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《廣東工業(yè)大學(xué)報》 - 第123期

海上石油平臺控制系統(tǒng)項目填補國內(nèi)空白

長期以來,我校立足基層需要,服務(wù)地方產(chǎn)業(yè),以產(chǎn)業(yè)實際課題研究為載體,依托產(chǎn)學(xué)研基地或科研實驗室,通過畢業(yè)設(shè)計(論文)、課外科技等形式,開展高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)工作。如自動化學(xué)院通過接納學(xué)生參與海上石油平臺控制系統(tǒng)項目的研究,有效地提高了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
  海上石油作業(yè)平臺是實現(xiàn)海上石油開采、鉆探、作業(yè)、維護的工作平臺,是海上石油作業(yè)的重要工具,一直以來,主要從美國進口。
  我國進口的石油作業(yè)平臺以三樁式升降作業(yè)平臺為主,核心控制部件以自動控制、液壓系統(tǒng)和機械部分實現(xiàn)自動化升降、拔樁和插樁、定位和水平控制。適應(yīng)海上復(fù)雜的、惡劣的氣候環(huán)境和海洋環(huán)境的要求,其控制系統(tǒng)水平要求高,控制保護要求完善,其關(guān)鍵技術(shù)仍為發(fā)達國家(主要是美國和北美少數(shù)國家)所控制,其控制技術(shù)在國內(nèi)仍然是空白。
  1995年夏,勝利作業(yè)三號平臺在東海作業(yè)時,出現(xiàn)嚴重的平臺失控故障,平臺右樁腿六臺液壓電機燒毀,平臺出現(xiàn)了嚴重傾斜,重心發(fā)生嚴重的向右傾偏移,2000噸的平臺由于重心的偏移在不堅實的海床上隨時可能造成平臺的嚴重傾斜,甚至?xí)斐善脚_翻倒沉入海底。
  勝利油田連續(xù)三個多月組織工程技術(shù)專家對勝利作業(yè)三號平臺進行搶修,修復(fù)了部分損壞的機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng),但平臺仍無法恢復(fù)正常運行。由于平臺所處的危險狀態(tài)以及控制系統(tǒng)的復(fù)雜性,勝利油田曾邀請幾家高校和研究所上平臺進行診斷和處理,但一直未能找到導(dǎo)致故障的原因,無法排除故障。2005年7月,勝利油田邀請我校自動化學(xué)院教授上了三號作業(yè)平臺,經(jīng)過兩個星期的故障排查,排除了故障,找到了引起故障的原因———控制系統(tǒng)的設(shè)計缺陷,提出了避免故障重復(fù)出現(xiàn)的措施,恢復(fù)了石油平臺的水平,脫離了危險狀態(tài),恢復(fù)了作業(yè)平臺的正常運行。
  取得排除故障的成功后,勝利油田委托自動化學(xué)院對平臺控制系統(tǒng)進行重新設(shè)計和改造,并填補海上石油平臺控制系統(tǒng)設(shè)計和制造的空白。
  為確保海上石油平臺控制系統(tǒng)設(shè)計和制造的成功,自動化學(xué)院在實驗室用近一百萬設(shè)計制造了石油平臺模擬系統(tǒng)。該平臺成功地模擬真實系統(tǒng)對海上各種惡劣環(huán)境的操作控制和安全保護,并成為勝利油田作業(yè)平臺操作人員和工程技術(shù)人員的培訓(xùn)基地。
  模擬平臺由勝利油田派員驗收成功后,自動化學(xué)院教授課題組經(jīng)過一年的研發(fā),成功地開發(fā)了新的作業(yè)三號平臺自動控制系統(tǒng),于2006年9月通過了中國船級社的安全認證和勝利油田組織的項目驗收和海上運行驗收。經(jīng)過近一年半的運行,勝利油田作業(yè)三號平臺運行良好,未出現(xiàn)一次故障,確保了海上石油開采的運行,同時也為勝利油田節(jié)省了大量的外匯,取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益,并填補了國內(nèi)的空白。
  在勝利油田作業(yè)三號石油平臺控制系統(tǒng)研發(fā)成功后,2007年10月,自動化學(xué)院進一步為海上石油平臺研發(fā)了一套具有知識產(chǎn)權(quán)的平臺自動測深系統(tǒng),目前正在安裝調(diào)試。
  作業(yè)三號模擬系統(tǒng)作為實驗設(shè)備、研究平臺和培訓(xùn)平臺留在自動化學(xué)院的教育部重點實驗室中,以對海上作業(yè)平臺進行深入研究、開發(fā)新的深海平臺以及重載負荷系統(tǒng)、混雜系統(tǒng)自動控制理論和應(yīng)用的深入研究。
  該項目不僅考驗了我校自動化學(xué)院教師的科研能力,同時學(xué)院也利用該項目培養(yǎng)本科生的工程能力,接納了李順毅等9位同學(xué)參加該課題的研究,完成了“勝利油田石油平臺三樁腿PLC伺服控制”、“勝利油田石油平臺升降過程水平控制”等相關(guān)課題。學(xué)院還利用該項目進行畢業(yè)設(shè)計工作,其中楊武同學(xué)完成了《勝利油田石油平臺升降過程控制》畢業(yè)設(shè)計、陳俊龍同學(xué)完成了《基于RSView的模擬平臺升降監(jiān)控系統(tǒng)界面的設(shè)計》。在對產(chǎn)業(yè)實際課題的研究中,同學(xué)們有效地提高了自身的實踐能力和創(chuàng)新能力。