢查 評估 驗收會議 費556、專家咨詢評審費10107、差旅費15158、聘用專家費559、出版費知識產權事務費55三、外委外協(xié)費（外送化驗資料處理等 費用）3030四、國際合作與國際、國內學術交流費1051、項目組成員出國考察費用2、外國專家費用3、國內學術交流費1054、聯合資助研

18、究（SPONSOR費用五、人員費681、國家項目人員補貼費2、人員費68六、房屋設備租賃折舊費等分攤費用42七、其他費用合計：640萬兀（總公司撥款320萬兀，人員費與折舊費只用于科技統(tǒng)計不計入總 公司撥款）6、參加單位及研究項目分工：成立由承擔方、專業(yè)廠家和專家組成的聯合項目組，由專人負責項目的實施和業(yè)務協(xié)調。 項目實行項目經理負責制，按總公司技術發(fā)展項目管理規(guī)定實施。油田建設工程公司負責項目整體規(guī)劃、總體方案編制、實施與監(jiān)控，負責項目經費籌集， 開發(fā)鉆修機故障診斷系統(tǒng)一套。其中：海洋鉆井多參數儀系統(tǒng)研制由油田建設工程公司負責研制。網絡化數據庫軟件需天津百嘉 悅科技有限公司協(xié)助編程。遠程輔助

19、維修系統(tǒng)由油田建設工程公司負責全權研制。井場作業(yè)輔視系統(tǒng)及井場端數據處理防爆控制箱的研制由油田建設工程公司和武漢歐賽石油技術開發(fā)公司聯合研制。柴油機變矩器故障診斷系統(tǒng)由油田建設工程公司與天津大學聯合研制。修井機故障診斷系統(tǒng)軟件及鉆修機設備數據庫系統(tǒng)由油田建設工程公司與承德石油高等專 科學校聯合編程、試驗。7、組織實施的方案組織機構圖：&負責人及主要科技骨干名單:姓名學歷/職稱 1單位丿責任鄧忠彬本科£* /工程師油田建吉設工程公司項目經理關雙會本科/ 工目師經理油田建'設工程公工程師項目副經理唐明軍本科1高級工程師油田建譽工程公司J項目總體設計王金城.木科/工程師油田建設工程公司項曰管理丄廣李冬翌士仃去卡工口 |不本科 /高級工程師由圧建設工程公司、項目管理機械工程師 丁輝本科卜/工程師工程師由圧建設工程公司小機械作單位本科/G細千早|帀天津Vk /A 荀 從亡立1?_>X_fril丿司念、庭冋級工程師卩分公司生產部勺技術顧冋楊志遠本科/高級工程師天津分公司生產部技術顧冋邊作森本科/工程師天津分公司生產部技術顧冋王濤本科/工程師油田建設工程公司