水下生產系統(tǒng)是海洋油氣開發(fā)的重要生產方式,其中全電式水下生產系統(tǒng)具有響應速度快,功耗小,成本低,擴展性強,零排放等優(yōu)點,更適應于深水環(huán)境下的油氣井開發(fā),是未來海洋油氣開發(fā)的重要方向。全電式水下控制模塊是全電式水下生產系統(tǒng)的核心裝備,本課題研制出國內首臺500米水深全電式水下控制模塊原理樣機。本論文完成了全電式水下控制模塊總體方案設計與結構研究,搭建了雙冗余控制系統(tǒng),并完成了全電式水下控制模塊原理樣機的實驗研究,具體完成的工作如下:在分析了全電式水下控制系統(tǒng)工作原理的基礎上,提出了全電式水下控制模塊的設計要求以及性能指標,完成了全電式水下控制模塊機械結構及電氣系統(tǒng)的總體方案設計。完成了耐壓殼體、對接鎖緊機構、水下ROV操作電連接器的結構研究。針對水下電子模塊及驅動箱,采用有限元法完成了二者的溫度場分析、耐壓殼體強度及穩(wěn)定性分析。完成了鎖緊機構的結構設計,通過對鎖緊過程的力學分析和鎖緊塊、剪斷銷的ANSYS仿真,完成了鎖緊塊斜面接觸強度與剪斷銷剪切強度分析。完成了對接盤的布局設計,確定了對接盤上電連接器布置方式,完成了對中精度的計算及對接盤的ANSYS應力應變分析,保證了對接盤上電連接器的... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 課題來源、目的及意義
    1.3 水下生產系統(tǒng)
        1.3.1 水下生產系統(tǒng)概述
        1.3.2 全電式水下生產系統(tǒng)介紹
    1.4 全電式水下控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國外全電式水下控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內全電式水下控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.5 水下ROV操作電連接器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.5.1 水下ROV操作電連接器國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.5.2 水下插拔式連接器國內發(fā)展現(xiàn)狀
    1.6 論文主要研究內容
第2章 全電式水下控制模塊總體方案設計
    2.1 全電式水下控制系統(tǒng)工作原理
    2.2 全電式水下控制模塊設計要求及技術指標
    2.3 全電式水下控制模塊總體結構方案設計
    2.4 全電式水下控制模塊電氣系統(tǒng)方案設計
        2.4.1 全電式水下控制模塊電氣系統(tǒng)方案研究
        2.4.2 全電式水下控制模塊電氣系統(tǒng)方案設計
    2.5 本章小結
第3章 全電式水下控制模塊結構研究
    3.1 耐壓殼體溫度場與強度分析
        3.1.1 耐壓殼體材料確定
        3.1.2 耐壓殼體結構溫度場分析
        3.1.3 耐壓殼體的強度與穩(wěn)定性分析
    3.2 對接鎖緊機構強度分析
        3.2.1 鎖緊機構結構設計
        3.2.2 鎖緊塊接觸力分析
        3.2.3 剪斷銷強度分析
        3.2.4 對接盤定位結構設計
        3.2.5 對接盤的強度校核
    3.3 水下ROV操作電連接器插拔力及溫度場研究
        3.3.1 水下ROV操作電連接器基本功能及性能指標
        3.3.2 水下ROV操作電連接器整體結構設計
        3.3.3 水下ROV操作電連接器插拔力研究
        3.3.4 水下ROV操作電連接器溫度場的數(shù)值模擬
    3.4 本章小結
第4章 全電式水下控制模塊控制系統(tǒng)設計
    4.1 全電式水下電子模塊硬件系統(tǒng)設計
        4.1.1 全電式水下電子模塊控制模塊設計
        4.1.2 全電式水下電子模塊控制電路設計
        4.1.3 電源模塊設計
    4.2 全電式水下電子模塊軟件系統(tǒng)設計
        4.2.1 系統(tǒng)任務的劃分與建立
        4.2.2 軟件系統(tǒng)初始化
        4.2.3 應用軟件結構
        4.2.4 主作業(yè)模塊設計與實現(xiàn)
        4.2.5 CAN通訊模塊設計與實現(xiàn)
        4.2.6 數(shù)據采集設計與實現(xiàn)
        4.2.7 TCP通訊模塊設計與實現(xiàn)
    4.3 驅動器設計
        4.3.1 驅動器硬件設計
        4.3.2 驅動器軟件設計
    4.4 本章小結
第5章 全電式水下控制模塊實驗測試
    5.1 測試對象及測試平臺搭建
        5.1.1 測試對象
        5.1.2 測試平臺的搭建
    5.2 全電式水下控制模塊實驗測試
        5.2.1 全電式水下控制模塊監(jiān)測功能測試
        5.2.2 全電式水下控制模塊控制功能測試
        5.2.3 全電式水下控制模塊機械系統(tǒng)測試
    5.3 實驗結果分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于CANopen協(xié)議單節(jié)點甲烷氣體檢測儀設計[J]. 劉洋.  通訊世界. 2017(14)
[3]一種基于VxWorks的高速實時數(shù)據記錄系統(tǒng)的設計[J]. 韓新麗.  電子測試. 2017(02)
[4]水下插拔電連接器的研制[J]. 何立巖,李智剛,何震.  機電元件. 2016(06)
[5]基于矢量控制的永磁同步電機控制算法設計[J]. 鄒祎.  信息通信. 2016(12)
[6]基于DSP的伺服電機驅動器的設計[J]. 李滿,江劍.  機械制造與自動化. 2016(05)
[7]基于嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks的PXI實時讀寫接口設計[J]. 楊文豪,焦新泉,儲成群.  儀表技術與傳感器. 2016(10)
[8]深水水下生產技術發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 李清平,朱海山,李新仲.  中國工程科學. 2016(02)
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本文編號：3457699