CN103607397A - 水下生产设施的浅水测试装置 - Google Patents

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苏锋
陈斌
刘立新
张汝彬
周凯
付剑波
刘福国
刘冬冬
黄福祥
杨安
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Abstract

一种水下生产设施的浅水测试装置，包括：数个子系统、网络交换机、数据备份单元、Web服务器及远程客户终端，其中，数个子系统分别与网络交换机相连；网络交换机依次与数据备份单元、Web服务器相连，Web服务器分别与本地控制站的显示器及远程客户终端相连，通过上述连接构成一总监控装置，其中，各子系统之间通过OPC协议进行通讯，而远程客户端通过Internet TCP/IP协议进行远程访问，并实现对水下生产设施进行浅水测试的远程控制。本发明不仅能够对水下生产设施的功能和可靠性进行测试，而且，还为水下生产设施提供了在湿环境下的设计验证、产品制造加工质量验证和海上安装作业模拟。

Description

水下生产设施的浅水测试装置
技术领域
本发明涉及测试装置，尤其涉及一种水下生产设施的浅水测试装置。属于海洋石油工程领域。
背景技术
深水油气田开发模式的选择，主要取决于水深、离岸距离、油藏规模、油田寿命、投资规模、资本周期、邻近的基础设施情况、作业要求（如修井、完井）、经济性、操作方的开发经验及当地政府的政策等多方面因素。随着技术水平的不断发展，水下生产系统加浮式平台的开采模式已经成为深海油气田开发的最主要模式之一。而对于水下生产系统的测试技术作为水下生产系统工程技术的一个重要分支，随着水下生产系统在海上油田开发中的逐步应用，将会进一步的显现出来。
水下生产系统主要包括：水下采油树、跨接管、水下管汇、海管终端和水下处理设施；控制设备包括：主控站、电源通信单元、不间断电源、液压动力单元、水面控制缆终端、水下控制模块、水下分配控制缆终端、控制缆等。
对于水下生产设施的测试包括：陆地测试、浅水测试及深水测试，其中，浅水测试作为完整性测试的一个重要环节，在水下安装、完井和试产期间，对整个项目的成功至关重要。
目前，浅水测试主要是在陆地上进行，而且，主要利用码头、海港等自然环境进行测试，由于没有专业的测试装置，只能应用其它测试装置对水下生产设施进行测试，这样一来，不仅不准确，而且，也不可靠。随着水下生产系统在海上油田开发中的逐步应用，设计一种专用的水下生产设施的测试装置，则变的尤为重要。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种水下生产设施的浅水测试装置，其不仅能够对水下生产设施的功能和可靠性进行测试，而且，还为水下生产设施提供了在湿环境下的设计验证、产品制造加工质量验证和海上安装作业模拟。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种水下生产设施的浅水测试装置，其特征在于：包括：数个子系统、网络交换机、数据备份单元、Web服务器及远程客户终端，其中，数个子系统分别与网络交换机相连；网络交换机依次与数据备份单元、Web服务器相连，Web服务器分别与本地控制站的显示器及远程客户终端相连，通过上述连接构成一总监控装置，其中，各子系统之间通过OPC协议进行通讯，而远程客户端通过Internet TCP/IP协议进行远程访问，并实现对水下生产设施进行浅水测试的远程控制。
所述子系统包括：电控单元、液压动力站、防腐性能监测单元、多相流模拟单元、水下电视和水下照明单元、供气、辅助设备单元；其中，电控单元、液压动力站、防腐性能监测单元、多相流模拟单元的监测信号与水下电视和照明单元的视频信号是通过网络交换机与数据备份单元传送到Web服务器中，并在本地控制站的显示器上显示。
所述电控单元采用EPU电压供应单元为主控站供电，电压供应单元的电力信号和主控站的控制信号是通过TUTA脐带缆模拟器送入SCM水下控制模块，测试信号校准装置为水下控制模块提供模拟测试信号。
所述液压动力站为浅水测试提供液压动力,采用具有液压仿真分析软件的功能，并能够将阀门动作的仿真曲线与实际曲线进行对比的液压动力站。
所述防腐性能监测单元包括：一套内腐蚀性能检测装置和一套阴极保护监测装置，其中，内腐蚀监测装置是用于监测多相流模拟单元模拟液流经管线、设备中内部流体对其内壁腐蚀状态，指导现场缓蚀剂的添加；阴极保护监测装置是用于监测管线、设备中外部阴极保护效果，通过检测外表面电位，阳极发出电流在线实时监测阴极保护效果，以确保管线、设备等外表面不受外部介质或海水的腐蚀。
所述多相流模拟单元包括：一套多相流模拟回路装置和一套热流循环装置；其中，多相流模拟装置安装在被测设备的输入端，用于为被测设备提供模拟液；热流循环装置安装在被测设备的输入端，用于为被测设备提供热介质。热流循环装置隶属于多相流模拟装置，当需要对产品做温降测试时，启动该装置提供热流。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其不仅能够对水下生产设施的功能和可靠性进行测试，而且，还为水下生产设施提供了在湿环境下的设计验证、产品制造加工质量验证和海上安装作业模拟。
附图说明：
图1为本发明水下控制系统示意图。
图2为本发明浅水测试装置构成示意图。
图中主要标号说明：
1.电控单元、2.液压动力站、3.分配模块、4.复合脐带管、5.水下分配模块、6.水下控制模块、7.水下执行器模块、8.测试信号校准装置、9.防腐性能监测单元、10.多相流模拟单元、11.水下电视和水下照明单元、12.供气、辅助设备单元、13.网络交换机、14.数据备份单元、15.Web服务器、16.显示器。
具体实施方式
如图1所示，本发明水下生产设施包括：电控单元1、液压动力站2，其中，电控单元1和液压动力站2的输入端分别与总监控装置相连，电控单元1、液压动力站2的输出端通过水上分配模块3与复合脐带管4连接，复合脐带管4与水下分配模块5入口连接，水下分配模块5的出口分别与水下控制模块6连接、水下控制模块6分别与水下执行器模块7及测试信号校准装置8连接、执行器模块7与复合脐带管4相连，复合脐带管4的回油脐带管线与液压动力站2相连，通过上述连接构成一种水下生产设施信号传输结构。
如图2所示，本发明包括：数个子系统，网络交换机13、数据备份单元14、Web服务器15及远程客户终端；其中，数个子系统包括：电控单元1、液压动力站2、防腐性能监测单元9、多相流模拟单元10、水下电视和水下照明单元11、供气、辅助设备单元12；数个子系统分别与网络交换机13相连，网络交换机13依次与数据备份单元14、Web服务器15相连，Web服务器15分别与本地控制站的显示器16及远程客户终端相连，通过上述连接构成一总监控装置，其中，各子系统之间通过OPC协议进行通讯，而远程客户端通过Internet TCP/IP协议进行远程访问，并实现对水下生产设施进行浅水测试的远程控制功能。
上述电控单元1、液压动力站2、防腐性能监测单元9、多相流模拟单元10的监测信号与水下电视和照明单元11的视频信号是通过网络交换机13与数据备份单元14传送到Web服务器15中，并在本地控制站的显示器16上显示。
上述电控单元1采用EPU电压供应单元为主控站供电，电压供应单元的电力信号和主控站的控制信号是通过TUTA脐带缆模拟器送入SCM水下控制模块6，测试信号校准装置8为水下控制模块6提供模拟测试信号。
上述液压动力站2为浅水测试提供液压动力,采用具有液压仿真分析软件的功能，并能够将阀门动作的仿真曲线与实际曲线进行对比的液压动力站2。
上述防腐性能监测单元9包括：一套内腐蚀性能检测装置和一套阴极保护监测装置，其中，内腐蚀监测装置是用于监测多相流模拟单元10模拟液流经管线、设备等内部流体对其内壁腐蚀状态，指导现场缓蚀剂的添加。阴极保护监测装置是用于监测管线、设备等外部阴极保护效果，通过检测外表面电位，阳极发出电流在线实时监测阴极保护效果，以确保管线、设备等外表面不受外部介质（海水等）腐蚀。
多相流模拟单元10包括：一套多相流模拟回路装置和一套热流循环装置；其中，多相流模拟装置安装在被测设备的输入端，用于为被测设备提供模拟液；热流循环装置安装在被测设备的输入端，用于为被测设备提供热介质。热流循环装置隶属于多相流模拟装置，当需要对产品做温降测试时，启动该装置提供热流。
上述电控单元、液压动力站、分配模块、水下分配模块、水下控制模块、水下执行器模块、测试信号校准装置、防腐性能监测单元、多相流模拟单元、水下电视和水下照明单元、供气、辅助设备单元、网络交换机、数据备份单元、Web服务器、显示器、内腐蚀性能检测装置、阴极保护监测装置、多相流模拟回路装置、热流循环装置为现有技术，未作说明的技术为现有技术。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种水下生产设施的浅水测试装置，其特征在于：包括：数个子系统、网络交换机、数据备份单元、Web服务器及远程客户终端，其中，数个子系统分别与网络交换机相连；网络交换机依次与数据备份单元、Web服务器相连，Web服务器分别与本地控制站的显示器及远程客户终端相连，通过上述连接构成一总监控装置，其中，各子系统之间通过OPC协议进行通讯，而远程客户端通过Internet TCP/IP协议进行远程访问，并实现对水下生产设施进行浅水测试的远程控制。
2.根据权利要求1所述的水下生产设施的浅水测试装置，其特征在于：所述子系统包括：电控单元、液压动力站、防腐性能监测单元、多相流模拟单元、水下电视和水下照明单元、供气、辅助设备单元；其中，电控单元、液压动力站、防腐性能监测单元、多相流模拟单元的监测信号与水下电视和照明单元的视频信号是通过网络交换机与数据备份单元传送到Web服务器中，并在本地控制站的显示器上显示。
3.根据权利要求2所述的水下生产设施的浅水测试装置，其特征在于：所述电控单元采用EPU电压供应单元为主控站供电，电压供应单元的电力信号和主控站的控制信号是通过TUTA脐带缆模拟器送入SCM水下控制模块，测试信号校准装置为水下控制模块提供模拟测试信号。
4.根据权利要求2所述的水下生产设施的浅水测试装置，其特征在于：所述液压动力站为浅水测试提供液压动力,采用具有液压仿真分析软件的功能，并能够将阀门动作的仿真曲线与实际曲线进行对比的液压动力站。
5.根据权利要求2所述的水下生产设施的浅水测试装置，其特征在于：所述防腐性能监测单元包括：一套内腐蚀性能检测装置和一套阴极保护监测装置，其中，内腐蚀监测装置是用于监测多相流模拟单元模拟液流经管线、设备中内部流体对其内壁腐蚀状态，指导现场缓蚀剂的添加；阴极保护监测装置是用于监测管线、设备中外部阴极保护效果，通过检测外表面电位，阳极发出电流在线实时监测阴极保护效果，以确保管线、设备等外表面不受外部介质或海水的腐蚀。
6.根据权利要求2所述的水下生产设施的浅水测试装置，其特征在于：所述多相流模拟单元包括：一套多相流模拟回路装置和一套热流循环装置；其中，多相流模拟装置安装在被测设备的输入端，用于为被测设备提供模拟液；热流循环装置安装在被测设备的输入端，用于为被测设备提供热介质。热流循环装置隶属于多相流模拟装置，当需要对产品做温降测试时，启动该装置提供热流。
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