CN103953309A - 脐带缆终端冗余式水下分配单元 - Google Patents
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Abstract
一种脐带缆终端冗余式水下分配单元，包括一基座、安装在基座上的脐带缆终端、飞线暂置模块、水下液压分配模块、水下电气分配模块，其中，脐带缆终端为冗余式，主脐带缆终端及冗余的脐带缆终端分别设在基座的两端；脐带缆分别与主脐带缆终端和冗余的脐带缆终端相连；脐带缆将水面的电气、液压动力信号传输到其中任一脐带缆终端中，并在其中任一脐带缆终端实现了将液压、电气信号从水面到水下的分配传输；然后，再将电气、液压信号传输到水下电气分配模块和水下液压分配模块中，并组成电气、液压完整的分配路径供水下多路生产设施运行。本发明在油气田不停产前提下，实现了对故障水下线路和设备的修复；大大降低了油田停产的风险和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及水下脐带缆，尤其涉及一种用于通过电气飞线或液压飞线与另一个脐带缆终端对应端口相连的脐带缆终端冗余式水下分配单元。属于海洋石油工程领域。
背景技术
水下生产系统广泛用于海上油气田开发中，而水下脐带缆又是对水下生产系统进行控制的通道。其中，脐带缆终端的水下分配单元能够实现对各种水下设施的液压、电气分配、信号传输等控制功能。
水下脐带缆通过海洋工程船进行铺设安装，脐带缆终端设备安装到脐带缆的一端，并随着脐带缆的铺设一起下放。
现有的水下分配单元包括：单一的脐带缆终端和一体式的电液分配模块。当脐带缆终端内部出现电信号不稳定或者液压泄露时，或者一体式电液分配模块内部只单独出现电气故障或者单独出现液压故障时，均需要停产后，再将整个脐带缆终端或水下分配单元打捞出水进行完整的检测维修，因此，不仅增加了各项打捞、安装脐带缆终端的水下分配单元的成本，而且，极大的影响了油田的连续生产运行。
背景技术
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，而提供一种脐带缆终端冗余式水下分配单元，其能够在油气田不停产前提下，将脐带缆终端进行冗余，在脐带缆终端内部出现电气信号中断或者液压泄露时，通过水下机器人将水下电气飞线或水下液压飞线与冗余的脐带缆终端对应端口相连，解决了需要停产，将整个脐带缆终端的水下分配单元打捞出水进行检测维修的问题；实现了在油气田不停产前提下，对故障水下线路和设备的修复；大大降低了整体油田停产的巨大风险和生产成本，提高了生产效益。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：包括一基座、安装在基座上的脐带缆终端、飞线暂置模块、水下液压分配模块、水下电气分配模块，其中，脐带缆终端为冗余式脐带缆终端，主脐带缆终端及冗余的脐带缆终端分别设在基座的两端；脐带缆分别与主脐带缆终端和冗余的脐带缆终端相连；脐带缆将水面的电气、液压动力信号传输到其中任一脐带缆终端中，并在其中任一脐带缆终端实现了将液压、电气信号从水面到水下的分配传输；然后，再经由设在飞线暂置模块上的第一组或第二组水下电气飞线和水下液压飞线将电气、液压信号传输到水下电气分配模块和水下液压分配模块中，水下电气分配模块通过设在内部的水下分线箱将电气输入端口和电气输出端口相连，水下液压分配模块通过金属液压管线将液压输入端口和液压输出端口相连，最终组成电气、液压完整的分配路径，以供水下多路生产设施运行。
所述基座主要包括：一基座框架、均布在基座框架四个角上的基座吊耳，基座框架下面连接有一带孔钢板。
所述主脐带缆终端或冗余的主要包括：一固定在基座框架上的脐带缆终端箱体、安装在脐带缆终端箱体上的脐带缆、水下液压飞头固定端、水下机器人操作把手、水下电气飞头固定端、数片网纹板，其中，脐带缆从脐带缆终端箱体的一侧进入，通过内部电气、液压线路连接到水下电气飞头固定端和水下液压接头固定端。
所述飞线暂置模块主要包括：一固定在基座框架上的水下飞线暂置模块框架、安装在水下飞线暂置模块框架上的水下液压飞头固定端、水下电气飞头固定端、水下机器人操作把手。
所述水下液压分配模块为对称式框架结构，主要包括：固定在基座框架上的水下液压分配模块框架、安装在水下液压分配模块框架上的数片网纹板、水下机器人操作把手、水下第三液压飞头固定端，该第三水下液压飞头固定端通过第三液压飞线与主脐带缆终端上的第一水下液压飞头固定端相连，并通过设在水下液压分配模块框架内部金属液压管线将液压进行分配。
所述水下电气分配模块为对称式框架结构，主要包括：固定在基座框架上的水下电气分配模块框架、安装在水下电气分配模块框架上的水下机器人操作把手、数片网纹板、水下电气飞头固定端，该水下电气飞头固定端通过电气飞线与设在第一脐带缆终端上的水下电气飞头固定端相连，并通过设在水下电气分配模块框架内部的水下分线箱将电气信号进行分配。
所述水下液压飞头固定端包括：一筒状结构、筒状结构的顶面为突出的圆盘结构，用螺栓通过圆盘上均布的通孔将其固定在脐带缆终端、水下液压分配模块和水下暂置模块上，筒状结构的底面均布有多路水下专用液压接头。
所述水下电气飞头固定端包括：一水下专用的电气接头，水下专用的电气接头的表面带有均布圆孔的盘面，并通过螺栓将其固定在脐带缆终端、水下电气分配模块和水下暂置模块上。
所述网纹板为：在中间掏空的钢板上连接交叉形成的网状金属钢丝，钢板四周均布有通孔。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其能够在油气田不停产前提下，将脐带缆终端进行冗余，在脐带缆终端内部出现电气信号中断或者液压泄露时，通过水下机器人将水下电气飞线或水下液压飞线与冗余的脐带缆终端对应端口相连，解决了需要停产，将整个脐带缆终端的水下分配单元打捞出水进行检测维修的问题；实现了在油气田不停产前提下，对故障水下线路和设备的修复；大大降低了整体油田停产的巨大风险和生产成本，提高了生产效益。
附图说明
图1为本发明结构的俯视图。
图2为本发明结构的正轴测图。
图中主要标号说明：
1.脐带缆、2.网纹板、3.水下机器人操作把手、4.水下液压飞头固定端、5.水下液压飞线、6.水下电气飞头固定端、7.水下电气飞线、8.网纹板、9.水下液压飞头固定端、10.水下机器人操作把手、11.水下飞线暂置模块框架、12.水下电气飞头固定端、13.基座框架、14.基座吊耳、15.带孔钢板、16.水下电气飞头固定端、17.水下液压飞头固定端、18.水下电气飞线、19.水下液压飞线、20.水下电气飞头固定端、21.水下液压飞头固定端、22.网纹板、23.脐带缆、24.脐带缆终端箱体、25.水下机器人操作把手、26.水下电气分配模块框架、27.网纹板、28.水下液压分配模块框架、29.水下机器人操作把手、30.水下电气飞头固定端、31.水下液压飞头固定端、32.脐带缆终端箱体、33.水下机器人操作把手。
具体实施方式
如图1，图2所示，本发明包括：一基座、安装在基座上的脐带缆终端、飞线暂置模块、水下液压分配模块、水下电气分配模块，其中，脐带缆终端为冗余式脐带缆终端，主脐带缆终端及冗余的脐带缆终端分别设在基座的两端；脐带缆分别与主脐带缆终端或冗余的脐带缆终端相连；脐带缆将水面的电气、液压动力信号传输到其中任一脐带缆终端中，并在其中任一脐带缆终端实现了将液压、电气信号从水面到水下的分配传输，然后，再经由设在飞线暂置模块上的第一组水下电气飞线7和水下液压飞线5或第二组水下电气飞线18和水下液压飞线19将电气、液压信号传输到水下电气分配模块和水下液压分配模块中，水下电气分配模块通过设在内部的水下分线箱将电气输入端口和电气输出端口相连，水下液压分配模块通过金属液压管线将液压输入端口和液压输出端口相连，最终组成电气、液压完整的分配路径，以供水下多路生产设施运行。当工作的脐带缆终端内部出现电气虚接短路或者液压泄漏时，即刻启用冗余脐带缆系统，以保障连续生产运行。
如图1所示，正常使用时，水面的电气、液压动力信号通过脐带缆1传输到主脐带缆终端中，并在脐带缆终端实现了液压、电气信号从水面到水下的分配传输，然后，再经由水下电气飞线7和水下液压飞线5将电气、液压信号传输到水下电气分配模块和水下液压分配模块中，水下电气分配模块通过设在内部的水下分线箱将电气输入端口和电气输出端口相连，水下液压分配模块通过金属液压管线将液压输入端口和液压输出端口相连，最终组成电气、液压完整的分配路径，以供水下多路生产设施运行。
当主脐带缆终端内部出现故障时，水面的电气、液压动力信号通过脐带缆23传输到冗余的脐带缆终端中，并在冗余的脐带缆终端实现了液压、电气信号从水面到水下的分配传输，然后，再经由水下电气飞线18和水下液压飞线19将电气、液压信号传输到水下电气分配模块和水下液压分配模块中，水下电气分配模块通过内部的水下分线箱将电气输入端口和电气输出端口相连，水下液压分配模块通过金属液压管线将液压输入端口和液压输出端口相连，最终组成电气、液压完整的分配路径，用以及时解决故障保证油田连续生产。
上述基座主要包括：一基座框架13、均布在基座框架13四个角上的基座吊耳14，基座框架13下面连接有一带孔钢板15。
上述主脐带缆终端主要包括：一固定在基座框架13上的第一脐带缆终端箱体24、安装在第一脐带缆终端箱体24上的脐带缆1、安装在第一脐带缆终端箱体24上的水下液压飞头固定端4、安装在第一脐带缆终端箱体24表面的第一水下机器人操作把手3、安装在第一脐带缆终端箱体24表面的第一水下电气飞头固定端6、采用螺栓连接方式安装在第一脐带缆终端箱体24上面的数片网纹板2；其中，第一脐带缆1从第一脐带缆终端箱体24的一侧进入，通过内部电气、液压线路连接到第一水下电气飞头固定端12和第一水下液压接头固定端9。
上述冗余的脐带缆终端主要包括：一固定在基座框架13上的第二脐带缆终端箱体32、安装在第二脐带缆终端箱体32上的脐带缆23、安装在第二脐带缆终端箱体32上的水下液压飞头固定端21、安装在第二脐带缆终端箱体32表面的第二水下机器人操作把手33、安装在第二脐带缆终端箱体32表面的第二水下电气飞头固定端20、采用螺栓连接方式安装在第二脐带缆终端箱体32上面的数片网纹板22；其中，第二脐带缆23从第二脐带缆终端箱体32的一侧进入，通过内部电气、液压线路连接到第一水下电气飞头固定端16和第一水下液压接头固定端17。
上述飞线暂置模块主要包括：固定在基座框架13上的水下飞线暂置模块框架11、安装在水下飞线暂置模块框架11上的水下液压飞头固定端31、水下电气飞头固定端30、水下机器人操作把手10。
上述水下液压分配模块为对称框架结构，主要包括：固定在基座框架13上的水下液压分配模块框架28、采用螺栓连接方式安装在水下液压分配模块框架28上的数片网纹板8、水下机器人操作把手29、水下第三液压飞头固定端9，该第三水下液压飞头固定端9通过第三液压飞线5与第一脐带缆终端上的第一水下液压飞头固定端4相连，并通过设在水下液压分配模块框架28内部金属液压管线将液压进行分配。
上述水下电气分配模块为对称式框架结构，主要包括：固定在基座框架13上的水下电气分配模块框架26、采用螺栓连接方式安装在水下电气分配模块框架26上的水下机器人操作把手25、数片网纹板27、水下电气飞头固定端12，该水下电气飞头固定端12通过电气飞线7与设在第一脐带缆终端上的水下电气飞头固定端6相连，并通过设在水下电气分配模块框架26内部的水下分线箱将电气信号进行分配。
上述水下液压飞头固定端(4，9，17，31)包括：一筒状结构、筒状结构的顶面为突出的圆盘结构，用螺栓通过圆盘上均布的通孔将其固定在脐带缆终端、水下液压分配模块和水下暂置模块上，筒状结构的底面均布有多路水下专用液压接头。
上述水下电气飞头固定端(6，12，16,30)包括：一水下专用的电气接头，水下专用的电气接头的表面带有均布圆孔的盘面，并通过螺栓将其固定在脐带缆终端、水下电气分配模块和水下暂置模块上。
上述水下机器人操作把手(3，10，25，29,33)为：按照水下相关标准将圆钢完成一定的形状，圆钢两端焊接带孔的钢板，通过螺栓将其连接到脐带缆终端、水下电气分配模块、水下液压分配模块和飞线暂置模块，水下机器人操作把手为水下机器人作业提供支撑。
上述网纹板(2，8，22,27)为：在中间掏空的钢板上连接交叉形成的网状金属钢丝，钢板四周均布有通孔，利用螺栓将其固定在脐带缆终端、水下电气分配模块和水下液压分配模块，用以减轻结构物的重量，降低其中电气、液压管路遭到海生物的破坏概率，同时，也便于水下机器人对结构内部情况进行观察。
上述液压飞线(5，19)为：多路液压管线，通过铠装组合成一条大的液压管路，液压管路两端连接有由多路与水下液压飞头固定端配套的水下专用液压接头，接头的布置与水下液压飞头固定端相同。
上述电气飞线(7，18)为：一条电气线路两端连接有与水下电气飞头固定端配套的水下专用电气接头。
本实施例中未进行说明的内容为现有技术，故不再进行赘述。
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 (9)
1.一种脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：包括一基座、安装在基座上的脐带缆终端、飞线暂置模块、水下液压分配模块、水下电气分配模块，其中，脐带缆终端为冗余式脐带缆终端，主脐带缆终端及冗余的脐带缆终端分别设在基座的两端；脐带缆分别与主脐带缆终端和冗余的脐带缆终端相连；脐带缆将水面的电气、液压动力信号传输到其中任一脐带缆终端中，并在其中任一脐带缆终端实现了将液压、电气信号从水面到水下的分配传输；然后，再经由设在飞线暂置模块上的第一组或第二组水下电气飞线和水下液压飞线将电气、液压信号传输到水下电气分配模块和水下液压分配模块中，水下电气分配模块通过设在内部的水下分线箱将电气输入端口和电气输出端口相连，水下液压分配模块通过金属液压管线将液压输入端口和液压输出端口相连，最终组成电气、液压完整的分配路径，以供水下多路生产设施运行。
2.根据权利要求1所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述基座主要包括：一基座框架、均布在基座框架四个角上的基座吊耳，基座框架下面连接有一带孔钢板。
3.根据权利要求1所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述主脐带缆终端或冗余的主要包括：一固定在基座框架上的脐带缆终端箱体、安装在脐带缆终端箱体上的脐带缆、水下液压飞头固定端、水下机器人操作把手、水下电气飞头固定端、数片网纹板，其中，脐带缆从脐带缆终端箱体的一侧进入，通过内部电气、液压线路连接到水下电气飞头固定端和水下液压接头固定端。
4.根据权利要求1所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述飞线暂置模块主要包括：一固定在基座框架上的水下飞线暂置模块框架、安装在水下飞线暂置模块框架上的水下液压飞头固定端、水下电气飞头固定端、水下机器人操作把手。
5.根据权利要求1所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述水下液压分配模块为对称式框架结构，主要包括：固定在基座框架上的水下液压分配模块框架、安装在水下液压分配模块框架上的数片网纹板、水下机器人操作把手、水下第三液压飞头固定端，该第三水下液压飞头固定端通过第三液压飞线与主脐带缆终端上的第一水下液压飞头固定端相连，并通过设在水下液压分配模块框架内部金属液压管线将液压进行分配。
6.根据权利要求1所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述水下电气分配模块为对称式框架结构，主要包括：固定在基座框架上的水下电气分配模块框架、安装在水下电气分配模块框架上的水下机器人操作把手、数片网纹板、水下电气飞头固定端，该水下电气飞头固定端通过电气飞线与设在第一脐带缆终端上的水下电气飞头固定端相连，并通过设在水下电气分配模块框架内部的水下分线箱将电气信号进行分配。
7.根据权利要求3、4或5所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述水下液压飞头固定端包括：一筒状结构、筒状结构的顶面为突出的圆盘结构，用螺栓通过圆盘上均布的通孔将其固定在脐带缆终端、水下液压分配模块和水下暂置模块上，筒状结构的底面均布有多路水下专用液压接头。
8.根据权利要求3、4或6所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述水下电气飞头固定端包括：一水下专用的电气接头，水下专用的电气接头的表面带有均布圆孔的盘面，并通过螺栓将其固定在脐带缆终端、水下电气分配模块和水下暂置模块上。
9.根据权利要求3、5或6所述的脐带缆终端冗余式水下分配单元，其特征在于：所述网纹板为：在中间掏空的钢板上连接交叉形成的网状金属钢丝，钢板四周均布有通孔。
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