ZJGKSY02 海上油田生产集输系统仿真教学实验平台
海上油田生产集输系统仿真教学实验平台应用于《采油工程、油气集输、管输工艺、泵与压缩机、油气储运工程学》等课程教学培训;适用于“全国大学生石油科技创新创业大赛”“海洋钻井平台设计大赛”“全国大学生油气储运工程大赛”设计;服务于教学改革,以实践问题为导向的反转课堂,适时优化专业结构与增强石油类适应性人才培养提供支撑。
海洋石油开发包括钻井,采油,油气分离处理和油气集输等作业工序过程;目前海上油气田的开发方式有全海式开发和半海半陆式两种;全海式包括海洋平台、海管、海缆及单点系泊/FPSO系统;半海半陆式包括海洋平台、海管、海缆、陆地终端系统。
实验平台仿真模拟全海式海上油气田开发,微缩还原海洋平台、海管、海缆及单点系泊/FPSO系统设备设施及作业场景环境,具体内容:
①海洋石油981半潜式钻井平台仿真模块;
②水下井口+浮式生产系统(FPSO)仿真模块;
③井口平台+中心处理平台+储油平台及输油码头;
一、实验平台规格型号
1、规格尺寸:10m×2m﹦20㎡,高度1.60m,其中展台高度0.4m;
2、电源功率:220V.50Hz,800W;
3、设备材质:PMMA、PVC、ABS板(棒)材、H/L型仿金属等主要构件、主体支架、微型电机、受力构件、传动装置、金属构件,构架采用H、L型PVC仿金属构架;传动为金属构件;电气控制:集成电路板,JZX-22F继电器,36/24V变压器,3.4mm3L10流水灯条及控制器,50×50线槽,DS-2CD1211D-I3摄像头,S145/12V、S350/24V开关电源,24VΦ22MM减速电机;
二、实验平台技术参数
海上油田生产集输系统仿真教学实验平台综合设计布局有钻井平台、井口采油平台、处理平台、储油平台、储油轮、储油罐、单点系泊、输油码头、运输船舶、海底管线等生产集输工艺设施设备及环境场景。
(一) 实验室文化建设
(1)板面规格:1200×800mm;
(2)参数说明:海上油田生产集输实验室挂板,用于实验室文化建设,营造良好的海上油田采油集输系统氛围,使学生对海洋采油作业、生产处理、储运输送的宏观认认知。根据实训室周边墙面,壁挂式设计,网格喷绘布,边框一般采用优质铝合金,背面拉称紧固;包括海洋采油集输系统的现状与发展前景介绍;海上油田钻井、采油、处理、储运外输规划设计等相关挂图。
(二) 实验平台模块内容
1、海上钻井平台仿真模块
(1)模块规格:1200×1400mm;
(2)内容说明:海上钻井平台采用“海洋石油981半潜式钻井平台”设计加工,海洋石油981是集勘探、钻井、完井和修井等作业功能钻井平台,结构包括平台本体、下体浮箱、井架、吊装设备、锚链、起锚机、器材和生活舱室、稳定立柱组成;
2、水下井口+浮式生产系统(FPSO) 模块
(1)模块规格:2000×3000mm;
(2)内容说明:生产系统由水下井口和浮式生产系统(FPSO)组成;由水下生产系统将原油通过海底管线输送至FPSO上进行油气分离处理,原油储存FPSO油舱由穿梭油轮将原油送走;系统还原FPSO生产工艺场景,显示海底输油管线从海底开采传输到FPSO处理原油,通过卸载系统输往穿梭油轮;设备透明及生产处理工艺LED灯光流程演示,加工分模块组合;
3、井口平台+中心处理平台+储油平台及海上码头模块
(2)内容说明:井口平台各油井生产的井液汇集到管汇,通过管汇控制分别计量各口油井的油、气产量,计量后的油、气重新混合输送中心处理平台进行油、气、水的生产分离,分离后的原油输送到储油平台储存。穿梭油轮在油码头系泊将储罐中原油输送到穿梭油轮并运走。
4、展示安装平台
(1)展示台规格:10×2.5×0.7米;
(2)技术说明:海上油田生产集输系统仿真教学实验平台支撑台座,50#角钢焊接成型,以保证设备的整体强度性和可靠性;平台下托式结构分块组装安装,模拟海洋蓝色海水场景,独立的多块板材拼装组成,骨架与台面铆接成形,平稳结实,受力均匀,具有受重冗余度,展台模拟海洋场景工艺。
(四)实验平台动态运行控制系统
(1)多媒体讲台:
1150×700×1000mm;材质1.5mm和1.2mm冷轧钢板;显示器窗口6-10mm厚钢化玻璃,中控及键盘鼠标开启滑盖设计;
(2)控制柜:三菱PLC,FX3U-128MT/ES-A、FX2N-16MT-001;
(3)控制系统计算机1台:
采用计算机win7,64位系统软件控制;易控-PowerView组态监控平台软件;TFT LCD350 cd/m²高亮度显示屏;I/O通信接口、PC/104 扩展接口;Intel 945GSE +ICH7M芯片组;
管理计算机系统协调控制工作;模拟操作系统控制回路可在仿真软件系统条件下进行实际控制;采用逻辑控制器输出的开关控制信号经转换成电气开关量直接控制,驱动具有24路继电器开关输出模拟;逻辑电路控制:通过电路设计,实现对设备运行、枢纽目标等集中控制或分布控制;根据多能互补、灯光变化分步骤内容演示。