花岗岩厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
花岗岩厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

目前基于石油生产特点设计制造石油装备

发布时间:2021-07-15 18:28:09 阅读: 来源:花岗岩厂家

基于石油生产特点设计制造石油装备

基于石油生产特点设计制造石油装备

前言

石油装备是石油工业的基础,石油装备制造业依托我国的石油工业的建设与发展已经形成了较完整的设计制造体系,现正积极构建以石油钻采、石油铜管和石油动力设备制造为支柱的三大具有国际竞争力的板块,石油装备制造的发展空间十分广阔。石油生产对装备有自己的需求特点,我们要根据石油生产的具体情况,采用新的设计方法和现代技术来设计和制造石油装备。

1石油装备的需求和制造业的发展

由于能源短缺,世界都在加大石油的开发力度,随着开采难度的增大,必然导致石油装备的需求旺盛。除了强大的内需之外,对外出口也十分活跃,仅上半年石油和天然气钻探设备出口额分别比去年同期增长12.8倍和1.4倍。近来,国家又出台了一系列行业政策和措施加大力度转变经济增长方式,不断增加对技术资源的投入,确保装备制造业的发展。因此,随着自主创新能力的提高以及国家对振兴装备制造业的高度重视,

未来5至10年装备制造业将是制造业中增长最快的子行业,也是石油装备制造业发展的黄金时期。由此看来,石油装备制造业止蕴藏着巨大的商机。

目前国内的石油装备制造企业普遍规模较小、布局min分散、产业集中度偏低。最初,石油装备制造企业主要是在宝鸡等西部地区,随着油田开发的东移,以油田为中心建起一些石油装备食业,特别是油田自己建设起一批这样的生产部门。这些企业或部门的生产特点是产品单一,规模比较小,截至2008年5月份,石油石化设备全行业规模以上企业数量已达到1367家,仅大庆油田装备制造企业就有27家。我国是石油装备制造企业数量最多的国家,但从全球视角来看,目前中国并不是制造强国,只能算是制造大国。研发投入少、创新能力不强、设计水下偏低,企业的研发投入很少。我们的研发费用仅占其经营收入的2%~5%,而国外发达国家制造企业的研发费用是国内企业的数倍。大多数制造企业目前热衷于生产“短平快”的产品,忽视研发设计,单纯靠技术引进或技术合作,都不能从根本上解决产业发展的问题。由于石油装备企业不少都是油田自己办的机械加工部门,资金较为雄厚,酉己备的制造设备都比较先进,数控机床、加工中心和各种设计软齐个,还有油田自己的企业资源规划系统ERP等。在科学技术不断发展,市场竞争十分激烈的情况下,我们的装备制造企业应充分利用好自己的设备资源,采用先进的设计方法,组建CIMS计算机辅助制造系统,实现优化设计和现代制造。

2影响石油装备设计与制造的因素

2.1生产批量较小

从我国油气田的总量和各油田的规模看,钻井、修井、采油、集输、油水分离、储存和运输的过程所需要的机械装备的数量相对汽车等产品来说并不是很大,每年所需l000—9000米系列成套钻机仪l00多套左右,再者油水井的开发是逐年分批进行的,每年投产和更新的数量是有限的。因此,油田上生产的各式抽油机、采油树、潜油电泵、钻井工具和集输设备等的需要量也并不是很大。石油储运、集输的机械设备主要有各种泵和阀门等,需要的总量是很大的,但不同流量、不同压力所需的尺寸等有关技术参数也有很大差

异,因此每一种规格的数量也不是很多。井下维修的作业工具、潜油电泵、井口装置等其他设备的需求量也都比较小。除了钻头每年需要20多万只外,决大多数设备的需求数量都不是很大。

2.2需求呈多样性

由于不同油田、不同区块、不同油井的深度、地质构造、产液量以及地上的生产条件等存在较大差异,决定了油田使用设备呈现品种和规格多样件的特点。地面上的抽油机有常规式、前置式、链条式、曲柄连杆式等,每种类型又有不同的规格。在不同深度和不同产液量条件下,使用不同尺寸和规格的潜油电泵。输液泵、阀门、法兰盘等集输设备,不同的流量对应的孔径是不同的。钻井和修井也要用到各种不同的设备和工具。

这些多品种的油田设备的制造,就目前的传统技术而言,经过从产品的设计、制造到销售以及售后服务等一系列环节,会导致制造剧期过长,生产成本入大,使得产品缺少市场竞争力。若采用传统的设计方法,当因设计参数、技术参数和工艺要求变更而需要改变设计时,其重复劳动的工作量较大。从制造角度来说,在传统的生产方式下,石油装备制造应该属于单件小批生产,必然会使得生产的剧期长、成本降高、市场竞争力差。

2.3产品使用期短

与其他机电产品一样,随着科技的不断发展,油田设备的生命期也越来越短。上个世纪60年代机电产品市场寿命超过十年者占32%,80年代降为15%,而机电产品寿命剧期在5年以下者则由60年代的38%猛增到65~70%。石油装备机械又有其自己的特殊性,一些石油机械如抽油机、潜油电泵等由于需要长期不间断工作,所以装备的使用剧期较短。钻井装备由于不断采用新技术以加快完井速度和掘进进尺深度,相对来说更新换代的也比较快,昂贵的钻井钻头磨损比较快,累计进尺2000~3000米后就不能使用。

3石油装备设计与制造的策略

石油装备制造企业面对这一不断变化的市场和石油装备的需求特点,为了求得生存与发展,必须要具有高度的柔性和快速的反应能力,以便敏捷、高效和低成本地设计并制造出石油生产所需要的装备。

3.1采用富有创造性的变元法设计油田装备

由于油山装备的结构特点是随地质情况变化而变化的,而不同油田或同油田的不同区块的地质构造也是不一样的,所以同种设备的结构、尺寸、形状和材料等在不同的油田或区块都是不一致的。比如,油田生产用的抽油机,不但不同的油田或区块不一样,就是相邻两个油井由于采不同油层的油所使用的抽油机的规格都是不一样的,表现在尺寸数据和其它一些技术参数也就不同。结构设计是机械设计中将机械的工作原理变成技术图纸的过程,变元法是用于机械产品结构设计的一种富有创造性内涵的新方法。因此该方

法非常适合石油机械的结构设计。

在应用变元法进行石油装备的结构设计时,首先对所有石油装备按结构相似件做分类,比如钻机类、抽油机类、输油泵全力打造精简高效的管理机制类等,在每一类中选取该类产品的一种为典型,在此基础上对这种具有代表件的典型装备设计开发山基本结构方案和详细设计,用先进的计算机绘图软件详细设计成电了图样。我们再以形状、材料、位置、数量、尺寸等要素定义石油装备的类结构变元,其他同类设备的设计以典型的基本结构方案为基础做变元设计。

在石油装备的设计中,我们可以用零件轮廓线、轮廓面、工作面、加工面以至整个零件等基本元素作为变元,可通过改变其结构中基本元素的尺寸和数量以实现产品结构的改变。改变结构零件的轮廓形状、表面形状、整体形状以及改变零件的类型都可以得到不同的结构方案,比如地面上的抽油机有常规式、前置式、链条式、曲柄连杆式等,每种类型又有不同的规格,在设计时把轮廓线、轮廓面、工作面、加工面以至整个零件等作为基本元素,可以通过改变这样的基本元素来改变装备的结构。零件选用不同的工程材料往往导致该零件的尺寸结构随之改变,从而影响整个产品的结构,因此通过改变材料变元可以构造山不同的结构方案。还可以通过改变产品结构中基本元素之间的布置位置可得到不同的结构方案。油田在不同深度和不同产液量条件下,使用不同尺寸和规格的潜油电泵;石油的输油泵、阀门、法兰盘等集输设备,不同的流量对3星在手机上曾用到的材料也不在少数应的规格和孔径是不同的,这些都能通过改变零部件及构件的K度、距离和角度等尺寸变元来改变产品的结构。通过改变这些变元创造性地构造山多个结构方案。

3.2采用现代技术手段设计制造石油装备

实现变无法设计的最侍甲台是CllKS系统,通过系统中的软件很容易实现变元设计,构造山新方案,实现详细设计,并能通过该系统完两种装备不管哪一种机型成计算机辅助制造。目前油田机械制造企业,许多已经具有数控机床(CNC)、机械制造成组技术以及机械人(Robot)等,这些先进的设备离散地分布在制造企业的各个车间或部门。在设计研发部门大都使用了较为先进的计算机辅助设计应用软件AutoCAD、Pr0/E、ANSYS和Sol i dWorks等,并具有较强的设计研发队伍。计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助工艺(CAPP)在生产部门应用的也比较多。在管理方而,劳资、人事、产品销售等都已经采用了企业资源计划系统(ERP)。这些先进的数字化制造设备和设计开发软件都是独自的以“自动化孤岛”的形式存在,它们只能在各自的环节局部的实现设计和制造的自动化和最优化。需要的是每个企业把自己的“自动化孤岛”连接起来,按照CIM的思想组成ClⅡ出S系统。CIMS是适应石油装备的使用剧期短、单件小批量设计和制造的现代化计算机辅助制造系统,并可以在该系统下使用先进的设计软件实现变无法设计。

有些企业已有条件集成个局CIMS系统,一些条件不完个具备的可以采用先局部后个局的集成方式。但目前的问题是这些石油装备制造企业缺少CIMS技术的新概念、新思想和有关集成技术,不了解其使用方法。

CIMS系统以计算机络和数据管理系统为支撑下台,具有四大使用功能:信息管理、产品的设计、生产制造和质量保障。产品的设计以获取的油田生产的需求信息为基础,特别是对油田区块的地下构造的地质信息进行分析,做可行件论证。用CAD设计软件设计工程图纸,形成电了图样和数据信息。工程图样和相关数据传送给计算机辅助工艺规划环节(CAPP),CAPP根据工J‘的生产条件制订山加工工艺路线。工艺路线以电了工艺卡的形式送到计算机辅助制造系统(CAM),编程人员选择加工方法、确定切削用量等技术参数,生成数控加工程序,最后再通过络系统传输到各个生产环节,完成加工过程。

3.3构建适应石油装备设计和制造的平台

油田生产对新石油装备产品的需求,引诱着生产部门去以最快的速度、最低的成本应当选择强度、最大力值、断裂伸长率参数生产山优质产品。但由于目前的生产企业都是独立作战,技术力量分散,需要对各种资源进行整合,才能在一个更大的下台上,有更多的人参与设计开发。这种整合方式可有三种形式,一是石油装备生产企业之间实质件整合,组成一个集团;二是针对某一石油装备的生产组建虚拟企业,即通过互联把分布在不同地域的独立的石油装备制造食业,以自愿自主的方式组成统一管理、协调运行的动态战略联盟;三是就设计开发一个产品成立

临时件合作组织。

由于油田企业旗下的装备制造企业比较多,比如中石油集团下而有许多油田企业,这些油田企业都有一些不同规模的装备制造企业,它们是一个企业的不同二级生产部门,可以很容易实现实质件整合,组建一个大的集团。对于非油田的以生产某一产品或零部件的独立分散的石油装备制造企业,或者是组建虚拟企业,或者是为设计制造某个产品而临时件合作。

具有设计开发某个产品愿望的石油装备企业,如果他自己不能独立完成产品的设计,可以在一定范围内寻找最侍的生产资源,和分布在不同地域的为了各自的目的和利益而自主自愿加入的企业,形成一种虚拟的生产组织来生产这一产品。他们可以是设计部门、生产企业、销售组织SnN,务机构等,成员之间可以是合作伙伴,也可以是竞争对于。这就改变了过去企业之间完个的输赢竞争关系,而形成一种共赢共享的伙伴关系。集成各成员的核心能力和资源,在技术、管理和资源等方而拥有得天独厚的整体竞争优势,实现共赢的目的。在研究开发阶段,以设计部门为主有各成员企业参加,通过互联并行的设计开发产品。从设计之初就要考虑到产品在整个生命剧期中,零部件的性能、可加工件、质量、成本和售后服务等所有因素。设计后的产品要经过虚拟技术模拟,验证产品的可加工件,并进一步修改完善。

以设计方案为蓝本,进行任务分工,成员食业根据自己的能力承担生产任务。保证各环节生产节拍匹配,使得产品的生产和装配能同步的进行。每一个成员企业在虚拟企业的统一协调和生产中低端产品要求下,安排零部件的生产工艺流程,降低工艺流程的整体差错率,按设计要求实现生产加工的个过程。

4结论

随着石油生产规模的扩大,对石油装备的需求也在日益增加,这为石油装备制造企业的发展提供了良好的商机。油田生产所需要的石油装备具有品种规格多、生命剧期短、生产批量小等特点,针对这些特点,采用变元法来进行设计是一个非常有效的方法,可以方便父活的改变设计,对抽油机、阀门、泵等结构相似而形状、尺寸等技术参数不同的石油装备设计效果比较明显。在CIMS这一系统下很容易实现变无法的设计,并能方便的把设计转变成数控加工程序,实现自动化生产。

赵本山美艳徒弟秒杀众女星揭赵本山旗下十大女艺人(组图)
双十一网购节临近快递员月薪上万元不稀奇
四川大学生放弃世界500强工作租小屋养40万只蟑螂