海洋钻修机故障诊断系统的研制与应用论证报告月日

1、附件：3-2中国海洋石油总公司技术发展项目论证报告书项目名称：海洋钻修机故障诊断系统的研制与应用承担单位：中海油能源发展股份有限公司油田建设工程分公司起止年限：中国海洋石油总公司科技发展部2010年10月概述（包括确定项目依据和需要解决的主要冋题）随着海洋平台的逐年增多，钻修井作业日益频繁，设备的故障率不断增高，设备维保的难 度不断加大。但目前缺乏一套完善的网络化故障诊断与预警机制，不利于设备的长期稳定可靠 运行。复杂的故障往往仅靠现场人员难以解决，需要技术专家赶赴现场进行故障诊断、维修，有时还需要多个领域的专家协同工作， 由于出海条件限制， 等待专家赶到现场往往会费时、费力,甚至影响平台生产

2、。由于没有信息技术支持。目前钻修机设备缺乏有效的可追溯的历史数据，缺乏设备维修数 据库支持，对设备管理及故障判断的准确性、及时性有较大影响。另外目前作业状况不能被陆地管理者实时掌控，严重制约了修井实效。综上所述，我公司特申请立项研发海洋钻修机故障诊断系统研制与应用项目。来实现 现场故障诊断和专家远程故障诊断两级维修模式，改善现有维保手段，提升维保能力，实现钻 修机全生命周期的资产完整性管理。二、项目研究目标及主要研究内容1、主要目标（1） 建立中海油首套钻修机故障远程诊断及预警系统。实现现场故障诊断和专家远程故障诊断 两级诊断模式。（2）改善现有维保手段，提升维保能力，为实现钻修机全生命周期的

3、资产完整性管理打基础。2、主要研究内容（1）海洋钻井多参数仪的研制；（2）海洋钻修机柴油机、变矩器故障诊断及预警系统的研究；（3）海洋修井机远程故障诊断系统数据库软件的开发；（4）海洋平台井场作业辅视系统和井场设备网络控制柜的研制；（5）海洋平台远程辅助维修系统的研制；（6）钻修机设备维修数据库系统；3、项目的关键技术（包括技术难点、创新点）技术难点：（1）海洋钻修机故障诊断系统的各功能模块软硬件开发；（2）钻修井多参数仪网络化应用研究；（3）柴油机、变矩器故障诊断及预警系统的研制；创新点：（1）钻修机现场故障诊断和远程故障诊断系统，实现全面监测钻修机的工作状态，提高了 故障维修效率。(2)

4、柴油机故障诊断系统能实时监测其工作状态，实现故障实时预警。(3) 网络版钻井多参数仪可测量 48个作业参数，并可设置相关参数报警门限，实现声光报 警。三、国内外目前水平和发展情况国内：国内目前尚没有完善的、完全符合海洋石油环境要求的故障诊断系统。陆地录井行业虽然 已经将钻井多参数仪参数和井场视频信号通过卫星实现了远程传输，但钻井设备远程故障诊断 和预警的功能在国内钻井界尚属空白。国外：目前还未发现国外有钻井设备故障诊断及预警功能方面的记载。四、本项目研究开发技术关键1、该项技术开发的价值：1) 为海洋平台钻修机设备提供了现场维修和远程辅助维修两级解决方案，为现场人员提供 了预警代码和故障方向，

5、为专家远程故障诊断提供实时数据和实时图像依据。2) 通过上述产品的成功应用，将增添新的设备维保模式、提升设备完好性、保障能力及管 理能力，为油田生产保驾护航。2、开发关键技术的可行性与风险分析：(1) 技术的可行性我公司长期从事修井机设备维保工作，设备经验非常丰富，拥有一批常年从事海上维 修的专业技术人才队伍。而合作单位在数据库软件方面、在柴油机方面在国内都处于领先 地位。通过与他们的技术合作，合理利用双方的技术优势，使钻修机故障诊断系统研制的 成功得到了技术保障。因此，该项目是可行的。(2) 项目实施的风险分析(市场风险、技术风险、管理风险等) 市场风险：本项目是我公司与天津分公司站在自身油

6、田设备专业维保和技术服务商的角度提出 的，亦是油公司近年来急需解决技术难题，不论从安全生产角度，还是从成本和效率角度 考虑，研制一套满足油田修井机设备故障诊断系统势在必行。因此，该项目研究成果不存 在市场应用风险。技术风险：我单位在钻修机设计、建造方面、钻修机仪表方面、柴油机维修技术方面、变矩器维 修技术方面都有专家为项目的研制提供有力的技术支持。而我公司与大学、科研院所都有 过合作的经验。在技术方面能得到他们的大力支持。技术风险较小。管理风险：由于我单位长期从事海上修井机设备维保服务，具备完整的出海作业管理办法和业务处理流程，经过多年的培养，已建立起一只技术过硬且相对稳定的专业化维修团队，积

7、累 了大量的技术资料和经验。近年来我公司多次承担总公司级的科技项目，管理流程完善， 管理经验丰富；因此，实施本项目的管理风险较小。3、技术经济指标分析：主要技术指标：通过本项目的实施能实现钻修机设备故障诊断和预警。能更好地满足现场和管理者需求。I）输入电压： 220VAC土 30%，频率：50HZ ± 30% ;2 ）环境指标 ：-20+60 C ;室外相对湿度： 90% ;3） 防爆条件：井场设备均需满足：EXd II BT4防护要求：IP654）CAN总线通信波特率：9600bps5） 数据采样时间间隔：1秒-1小时。6 ）网络版的钻井多参数仪可测量48参数。7 ）柴油机故障诊断

8、系统满足故障现场诊断和远程诊断要求。8）井场辅视系统能现场监控井场设备外还能远程监视井场设备。9）远程辅助维修系统能远程进行视频和对讲。10）图像格式：PAL;II） 图像解析度图像质量：行标准：625线，水平解析：720像素，垂直解析：576线12）声音编码 ：728KBPS立体声主要经济指标：海洋钻修机故障诊断系统研制成功后可以在海油总所有平台上进行推广，能实时监控钻修机作业过程中关键设备的现场数据和图像，完成故障诊断功能。降低设备故障率，降低人员动 复员费用，提高修井机作业实效，可产生良好经济效益。4、现具备的主要技术条件和能力：（具备的设备试验等物资条件和参加这项研究开发的技术骨干实力

9、）1、设备能力我单位拥有各种标定设备：活塞压力计、FLUKE现场校表仪、万用表、示波器、高低温压力试验装置、泵冲信号发生器及各种检测调试用设备。2、项目主要研究人员的能力（组长、畐寸组长、骨干）序 号姓名性 别学历职称专业 阅历（年）研究经历简介（与本项目专业相近，含取得的成果）1邓忠彬男本科中级21主持研发了温度计、压力计、密度计、套管接 箍定位器、声波变密度测井仪、自然伽玛仪、 注入剖面测试仪、噪声温度组合仪、井下电磁 流量计、数显指重表、硫化氢可燃气气体监控 系统国产化、海洋钻井多参数仪、远程辅助维 修系统等科研项目。2符仓海男博士高级18国家电网、中国电信系统得数据采集、 视频监 控、

10、实时数据库软件设计。3关双会男本科中级10456李浩男本科初级5主要从事海洋钻机模块的图纸加工设计和海 洋修井机建造的技术指导及现场技术支持工作，包括 PL19-3 DCWR-CB BZ19-4 WHPB BZ29-4 WHPA BZ34-1N WHPC BZ25-1S WHPB 等平台。3、合作单位及能力根据目前工作的需要， 拟联合天津分公司生产部作业室、武汉欧赛石油技术开发有限公司、承德石油高等专科学校、天津百嘉悦科技有限公司、天津大学共同进行本项目的研发。本项目与天津分公司生产部作业室联合研发为我们提供了试用平台。武汉欧赛石油技术开发有限公司、承德石油高等专科学校在视频处理、数据库软件等

11、方面 的技术研究都处于国内领先水平。天津百嘉悦科技有限公司在海洋石油钻井数据采集及处理软件方面处于国内领先水平。天津大学则在柴油机故障诊断方面国内领先。4、技术人才资源：项目组有博士 1人，高级工程师5人，工程师7人，技师2人，其中10人为油建公司科研 项目管理、仪表、电气等相关专业技术骨干，拥有丰富的海洋石油经验；此外，还包括天津分 公司专业技术骨干和相关技术负责人。充足的人力资源配置为本项目的顺利完成提供了重要保 证。五、项目实施情况:1、前期准备工作：（1）前期调研，了解目前目前相关行业的相关技术；成立项目组；（3）分析海洋石油行业需求，确定了项目研究目标和内容；（4）制定年度工作计划；

12、编制实施的方案；（6）确定首批应用试验平台（拟选二座平台）；2、采用的研究、试验方法的技术路线：本项目由基地设备的研制、井场设备的研制、 故障诊断软件构成。 基地设备部分实施方案：进行设备采购、软件总体设计、硬件总体设计、软件开发、联机调试。井场设备部分实施方案：进行元件采购、软件总体设计、硬件总体设计、软件开发、硬件实施、联机调试。 其中硬件部分均可通过采购进行优化组合而成。软件部分需与外单位合作开发。具体情况如下：硬件部分说明：1 ）能采购零部件均采用采购方式进行。2）井场部分所有电子元件、板卡、液晶、触摸屏必须采用宽温型。3）井场部分设备还要考虑防爆的问题。4）市面上没有的零部件采用试制

13、或外协试制的办法。并签订保密协议。5） 关键的零部件和涉及保密性的设备试制必须由我单位完成方案设计、协作单位协助研制。 技术知识产权归我方。软件部分说明：由于本单位没有软件人员，故软件需外协开发。同时又考虑到软件的保密性和防止垄断性。 故选择了几个单位来分别合作开发。目前选定与承德石油高等技术专科学校、武汉欧赛石油技 术开发有限公司、天津百嘉悦科技公司、天津大学合作开发。根据我们编制的软件设计方案， 他们为我们设计程序。成果和程序源代码归我方所有。此项目最关键的环节是软件。并且需不断调试。故软件开发时间可能决定该项目的进度。实际在实施的过程中应按照单个的设备来分别完成研制。最后将井场设备和基地

14、设备分别 进行集中联调。最后再联网试验。研究路线框图如下：总体设计现场测试验收项目总结验收3、分年度计划进度：2010年11月完成项目调研，方案论证。调研目的：通过实物考察、找专家交谈了解同行业现行的技术 发展水平和趋势。特别是学习他们成功的解决方案（硬件和软件）。2010年12月完成总体方案设计。完成主要部件选型、硬件方案设计、软件方案设计、软件功能框图设 计。选定合作单位，洽谈开发费用。2011年元月-2月完成海洋钻修井多参数仪系统整体设计、机械设计、硬件设计和软件设计。完成海洋钻修机多参数仪防爆采集箱、无线接收及现场发射防爆机箱的设计、采购硬件所需零部件、详细分 析软件需求，制订软件开发

15、详细计划。2011年3月一6月完成远程辅助维修系统整体设计、机械设计、硬件设计和软件设计。完成防爆采集箱、无线接收及现场发射防爆机箱的设计、采购硬件所需零部件、详细分析软件需求，制订软件开发 详细计划。完成便携式防爆摄像仪、无线音视频发射机、无线音视频接收主机采购。2011年7月一9月完成海洋平台井场作业辅视系统整体设计、机械设计、硬件设计和软件设计。完成防爆米集箱、防爆机箱的设计、采购硬件所需零部件、详细分析软件需求，制订软件开发详细计划。完成井场监控及远程发布系统设计。2011年10月一12月完成柴油机故障诊断系统整体设计、机械设计、硬件设计和软件设计。完成防爆采集箱、 防爆机箱的设计、采

16、购硬件所需零部件、详细分析软件需求，制订软件开发详细计划。完成远 程发布系统设计。2012年元月一2月完成设备维修数据库软件的开发。2012年3月一4月完成故障诊断软件的整体设计、硬件设计和软件设计。采购硬件所需零部件、详细分析软件需求，制订软件开发详细计划。完成远程发布系统设计。20012 年 5-8 月组装调试、室内试验。出样机、联机调试。20012 年 9-10 月现场试验、取证、系统整改。20012 年 11 月系统资料整理、评定。4、总经费及分年拨款数额单位：万元经费来源总额2011 年2012 年备注总公司拨款320220100项目承担方拨款320220100其 他合计640440

17、2005、项目投入主要物资明细表及费用单位：万元分项内容总公司经费项目承担方经费备注、技术引进费（包括设备购置试制费）130301、新技术引进费202、设备购置费（1万兀以上设备）303、试制费110二、业务费1502501、材料费1022022、试验费553、燃料及动力费4、资料及文献费335、项目论证 中期检查 评估 验收会议 费556、专家咨询评审费10107、差旅费15158、聘用专家费559、出版费知识产权事务费55三、外委外协费（外送化验资料处理等 费用）3030四、国际合作与国际、国内学术交流费1051、项目组成员出国考察费用2、外国专家费用3、国内学术交流费1054、联合资助研

18、究（SPONSOR费用五、人员费681、国家项目人员补贴费2、人员费68六、房屋设备租赁折旧费等分摊费用42七、其他费用合计：640万兀（总公司拨款320万兀，人员费与折旧费只用于科技统计不计入总 公司拨款）6、参加单位及研究项目分工：成立由承担方、专业厂家和专家组成的联合项目组，由专人负责项目的实施和业务协调。 项目实行项目经理负责制，按总公司技术发展项目管理规定实施。油田建设工程公司负责项目整体规划、总体方案编制、实施与监控，负责项目经费筹集， 开发钻修机故障诊断系统一套。其中：海洋钻井多参数仪系统研制由油田建设工程公司负责研制。网络化数据库软件需天津百嘉 悦科技有限公司协助编程。远程辅助

19、维修系统由油田建设工程公司负责全权研制。井场作业辅视系统及井场端数据处理防爆控制箱的研制由油田建设工程公司和武汉欧赛石油技术开发公司联合研制。柴油机变矩器故障诊断系统由油田建设工程公司与天津大学联合研制。修井机故障诊断系统软件及钻修机设备数据库系统由油田建设工程公司与承德石油高等专 科学校联合编程、试验。7、组织实施的方案组织机构图：&负责人及主要科技骨干名单:姓名学历/职称 1单位丿责任邓忠彬本科£* /工程师油田建吉设工程公司项目经理关双会本科/ 工目师经理油田建'设工程公工程师项目副经理唐明军本科1高级工程师油田建誉工程公司J项目总体设计王金城.木科/工程师油田建设工程公司项曰管理丄广李冬翌士仃去卡工口 |不本科 /高级工程师由圧建设工程公司、项目管理机械工程师 丁辉本科卜/工程师工程师由圧建设工程公司小机械作单位本科/G细千早|帀天津Vk /A 荀 从亡立1?_>X_fril丿司念、庭冋级工程师卩分公司生产部勺技术顾冋杨志远本科/高级工程师天津分公司生产部技术顾冋边作森本科/工程师天津分公司生产部技术顾冋王涛本科/工程师油田建设工程公司