海洋钻修机故障诊断系统的研制与应用论证报告月日.docx
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海洋钻修机故障诊断系统的研制与应用论证报告月日
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：
2010.11～2012.11
中国海洋石油总公司科技发展部
2010年10月
1、概述（包括确定项目依据和需要解决的主要问题）
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。
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）
3.1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；
3.2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）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，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。
1）输入电压：
220VAC±30%，频率：
50HZ±30%；
2）环境指标：
：
-20~+60℃；室外相对湿度：
<90%；
3）防爆条件：
井场设备均需满足：
EXdIIBT4防护要求：
IP65
4）CAN总线通信波特率：
9600bps
5）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；
11）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）
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、副组长、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、实时数据库软件设计。
3
关双会
男
本科
中级
10
4
5
6
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PL19-3DCWR-C\B、BZ19-4WHPB、BZ29-4WHPA、BZ34-1NWHPC、BZ25-1SWHPB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;
（2）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;
（5）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：
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，制订软件开发详细计划。
2011年3月—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—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。
完成防爆采集箱、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—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—2月
完成设备维修数据库软件的开发。
2012年3月—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
320
220
100
项目承担方拨款
320
220
100
其他
合计
640
440
200
5、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
一、技术引进费（包括设备购置\试制费）
130
30
1、新技术引进费
20
2、设备购置费（1万元以上设备）
30
3、试制费
110
二、业务费
150
250
1、材料费
102
202
2、试验费
5
5
3、燃料及动力费
4、资料及文献费
3
3
5、项目论证\中期检查\评估\验收会议费
5
5
6、专家咨询\评审费
10
10
7、差旅费
15
15
8、聘用专家费
5
5
9、出版费\知识产权事务费
5
5
三、外委\外协费（外送化验\资料处理等费用）
30
30
四、国际合作与国际、国内学术交流费
10
5
1、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
10
5
4、联合资助研究（SPONSOR）费用
五、人员费
68
1、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 万元（总公司拨款320万元，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：
8、负责人及主要科技骨干名单：
姓名
学历/职称
单位
责任
邓忠彬
本科/工程师
油田建设工程公司
项目经理
关双会
本科/工程师
油田建设工程公司
项目副经理
唐明军
本科/高级工程师
油田建设工程公司
项目总体设计
王金城
本科/工程师
油田建设工程公司
项目管理
李冬翌
本科/高级工程师
油田建设工程公司
项目管理
丁辉
本科/工程师
油田建设工程公司
机械设计
司念庭
本科/高级工程师
天津分公司生产部
技术顾问
杨志远
本科/高级工程师
天津分公司生产部
技术顾问
边作森
本科/工程师
天津分公司生产部
技术顾问
王涛
本科/工程师
油田建设工程公司
电气仪表设计
李浩
本科/工程师
油田建设工程公司
电气仪表设计
鹿海田
专科/高级仪表工
油田建设工程公司
现场试验
冯学森
专科/助理工程师
油田建设工程公司
现场试验
张文才
专科/技师
油田建设工程公司
柴油机专家
周永胜
专科/技师
油田建设工程公司
油田建设工程公司
变矩器专家
符仓海
博士/高级工程师
合作单位
学科带头人
9、验收标准：
按照设计的各项技术指标和完成的功能进行验收。
采用标准如下：
1《SY-T5097-2006钻（修）井多参数仪技术条件》
2《SY/T6146-1995钻井参数仪表司钻操作组合台》
3《GB_3836.01-2000爆炸性气体环境用电气设备-通用要求》
4《GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）1》
10、应提交的成果：
本项目提供海洋钻修机井场故障远程诊断及预警系统一套。
包括：
1.硬件系统：
井场部分：
海洋钻修井多参数仪系统二套，远程辅助维修系统二套，井场作业辅视系统二套，柴油机故障诊断系统二套。
包括图纸、资料。
基地部分：
海洋钻修机故障诊断中心硬件。
包括图纸、资料。
2.软件系统：
海洋钻修机故障诊断数据库软件一套。
包括海洋钻修井多参数仪系统软件、远程辅助维修系统软件、井场作业辅视系统软件、柴油机故障诊断系统软件、钻修机设备维修数据库系统软件。
软件手册五套。
3.申报专利1-2项。
11、专家论证意见
专家组组长（签字）：
200年月日
12、参加论证人员名单：
姓名
职务/职称
专业
工作单位
签字
13、审批意见
申请单位科技管理部门意见：
签字：
（公章）
日期
申请单位主管领导意见：
签字：
日期：
申请单位科委意见
申请单位科委主任：
（签字）：
日期：
升级会员 