基于深水功能舱的全智能新一代水下生产系统关键技术
成果信息
项目年度编号: 1800120408
限制使用: 国内
省市: 北京
中图分类号: TE53
成果类别: 应用技术
成果公布年份: 2017
关键词: 海洋油气资源开发 油气集输 深水功能舱 水下生产系统
成果简介: 随着海洋油气资源开发向着超深水、极地开发进军,结构形式模块化、控制系统智能化、制造一体化、测试集成化、安装便捷化等成为水下生产系统的发展方向,针对我国深水油气开发、保障能源需求的重大战略,以新一代水下生产系统为研究对象,围绕“如何提高水下装置的安全可靠性以及通过更加创新的方案降低油田开发成本”两个核心问题,提出将传统海底平面分散布置的水下系统装备集成到垂直的深水功能舱并基于大数据与云计算实现水下生产系统全面智能化的项目总体目标,从而避免水下生产装备的单体安装和海底桩基结构,大幅减少水下连接设备的使用,形成以固定式深海功能舱为设备集成中心、智能监控核心、保障维护基地,以水下生产设施为油气生产基础装备的,集采、输、控制、维护为一体的“智能型水下工厂”新一代水下生产系统的总体概念方案,并试图彻底解决困扰极深水油气田开发油气集输的流动安全保障问题,为深水、超深水和极地等环境下油气开发储备一批前沿技术,为我国深水重大油气开发工程的建设和运营提供科学支撑,并促进相关学科基础理论的发展。主要研究内容:打破水下生产系统海底平面分散布局的全湿式传统解决方案,创建基于深水功能舱的全干式和半干半湿式紧凑型垂直水下布局理念,引入油气水完全分离的全干式分离、增压、回注等模块化的集成采油系统,形成以距离海底一定高度的漂浮式水下丛式管汇集输系统为显著特征的新一代布局方案。重点突破舱内散热与防振技术、高效紧凑油气水三相分离技术、漂浮丛式管汇的理想位置理论、水下井口及基础稳定性和多体水动力学性能研究等重大关键技术,形成具有自主知识产权的整体布局和深水功能舱内部布局设计能力,创建“更高可靠性与更低成本”的集钻井、修井、生产、处理、集输及科研活动于一体的“智能型水下工厂”的革命性解决方案。该课题紧密围绕“如何提高水下装置的安全可靠性以及通过更加创新的方案降低油田开发成本”两个核心问题,着重解决新一代水下生产系统设计、制造、安装、运行、拆除中所面临的科学技术挑战,凝练出6个关键科学问题:①全生命周期大数据管理的可靠性计算理论;②新一代水下井口及基础稳定性及巨型深水功能舱基础承载机理;③深水巨型空间站压溃屈曲及低温环境下大型壳体结构的抗屈曲机理;④复合夹层结构抗剪切与疲劳损伤的粘结技术及强度理论;⑤复合夹层管阀结构流、固、热、腐蚀等多场耦合的基础理论;⑥深水功能舱-柔性管-漂浮管汇水动力性能研究与井口稳定性理论。以及6个关键技术:①基于大数据和云计算的全追溯智能制造,智能检测及预警、智能材料与智能传感器,纳米材料智能自修复技术;②极深水空间站进出舱技术、巨型空间站定位安装技术;③深水空间站事故应急智能处理及多体空间站快速连接与解脱技术;④水下供配电及全自动控制、高效紧凑油气水完全分离技术;⑤海底能量转化的自俘能技术;⑥油气水砂混输完全流动纳米薄膜制备技术。预期目标及其效益:通过对以上内容的研究,预期指标及科学价值、社会、经济效益描述如下:完成100篇以上SCI论文,突破极深水耐压舱抗屈曲、超疏油疏水完全流动保障、全智能监测与预警等若干重大基础科学理论和核心关键技术,实现“原创概念、原创思想”的“基于深水功能舱的全智能新一代水下生产系统”,改变了深海油气田开发整体方案,可望将极深水油气田的开发成本降低至少20%。全新的概念和创新的理论将使我国引领全球相关领域未来发展。
申报信息
相关人信息
完成单位: 中国石油大学(北京) 中海油研究总院 上海交通大学 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 北京大学 中国科学院力学研究所 清华大学深圳研究生院 长江大学 湖南大学 中国科学院过程工程研究所 北京航空航天大学 重庆前卫科技集团有限公司 南阳二机石油装备集团股份有限公司 大连华锐重工集团股份有限公司 上海神开石油设备有限公司 江苏荃航阀门有限公司 江苏荃德海洋能源工程有限公司
完成人: 段梦兰
行业及专利信息
应用行业名称: 船舶及浮动装置制造 天然原油和天然气开采
应用行业码: 375 071
转让信息
投资信息
推广信息
联系信息
联系单位名称: 中国石油大学(北京)
联系单位地址: 北京市昌平区府学路18号
传真: (010)89733079
邮政编码: 102249