12000hp油服船盐水系统监测与仿真开发(附件)【字数：12219】
摘 要摘 要海上石油产量占全球石油产量的比重越来越大。油服船作为海上石油开采重要的辅助工程船，多年来持续受到国内外市场追捧，国内外船东花费重金扩大和更新自己的船队规模。盐水系统是油服船重要的液货系统之一，不仅可以驳运盐水，调配新鲜的钻井液，而且可以回收钻井废液。快速高效地输送盐水以及调配不同类型的盐水钻井液，将是未来盐水系统主要的发展方向。 本文从盐水系统的组成、主要设备以及设备指标等方面进行了详细介绍，分析盐水系统的结构特点、工作过程以及操作要求，进而对盐水系统的设计选型进行了讨论，并提供了盐水系统原理图。针对盐水系统主要功能，建立盐水系统的数学模型，用Matlab/Simulink软件对数学模型进行仿真验证，并结合WebAccess软件，建立可视化界面，实现对盐水系统的实时监测。关键词油服船；盐水系统；设计选型；建模仿真；监测
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 1
1.3 国内外研究现状 2
1.4 本文的主要工作 4
第二章 船舶盐水系统概述 5
2.1 船舶盐水系统的概念 5
2.2 船舶盐水系统的组成 5
2.2.1 系统主要设备 5
2.2.2 系统附件 6
第三章 船舶盐水系统的设计选型 8
3.1 船舶动力装置设计的主要内容 8
3.2 盐水系统的整体设计 8
3.3 盐水系统的设计 9
3.3.1 管路的设计 9
3.3.2 阀件的选型 14
3.3.3 泵的选型 16
3.3.4 盐水滤器的设计 16
3.3.5 吹扫系统的设计 17
3.4 盐水系统管路布置及操作要求 18
第四章 船舶盐水系统的仿真开发 20
4.1 仿真软件介绍 20
4.2 船舶盐水系统的数学模型 21
4.2.1 数学模型建立的基本方法 21
4.2.2 盐水系统的建模仿真 22
第五章 船舶盐水系统的监测 27
5.1 A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
ccess数据库的建立 27
5.2 Simulink与数据库的连接 28
5.3 Webaccess监控界面的建立 31
5.3.1 Webaccess软件介绍 31
5.3.2 监控界面的建立 32
结论与展望 37
致 谢 39
参考文献 40
第1章 绪论
1.1 研究背景
石油是世界工业的血液，是世界经济迅速发展的重要能源支柱。随着我国经济持续高速发展，油气资源供应不足，将成为阻碍经济发展的主要矛盾。为提高对油气资源的占有量，海洋油气资源的开发已成为我国实现能源可持续发展的战略重点。加快开发国内油气资源，积极拓展海外市场，充分利用国内外两种资源、两个市场，确保石油的安全稳定供应已成为我国的重要国策[1]。
海洋油气资源的开发需要先进海洋工程技术和设备的支持。油服船是中海油服实施大型设备装备“结构调整、进军深水、走向高端”战略下所建造的重点船型，具有适航性能和耐波性能强，航速快、装载量大，运输能力强，能够在恶劣得海况条件下保持良好的操作性、灵活性和住舱舒适性等特点。船舶配置了二级动力定位系统和数字化监控网络系统，是目前国际上比较先进的配置系统[2]。油服船的出现将进一步提升我国在深海油气作业方面的能力，满足近海油气勘探开发的不同需求。
我国南海油气资源资源极其丰富，但70%都蕴含在深海区域，随着石油开发技术的发展，深海区域已逐渐成为全球油气资源的重点勘探区[3]。目前，由于技术装备上的欠缺，我国油气资源的开采仍然集中于浅海区域。随着能源需求的快速增长，油气资源的开采势必会向深海区域迈进，也必将会对油服船提出更高的技术要求。
1.2 研究意义
海洋油气资源的开采离不开钻井液的支持。盐水系统作为一个服务系统，对钻井液的调配尤其是盐水泥浆的调配具有至关重要的作用。盐水作为油井水泥外加剂在固井工程中已被广泛应用。其目的大致可以分为[4]：
（1）被用作早强剂；
（2）平衡地层电解质防止水敏性地层跨塌；
（3）防止水泥浆对地层的溶蚀。
目前，按含盐量不同，盐水泥浆可大致分为：低含盐、欠饱和及饱和盐水泥浆。
1. 盐水对稠化时间的影响
下图结果表明水泥浆中加入盐水以后会出现掺量小时稠化时间变短、掺量大时稠化时间变长的现象；但随着温度的提高影响有所减弱，但趋势是相同的。而且初始稠度变大，浆体泡沫增多，稠化实验中易产生闪凝、“鼓包”、曲线变差等现象，这些现象对于固井作业都是十分有害的。
图11 盐对稠化时间的影响 图12 盐对剪切强度的影响
2. 盐水对水泥失水性能的影响
随着水泥浆含盐量的增加，水泥浆的失水量也会增加，一般在淡水水泥浆中使用的降失水剂也可能失去作用，有些甚至会引起絮凝使水泥浆失去流动性。
3. 盐水对水泥石力学性能的影响
通过实验表明，在60℃、常压和饱和盐水条件下，当盐掺量低于5%时，有明显的早强作用，而掺量大于10%时其强度低于纯水泥的强度。含盐量较高的水泥浆强度发展要比原浆慢得多，但水泥石有明显的膨胀作用。
因此，应根据地质条件的不同，使用不同浓度的盐水。这也对盐水系统提出了更高的要求。如何快速高效地输送盐水以及调配不同类型的盐水钻井液，对于石油的开采，提高工作效率，降低成本等方面都有着十分重要的意义。
1.3 国内外研究现状
油服船上盐水系统的主要功能是输送盐水调配水基泥浆，而水基泥浆也是目前最常使用的泥浆。据美国环境保护局估计，几乎所有的浅井（<3048m）以及大约85%深于3048m井均是使用水基泥浆。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 1
1.3 国内外研究现状 2
1.4 本文的主要工作 4
第二章 船舶盐水系统概述 5
2.1 船舶盐水系统的概念 5
2.2 船舶盐水系统的组成 5
2.2.1 系统主要设备 5
2.2.2 系统附件 6
第三章 船舶盐水系统的设计选型 8
3.1 船舶动力装置设计的主要内容 8
3.2 盐水系统的整体设计 8
3.3 盐水系统的设计 9
3.3.1 管路的设计 9
3.3.2 阀件的选型 14
3.3.3 泵的选型 16
3.3.4 盐水滤器的设计 16
3.3.5 吹扫系统的设计 17
3.4 盐水系统管路布置及操作要求 18
第四章 船舶盐水系统的仿真开发 20
4.1 仿真软件介绍 20
4.2 船舶盐水系统的数学模型 21
4.2.1 数学模型建立的基本方法 21
4.2.2 盐水系统的建模仿真 22
第五章 船舶盐水系统的监测 27
5.1 A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
ccess数据库的建立 27
5.2 Simulink与数据库的连接 28
5.3 Webaccess监控界面的建立 31
5.3.1 Webaccess软件介绍 31
5.3.2 监控界面的建立 32
结论与展望 37
致 谢 39
参考文献 40
第1章 绪论
1.1 研究背景
石油是世界工业的血液，是世界经济迅速发展的重要能源支柱。随着我国经济持续高速发展，油气资源供应不足，将成为阻碍经济发展的主要矛盾。为提高对油气资源的占有量，海洋油气资源的开发已成为我国实现能源可持续发展的战略重点。加快开发国内油气资源，积极拓展海外市场，充分利用国内外两种资源、两个市场，确保石油的安全稳定供应已成为我国的重要国策[1]。
海洋油气资源的开发需要先进海洋工程技术和设备的支持。油服船是中海油服实施大型设备装备“结构调整、进军深水、走向高端”战略下所建造的重点船型，具有适航性能和耐波性能强，航速快、装载量大，运输能力强，能够在恶劣得海况条件下保持良好的操作性、灵活性和住舱舒适性等特点。船舶配置了二级动力定位系统和数字化监控网络系统，是目前国际上比较先进的配置系统[2]。油服船的出现将进一步提升我国在深海油气作业方面的能力，满足近海油气勘探开发的不同需求。
我国南海油气资源资源极其丰富，但70%都蕴含在深海区域，随着石油开发技术的发展，深海区域已逐渐成为全球油气资源的重点勘探区[3]。目前，由于技术装备上的欠缺，我国油气资源的开采仍然集中于浅海区域。随着能源需求的快速增长，油气资源的开采势必会向深海区域迈进，也必将会对油服船提出更高的技术要求。
1.2 研究意义
海洋油气资源的开采离不开钻井液的支持。盐水系统作为一个服务系统，对钻井液的调配尤其是盐水泥浆的调配具有至关重要的作用。盐水作为油井水泥外加剂在固井工程中已被广泛应用。其目的大致可以分为[4]：
（1）被用作早强剂；
（2）平衡地层电解质防止水敏性地层跨塌；
（3）防止水泥浆对地层的溶蚀。
目前，按含盐量不同，盐水泥浆可大致分为：低含盐、欠饱和及饱和盐水泥浆。
1. 盐水对稠化时间的影响
下图结果表明水泥浆中加入盐水以后会出现掺量小时稠化时间变短、掺量大时稠化时间变长的现象；但随着温度的提高影响有所减弱，但趋势是相同的。而且初始稠度变大，浆体泡沫增多，稠化实验中易产生闪凝、“鼓包”、曲线变差等现象，这些现象对于固井作业都是十分有害的。
图11 盐对稠化时间的影响 图12 盐对剪切强度的影响
2. 盐水对水泥失水性能的影响
随着水泥浆含盐量的增加，水泥浆的失水量也会增加，一般在淡水水泥浆中使用的降失水剂也可能失去作用，有些甚至会引起絮凝使水泥浆失去流动性。
3. 盐水对水泥石力学性能的影响
通过实验表明，在60℃、常压和饱和盐水条件下，当盐掺量低于5%时，有明显的早强作用，而掺量大于10%时其强度低于纯水泥的强度。含盐量较高的水泥浆强度发展要比原浆慢得多，但水泥石有明显的膨胀作用。
因此，应根据地质条件的不同，使用不同浓度的盐水。这也对盐水系统提出了更高的要求。如何快速高效地输送盐水以及调配不同类型的盐水钻井液，对于石油的开采，提高工作效率，降低成本等方面都有着十分重要的意义。
1.3 国内外研究现状
油服船上盐水系统的主要功能是输送盐水调配水基泥浆，而水基泥浆也是目前最常使用的泥浆。据美国环境保护局估计，几乎所有的浅井（<3048m）以及大约85%深于3048m井均是使用水基泥浆。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jtgc/cbyhy/148.html
