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技术研发优势范文1
关键词:油田浅薄层;稠油开发;先进技术
在全球经济一体化的形势下,能源紧缺已成为世界各国共同存在的问题之一。随着世界各国工业的不断发展,其对能源的需求量逐渐增加,如何满足经济发展对能源的需求成为全世界共同探讨的热门话题,备受关注。就我国而言,石油是重要的能源,为推动我国能源节约型社会主义社会的发展,必须加强对石油开采工作的管理,以满足我国各行各业对石油资源的需求,促进我国国民经济的发展。对稠油的开发是我国石油开采业中的重要组成部分。稠油作为化工行业和建筑行业的主要燃料,具有重要的作用。现阶段,在石油开采中,越来越重视对油田浅薄层稠油的开发,为保障浅薄层稠油开发质量,则必须采用先进的开采技术和设备,以实现石油开采的现代化。
一、浅薄层油藏地质的基本特点
油层基本地质的基本特点可用四个字来概括,即“浅”、“薄”、“稠”、“散”。其中“浅”是指其油田埋藏深度比较浅;“薄”则是指油田中油层的厚度较薄,以致于很难达到热采的要求,难以实施油田开采活动;“稠”则是指原油具有非常高的粘性;“散”则是指有藏地中的油层分布比较散乱,油水边界参差不齐。辽河高升区块难采储量主要具有“薄”“稠”“散”的特点,这也是高升难采储量不能得到有效动用的根本原因。
二、现阶段油田浅薄层稠油开采过程中的存在的问题
现阶段,在油田浅薄层稠油开发过程中仍然存在着一些问题,有待于进一步完善和解决。首先,大多数的吞吐井的采油效果比较差。在占总产量一半左右的热采单元中,吞吐周期等于或大于8的吞吐井有三分之二,以致于地层压力降为原始的一半,更有甚者只有原始地层压力的百分之三十。由于吞吐井大多处于高吞吐周期,使得热利用率降低,所产油量还不足低周期产油量的百分之五十。其次,就目前的浅薄层稠油开采模式而言,仅仅只依赖于吞吐加密井来提高稠油采收率远远不够,难以稳定油田的产量;最后,在我国油田开采规模不断扩大的环境下,热采区中的油田储量已不多,可采取的稠油量越来越少,无法为油田浅薄层稠油开采的产量提供保障,很难继续吞吐,导致稠油开采的经济效益逐渐下降。除此之外,当前所采用的油田浅薄层稠油开采技术较为传统,未能引入国外先进的稠油开采技术,没有从国外成功的稠油开采过程中获得经验。
三、有效的油田浅薄层稠油开采技术措施
(一) 采用水平压裂辅助蒸汽驱技术
在油田浅薄层稠油开发过程中,充分利用水平压裂辅助蒸汽驱技术,有利于提高稠油开采效率。水平压裂辅助蒸汽驱技术突破了常规概念,不仅使蒸汽驱超过了破裂压力,还在浅薄油层中进行高速注汽,以避免产生过多的热损失,从而促进稠油采收率的提高。这种技术主要是将热通道的开采建立在油层下部压开的水平裂缝的基础上,使其具有高层流能力,蒸汽顺沿着热通道行进,当受到重力差异作用时,蒸汽便会上浮与原油发生传热传质作用。而受热的原油则会流入下部通道,在蒸汽的推动下进入采油井。油层下部被压开的水平裂缝,增加了扫油面积,蒸汽则扩展了波及体积,进而增加了稠油开采量。
(二) 采用稠油出砂冷采技术
随着油田开采技术的不断发展,稠油出砂冷采技术在浅薄层稠油开采过程中被广泛应用。这种技术主要是通过松散油层中的“蚯蚓洞”网络,来提高稠油的流动力,加强稠油的渗透性。由出砂而形成的“蚯蚓洞”网络可提升孔隙度,以渗透出更多的稠油。另外,根据稠油具有高粘性,容易携砂的特点,可利用砂将稠油带出井底。为加强稠油的流动能力,则可通过降压的方式,产生大量的经过溶解的天然气,以促成泡沫状流动,从而驱使稠油向采油井推进。
(三) 采用稠油油藏薄互层组合开采技术
由于薄层稠油油田中的油层厚度比较薄,因而可针对这一特点,改进稠油开采技术,充分利用稠油油藏薄互层组合开采技术,以提高稠油的利用率。这种开采技术的关键在于要先确定组合厚度,明确开采层数的下限。其主要是在薄互层中,向着垂直方向进行厚度组合,然后一层一层的实施上返吞吐,以解决不吸汽原油的开采问题。
结束语
探讨油田浅薄层稠油开发技术具有重要的意义,有利于提高我国开采稠油的技术水平,保障所开采出的稠油质量,进一步提升我国油田浅薄层稠油开发技术水平,缓解我国石油资源紧缺的局面。在油田浅薄层稠油开发过程中,可引入国外先进的开采技术,针对浅薄层稠油的特点和实际开采状况,来制定相应的开采措施,以增加稠油开采的产量,提高我国稠油开采效率,进而取得最佳经济效益。
参考文献
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[2]包正强,高志卫,梁军彬等.春分油田排6南浅薄层特稠油生产特征研究[J].科教导刊-电子版(上旬),2014,(2)
[3]杨晓培.河南油区稠油油藏水平井开发技术[J].油气地质与采收率,2012,(19)
[4]黄伟强,郑爱萍,吕其军等.提高浅薄层普通稠油油藏开发效果研究[C].//第四届全国油气田开发技术大会论文集.2011
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关键词:最优化 约束 算法
1 数学模型
一般的约束最优化问题,其数学模型为
中,找到一个可行点X*,使目标函数f(X)取得最小值。此时称X*,f(X*)为问题(1)的最优解。
2 常用约束优化算法简介
2.1 外点罚函数法
基本思想:对违反约束条件的点在目标函数中加入相应的“惩罚”,而对可行域内的点不予惩罚。其迭代点一般在可行域外部移动,随着一个无约束问题的求解转移到另一个无约束问题的求解,惩罚次数逐渐加大,从而迫使迭代点向可行域靠近。具体过程如下:
对问题(1),构造一个函数为
Mk>0是一个逐渐增大的参数,称为惩罚因子。F(X,Mk)称为问题(1)的增广目标函数。
显然,F(X,Mk)是定义在Rn上的一个无约束函数,由增广目标函数F(X,Mk)的构造可知,如果已经求出F(X,Mk)的最优解为XMk,则判断 是否属于D。
(1) 如果XMk∈D,则XMk是问题(1)的最优解;
(2) 如果XMk∈/D,则XMk不是问题(1)的最优解。此时说明原来的罚因子给小了,需要加大罚因子,使得Mk+1>Mk,然后再重新计算F(X,Mk)的最优解。
事实上,随着罚因子Mk的增大,迫使惩罚项的值逐渐减小,从而使的F(X,Mk)极小点X*(Mk)沿着某一轨迹逐渐接近于可行域D上的最优点X*。当Mk趋于无穷大时,F(X,Mk)的极小点就是原问题(1)的最优点X*。
2.2 内点罚函数法
基本思想:对企图从可行域内部穿越可行域的点,在目标函数中加入相应的“障碍”,距边界越近,障碍越大,在边界上给以无穷大的障碍,从而保证迭代点一直在可行域内部移动。具体过程如下:
对于问题
其实质是在可行域D1的边界上设置一道障碍,从D1中的某一点Xo出发进行迭代,当迭代点靠近D1的边界时,便被此边界上的障碍碰回,此时即便rk很小,但使得F(X,rk)的函数值变得很大,容易想象不可能在靠近D1的边界上取得最优解,于是迫使迭代点被碰回到远离区域D1的边界去寻找。因为F(X,rk)和F(X)都在D1中,rk取得很小时,在可行域内部距离边界较远的地方,有F(X,rk)≈F(X),此时F(X,rk)的解可以作为f(X)的近似解。但当rk取得过小,将给障碍函数的极小化计算带来很大的困难,因此,取一个严格单调递减且大于零的障碍因子序列{rk},用式子表示为r1>r2>...rv>...>0,当rk逐渐减小时,有
初始点Xo应选为满足不等式约束条件的点,罚因子rk按照内点罚函数法确定,且rk0时,
2.4 复合形法
基本思想:在可行域内产生一个由K(n+2
考虑问题
(6)
在可行域内随机选取K个可行点,X1,X2..XK。计算除去最坏点XH外其余(k-1)个顶点的几何中心点 ,即
若约束可行域为凸集时,Xo一定为可行点;若约束可行域为非凸集时,则应检测Xo是否为可行点。然后以Xo点为轴心求最坏点XH的映射点XR,即
其中t为映射系数;接着检查映射点XR是否在可行域内,且其目标函数值f(XR)是否比最坏点的目标函数值f(XH)小,如果这两个条件都得到满足,则以XR点代替最坏点XH并与其余(k-1)个点重新构成新的复合形法。然后重复进行上述工作,直到满足收敛条件。如果上述两个条件至少有一个不满足,则通过缩减映射系数 的方法,使其最终满足这两个条件。
3 数学实验
利用MATLAB中的优化算法工具箱中的函数,以外点罚函数法、内点罚函数法和混合罚函数法为实例进行数学实验,通过迭代可以方便、快捷的求得满足约束条件的最优解。
1 用外点罚函数法编程实现
2 用内点罚函数法编程实现
3 用混合罚函数法编程实现
4 结论
本文对常用约束优化问题的几种算法的基本思想进行了描述,并分别对它们的特点进行了细致的总结,突出了各种算法的适用性,并利用MATLAB进行数学实验,结果表明在给定的条件范围内,可以得到原优化问题的最优解。
参考文献
[1]郭科, 陈聆等.最优化方法及其应用[M].北京:高等教育出版社,2007.
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试油作业是集油(气)水井大小修等石油工程技术服务为一体的专业修井队伍,现有小修作业队伍11个,大修队1个,年作业能力1200余口, 2005年通过ISO9000、14000、18000管理体系认证;试油作业除能进行常规的油水井大小修外,通过多年的不断实践探索,在复杂井况处理、套损井治理等方面有独到之处。2010年以来,作业系统面对日益复杂井下状况,立足作业系统特点和生产运行实际,围绕原油生产这个中心,以系统节点管理活动为契机,充分发挥主观能动性,精细作业管理,狠抓技术创新工作,在作业技术和作业管理方面取得了新成绩、新经验,促进了作业系统整体水平的提高,取得了较好的经济效益。本文重点介绍试油采油厂作业工艺技术的开发及应用情况。
一、不断完善套管修复技术,逐年提高套损井治理水平
通过近几年的不断完善,套损井治理技术由2005年以前单一的“机械卡封、技术套管内倒套换套、水泥封堵”,逐步形成了目前5大系列7类工艺10种做法的套管修复技术(机械卡封―闭式管柱、丢手卡封;倒套换套--技术套管内换套、裸眼段换套;补贴加固-膨胀管补贴、实体管加固;注灰封堵―预堵封堵、解堵封堵;套管侧钻―定向侧钻、自由侧钻),套损井治理水平逐年提高。
1、倒换套技术
2005年4月在 L38-1采用套铣技术,实现了在表层套管内换取油层套管,2006年5月在J31-16井通过套铣实现了裸眼井换取油层套管,从此倒套换套技术得到不断完善,从2005年至2010年共倒换套16口,成功15口,成功率93.8%,采油厂裸眼换套最深度达到了452m。2010年在金31-05井的换套施工中,针对套管严重弯曲,常规示踪保鱼无法进行的情况,通过全井示踪、泥浆垫底、改进套铣工艺等措施,使该井换套成功,增加日油能力3.1吨。
2、套管补贴技术
2006年9月与钻井院结合,首次在L38-1井利用国产实体膨胀管对井深190至280m处的漏失段,补贴获得成功。2007-2009年初利用油田优惠政策,采用亿万奇公司膨胀管补贴技术修复套损井17口、18井次,修复成功率100%,其中在纯26-23井的补贴中,创造了在Φ139.7mm套管中使用Φ107.95mm膨胀管一次补贴长度535.46米亚洲新纪录;与此同时,又与钻井院结合利用国产膨胀管补贴2口井,成功率100%。
3、套管加固技术
2007年开始探索小套管加固技术,包括中部悬挂、全井加固等工艺,目前已实施小套管加固井2口(梁38-10、纯26-25),施工一次成功率100% 。大通径管加固技术首先在L35-1井上试验获得成功,L35-1井是用Φ177.8mm油层套管完井的生产井,施工时用外径Φ139.7mm,壁厚9.17mm,内径121mm无接箍N80套管43米作为加固管,实现对射孔段2812.3-2832米的密封;今年又在纯32-2井,对1298-1428米井段进行大通径长井段套管加固获得成功。
4、自由侧钻技术
该技术是在油层部位,利用侧钻形成新的井眼,下尾管固井完井的一种套管修复工艺,是其它修复工艺无法实施的一种补救措施。目前已实施3口(纯2-38、纯6N21、纯32-10),成功率100%。
5、套管整形技术
2010年在套管修复中,针对套管变形问题探索实施了胀管修复工艺获得成功。胀管修复是利用钻柱传递压力,使梨形胀管器在钻杆及配重钻铤快速下放作用下,产生向下的冲击挤胀力,对套管变形部位进行冲击(顿击)、挤胀,在连续不断的冲击挤胀力的作用下,变形部位套管逐渐被挤胀而恢复到原径向尺寸或基本恢复、复位到原径向尺寸。纯48-3井通过使用由小到大梨形胀管器胀管后,母锥打捞落井油管获得成功,梁212-10井解卡捞获落井管柱后,发现油层部位缩径变形,用梨形胀管器胀管获得成功。
二、研究应用大修技术,不断提高大修成功率
作业系统在前几年成功实施复杂打捞配套技术的基础上,近几年加大对疑难井处理技术的研究,通过工艺创新,精密组织疑难井处理技术逐步成熟,打捞成功率明显提高。今年大修施工26口井,大修成功率88.9%,比计划75%增加13.9个百分点。
1、水泥固结油管打捞
在注灰施工过程中,由于水泥性能不够稳定,缓凝措施不到位,致使灰浆早凝,发生卡钻造成水泥固结油管。在处理过程中,改变传统磨鞋处理的做法,设计制作新型套铣头,提高了套铣的工作效率。加快了处理速度。2004年单动力用时90天,处理水泥固结油管5口井,成功率100%。
2、电潜泵打捞
2010年在总结以往施工经验的基础上,制定了保护电缆防止堆积,适度处理机组防止分解的处理原则,通过实施施工进度极大加快。在纯56-11井电泵打捞过程中,为防止长期解卡造成油管疲劳脱落电缆打扭堆积等问题,应用聚能切割技术进行切割,成功起出泵上全部油管,为下步成功打捞奠定了基础,该井仅用11天就成功捞获全部落物。梁50井因井内有一套落井的电泵生产管柱和一套落井的电泵机组,从2000年停井至今。2010年大修时利用120mm套铣筒清理井筒,保证了落井电泵生产管柱的顺利打捞。在打捞落井电泵机组时,对套铣筒结构进行改进,实现了套铣打捞一次完成,保证了下部落鱼的完整性;针对电机的特殊结构,设计制作了具有针对性的限位套铣筒,对电机进行适度套铣,为电机整体打捞奠定基础,在用母锥打捞抽出电机转子后,采用加长滑块捞矛打捞、大力上提解卡捞获电机。
3、防砂管柱打捞
防砂管柱由于结构特殊,管外砂体沉积,处理不慎会将中心管拔断、致使外管脱落,施工难度加大,为此我们探索实施 “冲、蹩、捞、挤、拔、套” 防砂管柱打捞技术,大幅度降低了施工难度,使小修队伍也可成功打捞防砂管柱。2004年至2010年实施11口,成功率100%。
4、水平井打捞技术
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关键词:石油工程;钻井技术;研究
近年来,随着我国科技的不断发展,人们生活水平的不断提高,石油需求量也越来越大,也正因为如此,石油工程钻井技术也在不断提高。现如今,各种开采工艺和设备已经在石油工程钻井技术中得到了广泛的应用。这种应用的广泛发展不仅对于提高石油钻井技术的提高起到一定的作用,还能进一步满足国内各行各业对石油的需求。因此,石油钻井技术的提高对于我国的经济发展有着直接的推动作用。
1现如今我国石油钻井技术的状况
近几十年来,随着我国科技的不断进步,国家对石油开采的不断重视,石油钻井开发技术也在不断提高。尤其在近几年来,越来越多地新兴科技被应用在石油钻井技术中,整个世界的能源格局也因此发生了巨大的变化,现如今我国石油开采已经转向地面深层和海洋等高难度地域。这也是我国石油产量增加的主要原因。因此,石油钻井技术的开发、创新应用成为现如今石油工业发展的关键。
2石油钻井技术
2.1井下测量与控制技术
控制技术、信息传输以及井下测量都是石油钻进工程中不可或缺的重要技术。这些技术同时也是石油钻井趋于自动化的一个重要技术手段,对于石油产量的提高也起到了不可或缺的作用。也正因为如此,井下测量和控制技术成为石油钻孔技术的关键所在。
2.2石油钻井技术的开发装备
随着我国现如今科技的不断进步,越来越多的新型科技和智能设备被应用在石油钻井技术中,石油钻井中的工具和装备也在不断地更新换代,这也极大的推动了石油工业的自动化进程,提高了石油钻井技术的安全性和可控性。尤其是现如今的大功率钻井泵、电气式钻井、机械式钻井等先进的钻井装备的大规模应用,在一定程度上大幅度的提高了我国石油产量,推动了我国钻井技术的自动化进程。
2.3井涌控制技术
所谓井涌控制技术,也即压力控制,是通过采取一定的方法控制底层压力,保持井内大力控制从而保证作业施工的顺利进行。现如今,我国的井涌控制技术已经达到了四级,并且在一定程度上已经初步掌握了所有的实施手段和方法。与此同时,一些井口装置设备和井涌控制机器设备也逐步地实现了国产化,并迈向了国际化市场。尤其是油井灭火技术已经达到了世界一流水平。但是在其他方面,我们国家和一些石油发达国家之间还存在一定的差距,因此,要想我国钻井技术的进一步提高,在工具装备的改造上还需有进一步的革命性创新。
3由我国国情带来的钻井技术的发展优势
3.1我国各行各业对石油的需求量之大
现如今,伴随着我国工业化进程的不断推进,各行各业对石油的需求量也与日俱增。石油贯穿于各行各业和人们的日常生活中。国内巨大的石油需求量和高价的石油进口费用也在一定程度上促使着石油开采人士深度开发和利用国内现有的石油资源。即使如此,现阶段的市场上,石油仍然处于供不应求的状态。
3.2政府对石油钻井技术创新发展的支持和鼓励
创新是一个行业持久发展的根本,也是引领发展的第一动力。通过这些年的市场情况来看,任何行业要想持久发展必须要不断创新、与时俱进。石油行业也同样如此。幸运的是,我国政府对于石油行业给予大力支持并鼓励其创新发展,除此之外,政府还对研究石油开发技术给予资金和人力支持,这对于石油行业的发展起到的重要的作用,也推动了我国石油行业的自动化进程,也使我国石油开采技术很快与国际接轨。与此同时,我们可以看到,在近几十年里,我国石油行业除了引进国外先进的技术,还在其基础上进行创新改造,目前我国石油钻井技术已经初步成熟,甚至在某些技术领域上已经跻身于世界先进水平的行列。
3.3我国政府高度重视石油产业
石油资源作为我国国民经济建设、社会基础建设、国防布线的重要组成部分,其对国内外都有着不可或缺的重要作用。也正因为如此,我国政府高度重视石油产业的发展,始终将石油工业作为国民经济建设的基础产业。与此同时,也在石油产业上投入大量的人力物力和资金支持。这也在一方面提高了石油工程钻井技术,为我国石油钻井技术跻身于世界先进水平行列打下基石。
4未来我国石油钻井技术的发展趋势
现如今,世界石油钻井技术都在稳步发展之中,而我国的还有钻井技术更是趋于迅猛化发展,未来几年,我国的钻井技术将将不断地向更稳定、更安全、全方位自动化方向发展。伴随着这样的发展趋势,我国的石油产量除了满足各行各业和人们生活需求之外,还可以大幅度提高石油勘探技术,从而提高石油的经济效益。总而言之,石油钻井技术的高风险、高投资、高技术、高回报需要所有石油钻进技术的开发和工作人员为之付出巨大的努力,使其向着智能化、自动化方向不断发展。进一步推动我国其他行业的发展,带来更多的社会经济效益。
5总结
石油产业在我国国民经济建设中扮演的重要角色,其重要作用不仅在于其推动了我国基础建设还在于其能推动我国社会经济的发展。也正因为如此,石油产业的发展显得尤为关键。而石油钻井技术作为石油开发技术中的核心,进一步提高和创新石油钻井技术尤为关键,其在石油开发中所起到的重要作用,值得所有石油开发工作者深入研究。
参考文献:
[1]李劢.石油钻井技术现状及发展研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014(9):113.
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技术研发优势范文5
关键词 漩涡压缩机;发展优势;关键技术
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)96-0185-02
0 引言
随着社会的快速发展,有关绿色消费、低碳环保等生活理念已日渐深入人心;随着科技水平及人们生活水平快速提高,各种类型家电产品也已深入普通百姓家,并成为他们生活必不可少的一个重要组成部分;面对家电产品迅猛增长及日益普及这一态势,有关其能耗降低这一问题,也逐渐成为全社会最为关注的一个焦点问题。根据相关资料表明,在整个家电茶品能耗中,空调器耗电量要占到25%左右,而在空调器中,整机耗电量的80%是在压缩机部分,因此促使压缩机高效率、降低能耗在当前显得尤为重要和迫切;实践表明,把涡旋式压缩机应用于空调器,对于实现压缩机的高效率和降低能耗方面,可以起到很好的使用效果,具有其他压缩机所无法比拟的节能优势;鉴于此,以及就涡旋压缩机的发展优势以及机构研究、型线研究等几个关键技术进行一些研究。
1 关于涡旋式压缩机的发展优势分析
1.1 涡旋式压缩机的发展
早在上个世纪初,就提出了漩涡压缩机,但因当时受到一些客观因素的限制,而没有进行深入的研究和发展;直至上世纪70年代,因遭受能源危机及高精度数控铣床的发明,才极大地激发了涡旋式压缩机的快速发展。美国于上世纪70年代初第一次公布出有关涡旋式压缩机的研究报告,并以事实说明了漩涡式压缩机具有其他压缩机所无法替代的优势;而空调涡旋式压缩机的批量生产是由日本于上世纪80年代初开始实施的;随后国外其他发达国家就先后步入涡旋式压缩机的批量生产;到上世纪末,选用时压缩机几乎占领了整个压缩机市场;特别是在本世纪初,一种全新的数码漩涡压缩机的登陆,更是极大地带动了整个涡旋式压缩机的快速发展。我国进行涡旋式压缩机的研制工作开始于上世纪80年初,经过五年后,成功试制出第一台涡旋式压缩机。当前涡旋式压缩机主要集中在我国、日本、美国等国进行研究制造,体研究内容多数集中在有关涡旋式压缩机的工作原理、型线研究及整体优化等等。
1.2 漩涡式压缩机的优势
3 涡旋压缩机发展的关键技术研究
3.1 关于涡旋压缩机发展的型线研究
注意到具体的加工工序,当前应用较为广泛的是圆的渐开线;但在具体进行型线设计过程中,因单一型线无法随意改变其内亚比,再加上所存在着的中心腔余隙容积以及因加工刀具的干涉容易在型线两端出现比较大的应力,因为必须修改型线,从而带来了双圆弧、直接截断及多段圆弧等一系列修正型线;子啊同一涡圈上应用多段类型不同的型线为组合型线,其连线为光滑型线,这可把不同型线的优势进行充分发挥,这种型线不仅可把压缩、吸气以排气全过程进行兼顾,而且还具有修正型线的可拓展性。虽然型线不同,其特点也不同,但因其与性能参数的映射关系对型线方程过于依赖,故任何其中的一种模型均具有极强的针对性,无通用性,此外,对于不同,还需进行相应的比较,故带来极大的计算工作量,因而近段发展了通用型线;这个通用型线除了具有那些常用型线外,在有关优化统一数学模型的建立及新型线的拓展方面,还很容易进行实现,因而不管是正向分析、还是逆向修正,均可方便进行实施。
3.2关于涡旋压缩机发展的机构研究
以上所述的型线,若良好,则为提高涡旋压缩机提供了极其良好的条件;改善机构,不仅可把型线最大的优势进行充分发挥,而且还可促使加工成本的进一步降低;总的来看,进行机构研究主要有轴向等断面密封结构研究及柔性结构研究。涡旋压缩机具有要求很高的加工精度,面对大批量这种生产状况,其涡旋型线轮廓度也一定要控制在10微米至15微米这一范围以内,平面度(型线底面)与平行度(型线之间)也一定要控制到低于5微米;若有固体杂质存在于介质以内,则会对型面产生损伤,而增加泄漏;而轴向摩擦则会增大轴向间隙,也会引起径向泄漏增大。对于解决型面受到损失这种情况,最有效的解决措施就是在把加工精度降低的基础上,应用柔性结构;柔性结构所固有的特点可有效确保涡旋盘的安全运行;对于径向泄漏增大这种情况,行之有效的解决措施就是应用轴向的柔性机构;此外,也可应用轴向端面密封机构,也可达到很好的效果。
除了上述两种关键技术外,当前有关涡旋压缩机发展的关键技术还包括强化冷却、整体设计理论等,本文限于篇幅,就不一一介绍了。
4结论
总之,有关涡旋压缩机的开发和研究,在当前已引起世界各国的极度重视,特别是涡旋空调系统应用上变频调速这一技术后,更是极大地促进了涡旋压缩机的迅猛发展;在实际生产过程中,加强研究和深入探讨涡旋压缩机的发展优势以及关键技术,这对于进一步扩大涡旋压缩机的应用范围、推进人类社会的持续快速发展均具有重要的意义。
参考文献
[1]朱杰.漩涡压缩机静盘轴向补偿机构的计算分析[J].压缩机技术,2009,11.
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设计思路
油港工艺流程调度系统包括5个部分:用户管理模块、图形绘制模块、路径搜索模块、生产调度模块和动态监视模块。其中,用户管理模块位于管理层,主要解决用户权限的配置问题,后4个模块属于可视化内容,系统结构原理框图如图1所示。系统通过与组态服务器的连接,建立与数据库的信息交换,使作业现场传感器采集的相关参数通过工业以太网传到组态服务器中,实现动态监视功能。
1、图形绘制
油港中转的油品较多,管线输送变化频繁。因此,可视化系统应具有较好的适应性。系统在设计时,把油罐、阀门、管线、泵等设备元件制作成“块”并进行拼装,便于工艺人员绘制线路。
2、路径搜索
油港管线连接复杂,工艺人员编制指令时出错的概率也较大。因此,系统需具备路径搜索功能,工艺流程能直观显示,方便用户从诸多路径中选出一条较为理想的线路。
3、生产调度
传统的工艺调度依赖于文本形式,即调度人员收到总部调度要求后,手工查阅工艺指令表,找出合适的工艺流程,手工填写工艺指令菜单,完成生产调度。根据生产实际需要,采用信息化技术使油港工艺流程生产调度整个环节可视化,要求系统具备如下功能:首先,要求生产调度指令可以在工艺人员或调度人员事先存储的常用路径表中直接选取获得;其次,系统能够完成工艺指令菜单的提交,无需进行手工填写,增强工艺流程操作的安全性。
4、动态监视
根据油港生产作业现场传感器采集的信号,调度室可直接从组态服务器中读取。为了提高系统的直观性,在流程图中需直观地显示油罐的液位、管线油温及油压等值。因此,应建立系统与组态服务器的连接,方便地读取变量数据。
方案实现
系统采用Visual C++ 6.0作为应用程序开发平台,数据库选择Microsoft SQL 2000。
1、界面设计与绘图功能的实现
界面设计应包含主工具栏、绘图工具栏和修改工具栏3个工具栏,绘图区使用文档视区。创建多文档MFC应用程序,并使界面优化。
建立工艺元件的总类――CCompo类,并在类中创建元件的属性与方法。元件应具有坐标、类别、内部ID号、工业编号等属性,并以此为基类,为每种元件派生一个类,如CCompoTank油罐类、CCompoPipe管线类、CCompoCode结点类等。
在元件子类中,创建各自的绘图方法Draw( ) ,主要使用CDC直接绘图法和CBitmap贴图法进行图形元件的绘制。
使用动态创建指针的方法动态添加元件,添加一个CobArray对象,用于存储用户建立的工艺元件。
采用自定义重绘函数方便调用绘图指令。在此函数中,可按绘图区域的大小自动清屏,实现元件加入后指针对象的绘制操作。
油港工艺流程涉及工艺元件较多,全部绘出元件需要较长时间,特别是在重绘响应比较频繁时,由于重绘的累积,造成占用过多的CPU资源使程序出现“假死”现象。因此,在视类中添加一个新的绘图线程,利用此线程函数调用自定义重绘函数,在重绘元件的循环中加入转出判断,完成重绘,解决内存资源累积和程序“假死”的问题。
复杂流程图无法在一个用户视区中绘制完成。为让用户了解流程图的全貌,需要添加缩略预览图。采用添加对话框并创建相关类,将该类与视类设计成友元类。用户添加的图形在内存中一次绘制完成后,调用CDC:: StretchBlt( ) 缩放,在对话框中实现缩略预览图效果。
新建CCompoLink连接类,用于记录相邻两个元件的连接信息。为防止连接记录重复,定义连接结构为:“compoLink:第一元件编号,第二元件编号,第一元件的连接位置,第二元件的连接位置”。为了方便存取各连接信息,连接指针由一个CobArray对象保存。
2、工艺路径搜索
在一条完整的工艺流程图中,两个元件之间的可行线路可能有多条,但最合理的只有一条。系统提供三种不同的路径搜索模式――自动搜索模式、手工逼近搜索模式和手动选择模式进行处理。
自动搜索模式旨在找出两个元件之间所有的可行线路。该搜索模式用递归算法,找出全部线路,以CSV形式存储在m_patharray对象中。适用于元件较少的工艺流程图。
手工逼近搜索模式旨在找出两个元件之间的一条可行线路,其算法流程与自动搜索相似,不同之处在于手工逼近搜索模式仅需找到一条通路,根据用户点击的元件进行逐步逼近,最终找到合适的通路。适用于含有较多元件的工艺流程图搜索。
手动选择模式即手动查找路径模式,此模式适用于所有的工艺流程图。通过点取节点处相应元件予以实现。适合对常用的工艺流程搜索。
完整的工艺菜单除包括工艺流程的路径外,还包括工艺指令(即需要开启的阀门和需要关闭阀门的编号)。对于前者而言,仅需保证通过该条路径的所有阀门和泵的开启即可,而对后者主要对三通或多通元件(即对图形中的结点元件)进行分析。
设某条线路中包含了结点集合C = {c1,c2,c3,c4,c5},该条路径上的阀件集合为Von。首先从每个结点进行查找与其直接相通的所有阀件,其算法与自动搜索算法相似,不同之处是终止条件m_end为不固定的,即在递归进口前需判断该元件的种类是否为阀。若是,则将其作为m_end终点处理;反之,继续比较,判断其是否具备进入递归的条件。
设集合C对应需关闭阀件的集合为 Von={V1,V2,V3,V4,V5};
与该条路径上的结点相关联的阀件集合为 Voff ′ = V1 ∪ V2 ∪ V3 ∪ V4 ∪ V5;
则需要关闭的阀件集合为 Voff= Voff ′ - Voff ′ ∩ Von 。
3、生产调度
在路径较长的调度工艺中,最容易出现线路窜管,导致严重的经济损失。在系统设计时,采用对调度人员正在使用的流程线路进行记录,再与其它将要使用的工艺线路进行比较,若出现问题能够及时提醒调度人员。
系统将路径分为常用路径和正在使用路径两种。常用路径与传统工艺流程调度系统中的总指令表相类似,用于保存使用频率较高的路径,并按使用次数进行排列;对正在使用路径,系统能记录当前的工艺流程路线,标识现场作业状态,可使调度员方便地提交指令菜单。提交的工艺指令菜单通过ADO写入数据库。对于远程接令人,可直接访问服务器的WEB页面实现接单操作。
4、OPC技术状态监控
采用OPC技术实现系统与组态服务器的通信。OPC 即OLE for Process Control,是基于Microsoft公司的 Distributed interNet Application (DNA) 构架和 Component Object Model (COM)的技术,扩展性能好。OPC定义了一个开放的接口,在这个接口上,基于PC的组件能交换数据。它是基于Windows的对象链接和嵌入(OLE)、部件对象模型(COM)和分布式技术(DCOM)。因此,OPC技术为典型现场设备连接工业应用程序和办公室程序提供了一个理想的方法。
OPC接口既可以适用于通过网络把最下层的控制设备的原始数据提供给作为数据的使用者(OPC应用程序)的HMI(硬件监督接口)/SCADA(监督控制与数据采集)、批处理等自动化程序,以至更上层的历史数据库等应用程序,也可以适用于应用程序和物理设备的直接连接。基于OPC技术开发的软件包控制结构如图2所示。
对开源版的KepWare OPC客户端进行二次开发,得到OPC动态库,直接嵌入到系统中便可使用。其核心函数如下:
BOOL OnOPCSet();//OPC初始化对话框,完成OPC服务器的连接设置和添加
void AddGroup ();//添加一个新的OPC变量组
void AddItems(CObArray &cList, DWORD dwCount);//添加多个变量到变量组
void RemoveItems(CObArray &cList, DWORD dwCount);//删除指定的多个变量
void RemoveServer (CKServer *pServer);//删除指定服务器连接
以下函数用于本系统的OPC初始化:
void OnInitialServer( CString progid, CString remoteip);
//根据ProgID和IP连接OPC服务器
void OnInitialItem( CString item);//根据变量名添加一个变量
CString GetItemValue(CString lpName); //获取指定变量的值(字符串形式返回)
结论
将可视化技术引入到油港企业,旨在保证工艺流程调度系统的安全性,改变传统的港区工作模式。工艺人员在编制工艺流程指令时,可通过直观的图形描述实现工艺流程设计方案的优化;工艺调度人员可以根据现场实际情况方便地修改工艺流程图,实时现场监视,防止灾难性事故的发生,确保油港安全生产。