CN113062902A - 一种水下控制模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋石油开采设备技术领域，公开了一种水下控制模块。水下控制模块包括：外壳、过滤模块和压差传感器。外壳内设有液压输出组件，液压输出组件的输出管穿设外壳并与水下采油树的阀门促动器连接。过滤模块包括滤芯组件，滤芯组件置于外壳的外部且与外壳可拆卸连接，滤芯组件包括进油管路和出油管路，出油管路穿设外壳并与液压输出组件的输入管连通。压差传感器用于检测进油管路和出油管路之间的液压压力的差值。本发明能够根据滤芯组件进油管路与出油管路之间的压差值，单独回收滤芯组件，提高了更换滤芯组件的效率，降低了设施维护作业的成本。

Description

一种水下控制模块

技术领域

本发明涉及海洋石油开采设备技术领域，尤其涉及一种水下控制模块。

背景技术

海洋油气田水下液压控制系统，通过海面液压动力站，经海底脐带缆、水下控制模块等设施向水下采油树各阀门促动器输入或泄放液压动力，以执行各个阀门的开闭。水下控制模块内部供油管路含有过滤器，用于过滤从海面液压动力站输入的液压油，以达到内部各液压元器件工作所需的液压油清洁度，再将清洁的液压油输送至水下采油树的各个阀门促动器。目前，水下控制模块内部供油口的过滤器都是安装于水下控制模块外壳的内部，且并不能检测其是否在服役过程中堵塞，只能在水下控制模块系统发生工作异常，如无法执行内部电磁阀的开闭，或内部其它液压元器件工作异常时，整体打捞回收水下控制模块后进行全面检测。

基于此，亟需一种水下控制模块用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下控制模块，能够根据滤芯组件进油管路与出油管路之间的压差值，单独回收滤芯组件，提高了更换滤芯组件的效率，降低了设施维护作业的成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种水下控制模块，包括：

外壳，所述外壳内设有液压输出组件，所述液压输出组件的输出管穿设所述外壳并与水下采油树的阀门促动器连接；

过滤模块，包括滤芯组件，所述滤芯组件置于所述外壳的外部且与所述外壳可拆卸连接，所述滤芯组件包括进油管路和出油管路，所述出油管路穿设所述外壳并与所述液压输出组件的输入管连通；

压差传感器，所述压差传感器用于检测所述进油管路和所述出油管路之间的液压压力的差值。

优选地，所述压差传感器置于所述外壳的内部，且所述压差传感器的第一液压输入口穿设所述外壳与所述进油管路连接，所述压差传感器的第二液压输入口连接于所述出油管路穿入所述外壳内部的一端。

优选地，所述外壳包括壳体和底座，所述壳体的底端开口，所述底座封堵在所述开口处，且所述底座的一侧凸出于所述外壳的外侧壁设置以形成连接部，所述滤芯组件与所述连接部可拆卸连接。

优选地，所述滤芯组件上设有对接口，所述对接口能够与ROV连接。

优选地，所述外壳内还设有报警模块，当所述压差传感器检测到的所述差值大于预设压差值时，所述报警模块能够发出报警信号。

优选地，所述外壳内还设有信号采集模块，所述信号采集模块与所述压差传感器和所述报警模块均电连接，所述信号采集模块能够采集所述压差传感器检测到的压差信号并向所述报警模块发送所述压差信号。

优选地，所述外壳内还设有通讯模块，所述通讯模块与所述报警模块电连接，并能够通过海底脐带缆将所述报警信号输送至海面平台。

优选地，所述外壳内还设有电压转换模块，所述电压转换模块通过海底脐带缆与所述海面平台电连接，且所述电压转换模块与所述压差传感器、所述信号采集模块、所述报警模块和所述通讯模块电连接，并能够将所述海面平台传输的电压转换为所述压差传感器、所述信号采集模块、所述报警模块和所述通讯模块的工作电压。

优选地，所述液压输出组件还包括电磁阀，所述电磁阀的两端分别与所述输入管和所述输出管连接，能够使所述输入管与所述输出管连通或断开。

优选地，所述液压输出组件在所述外壳的内部设置有多个。

本发明的有益效果：将过滤模块的滤芯组件置于水下控制模块的外壳外部，且与外壳可拆卸连接，操作人员能够通过压差传感器检测到进油管路和出油管路之间的压力差值判断滤芯组件是否堵塞，具体当水下控制模块服役过程中滤芯组件堵塞时，上述差值大于预设压差值，此时回收外置的滤芯组件，能够实现及时的回收更换滤芯组件，保证了液压油能够顺畅的通过过滤模块的滤芯组件，从而保证了水下控制模块各个液压元器件以及水下采油树的各个阀门促动器的功能性，而且仅需单独回收外置的滤芯组件即可，无需回收并拆卸整个水下控制模块，便于更换新的滤芯组件，也提高了更换滤芯组件的效率，从而提高了海洋油田液压控制系统工作效率，并降低了设施维护作业的成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的水下控制模块的结构示意图。

图中：

1、外壳；11、壳体；12、底座；

2、液压输出组件；21、输入管；22、输出管；23、电磁阀；

3、滤芯组件；31、进油管路；32、出油管路；33、对接口；

4、压差传感器；5、信号采集模块；6、报警模块；7、通讯模块；

8、电压转换模块；91、第一电接头；92、第二电接头；

10、电子舱；101、电缆穿越器；

13、第一内部电缆；14、第二内部电缆；15、第三内部电缆；16、母接头；17、公接头。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种水下控制模块。具体地，如图1所示，水下控制模块包括外壳1、过滤模块和压差传感器4。外壳1内设有液压输出组件2，液压输出组件2的输出管22穿设外壳1并与水下采油树的阀门促动器连接。过滤模块包括滤芯组件3，滤芯组件3置于外壳1的外部且与外壳1可拆卸连接，滤芯组件3包括进油管路31和出油管路32，出油管路32穿设外壳1并与液压输出组件2的输入管21连通。压差传感器4用于检测进油管路31和出油管路32之间的液压压力的差值。将过滤模块的滤芯组件3置于水下控制模块的外壳1外部，且与外壳1可拆卸连接，操作人员能够通过压差传感器4检测到进油管路31和出油管路32之间的压力差值判断滤芯组件3是否堵塞，具体当水下控制模块在服役过程中滤芯组件3堵塞时，上述差值大于预设压差值，此时回收外置的滤芯组件3，能够实现及时的回收更换滤芯组件3，保证了液压油能够顺畅的通过过滤模块的滤芯组件3，从而保证了水下控制模块各个液压元器件以及水下采油树的各个阀门促动器的功能性，而且仅需单独回收外置的滤芯组件3即可，无需回收并拆卸整个水下控制模块，便于更换新的滤芯组件3，也提高了更换滤芯组件3的效率，从而提高了海洋油田液压控制系统工作效率，并降低了设施维护作业的成本。可以理解的是，海面平台的液压动力站通过海底脐带缆传输的液压油通过进油管路31输入至过滤模块中的滤芯组件3。输入的液压油经滤芯组件3过滤后从出油管路32进入水下控制模块内部的液压输出组件2的输入管21,并通过输出管22输出液压动力。

优选地，压差传感器4置于外壳1的内部，且压差传感器4的第一液压输入口穿设外壳1与进油管路31连接，压差传感器4的第二液压输入口连接于出油管路32穿入外壳1内部的一端。将压差传感器4置于外壳1的内部，起到了保护压差传感器4的作用，避免了压差传感器4受到海水侵蚀，保证了压差传感器4的使用寿命，降低了更换和维护成本。此外，压差传感器4的两个液压输入口以及压差传感器4的其他内部结构均为现有技术，在此不再赘述。

具体地，外壳1包括壳体11和底座12。壳体11的底端开口，底座12封堵在开口处，且底座12的一侧凸出于外壳1的外侧壁设置以形成连接部，滤芯组件3与连接部可拆卸连接。壳体11与底座12均采用不锈钢材质，采用螺栓与螺母连接，为了保证密封性，在连接的缝隙处设置有密封圈。滤芯组件3在底部设置有螺杆，底座12的连接部上设置有内螺纹，通过螺纹结构与连接部可拆卸连接。

优选地，滤芯组件3上设有对接口33，对接口33能够与ROV连接。设置能够与ROV(Remote Operated Vehicle，遥控无人潜水器)连接的对接口33，当需要更换滤芯组件3时，便于操作人员直接通过控制ROV拆除滤芯组件3，并在海面更换新的滤芯组件3后，再安装新的滤芯组件3，避免操作人员人为拆除与安装，简化了拆装过程，保证了操作的安全性，也一定程度上避免了人为因素对于安装牢固程度的影响。其中ROV的结构以及控制方法为现有技术，在此不再赘述。具体地，对接口33可为手柄式或扭力操作筒式，在此不再赘述。可以理解的是，由于滤芯组件3与连接部通过螺接实现可拆卸连接，那么ROV可以直接通过旋转滤芯组件3实现滤芯组件3的拆装。

优选地，外壳1内还设有报警模块6，当压差传感器4检测到的差值大于预设压差值时，报警模块6能够发出报警信号。设置报警模块6，便于在滤芯组件3堵塞时，即差值超过预设压差值时，发出报警信号，利于及时更换滤芯组件3，保证了过滤模块的过滤作用。优选地，外壳1内还设有信号采集模块5，信号采集模块5与压差传感器4和报警模块6均电连接，信号采集模块5能够采集压差传感器4检测到的压差信号并向报警模块6发送压差信号。具体地，差压传感器4测量得到的压差信号，通过第一内部电缆13传输至信号采集模块5。在本实施例中，报警模块6能够处理接收到的压差信号，其中，信号采集模块5和报警模块6的结构均为现有技术，在此不再赘述。

具体地，外壳1内还设有通讯模块7。通讯模块7与报警模块6电连接，并能够通过海底脐带缆将报警信号输送至海面平台。通讯模块7的作用为将报警模块6发送的报警信号转换为海面平台的上位机通讯协议可识别的通讯信号，具体通过海底脐带缆将报警信号输送至海面平台，实现了海面平台与压差传感器4和报警模块6之间的连接，使得操作人员能够及时知晓压差值的大小以及报警信号，实现能够实时监测压力差，进一步实现了能够及时回收滤芯组件3。由于通讯模块7通过报警模块6和信号采集模块5与压差传感器4连接，那么通讯模块7也能够将信号采集模块5采集的压力信号转换为海面平台的上位机通讯协议可识别的通讯信号。在本实施例中，通讯模块7还可以采用wifi、蓝牙等无线通讯的方式与海面平台传输数据。

进一步地，外壳1内还设有电压转换模块8，电压转换模块8通过海底脐带缆与海面平台电连接，且电压转换模块8与压差传感器4、信号采集模块5、报警模块6和通讯模块7电连接，并能够将海面平台传输的电压转换为压差传感器4、信号采集模块5、报警模块6和通讯模块7的工作电压。

在本实施例中，还设置有电子舱10，电压转换模块8与压差传感器4、信号采集模块5、报警模块6和通讯模块7均设置在电子舱10内部，且电子舱10上设置有电缆穿越器101。外壳1的顶部还设置有第一电接头91与第二电接头92，第一电接头91与第二电接头92均能够与不同的海底脐带缆电连接。差压传感器4测量得到的压差信号通过第一内部电缆13和电缆穿越器101传输至电子舱10内部的信号采集模块5，随后传递至报警模块6和通讯模块7，最后通过第二内部电缆14通过第一电接头91和海底脐带缆传输至海面平台的人机作业界面，提示操作人员滤芯组件3的堵塞情况。设置电压转换模块8便于向压差传感器4以及电子舱10内部的各个电子元器件提供工作电压，保证了各个元器件正常工作。具体海面平台传输的电压通过海底脐带缆和第二电接头92以及第三内部电缆15传输至电压转换模块8。其中，电缆穿越器101、电压转换模块8、第一电接头91和第二电接头92均为现有技术，在此不再赘述。

具体地，液压输出组件2还包括电磁阀23，电磁阀23的两端分别与输入管21和输出管22连接，能够使输入管21与输出管22连通或断开。设置电磁阀23，能够控制输入管21与输出管22的连通或断开，从而实现控制是否向水下采油树的阀门促动器供给液压油，实现水下控制模块的控制功能。在本实施例中，电磁阀23也与电压转换模块8通过电缆电连接，实现电压转换模块8向电磁阀23供电，实现其功能性。

优选地，液压输出组件2在外壳1的内部设置有多个。多个液压输出组件2便于与水下采油树的各个阀门促动器对应连接，便于对水下采油树的各个阀门促动器分别进行独立控制，从而独立控制各个阀门的启闭。可以理解的是，液压输出组件2的数量与阀门促动器的数量形同，且一一对应连接。从滤芯组件3的出油管路32中输出的液压油分别进入每个液压输出组件2的输入管21内，此时电磁阀23处于开启状态，使液压油能够通过输入管21流入输出管22，从而流向阀门促动器以控制阀门的启闭。可以理解的是，多个液压输出组件2的多个电磁阀23均与电压转换模块8电连接。在本实施例中，外壳1内部还可以设置有控制器，控制器能够控制多个电磁阀23同时或分别启闭，液压油通过电磁阀23的控制后从全部或部分输出管22输出液压动力。电压转换模块8能够为控制器供电，且控制器与海面平台通过电缆电连接或无线通讯连接。其中控制器以及控制器与海面平台的连接方式以及控制器的控制方法均为现有技术，在此不作限定。在本实施例中，液压输出组件2为五个，且数量可根据实际需求适应性调整，在此不作限定。

在本实施例中，各个需要穿过底座12的管路均通过快速插接的液压插头实现，快速接头包括公接头17和母接头16。将公接头17拔出母接头16后，公接头17和母接头16通过各自内部设置的弹簧阀芯起到自密封的作用，能够避免管路内部的液压油泄漏，也能避免海水流入管路内，公接头17和母接头16对接后则能够使油路导通。因此，滤芯组件3在回收后，海水不会进入水下控制模块的油路。其中液压插头的结构为现有技术，在此不再赘述。

上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下控制模块，其特征在于，包括：

外壳(1)，所述外壳(1)内设有液压输出组件(2)，所述液压输出组件(2)的输出管(22)穿设所述外壳(1)并与水下采油树的阀门促动器连接；

过滤模块，包括滤芯组件(3)，所述滤芯组件(3)置于所述外壳(1)的外部且与所述外壳(1)可拆卸连接，所述滤芯组件(3)包括进油管路(31)和出油管路(32)，所述出油管路(32)穿设所述外壳(1)并与所述液压输出组件(2)的输入管(21)连通；

压差传感器(4)，所述压差传感器(4)用于检测所述进油管路(31)和所述出油管路(32)之间的液压压力的差值。

2.根据权利要求1所述的水下控制模块，其特征在于，所述压差传感器(4)置于所述外壳(1)的内部，且所述压差传感器(4)的第一液压输入口穿设所述外壳(1)与所述进油管路(31)连接，所述压差传感器(4)的第二液压输入口连接于所述出油管路(32)穿入所述外壳(1)内部的一端。

3.根据权利要求1所述的水下控制模块，其特征在于，所述外壳(1)包括壳体(11)和底座(12)，所述壳体(11)的底端开口，所述底座(12)封堵在所述开口处，且所述底座(12)的一侧凸出于所述外壳(1)的外侧壁设置以形成连接部，所述滤芯组件(3)与所述连接部可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的水下控制模块，其特征在于，所述滤芯组件(3)上设有对接口(33)，所述对接口(33)能够与ROV连接。

5.根据权利要求1所述的水下控制模块，其特征在于，所述外壳(1)内还设有报警模块(6)，当所述压差传感器(4)检测到的所述差值大于预设压差值时，所述报警模块(6)能够发出报警信号。

6.根据权利要求5所述的水下控制模块，其特征在于，所述外壳(1)内还设有信号采集模块(5)，所述信号采集模块(5)与所述压差传感器(4)和所述报警模块(6)均电连接，所述信号采集模块(5)能够采集所述压差传感器(4)检测到的压差信号并向所述报警模块(6)发送所述压差信号。

7.根据权利要求6所述的水下控制模块，其特征在于，所述外壳(1)内还设有通讯模块(7)，所述通讯模块(7)与所述报警模块(6)电连接，并能够通过海底脐带缆将所述报警信号输送至海面平台。

8.根据权利要求7所述的水下控制模块，其特征在于，所述外壳(1)内还设有电压转换模块(8)，所述电压转换模块(8)通过海底脐带缆与所述海面平台电连接，且所述电压转换模块(8)与所述压差传感器(4)、所述信号采集模块(5)、所述报警模块(6)和所述通讯模块(7)电连接，并能够将所述海面平台传输的电压转换为所述压差传感器(4)、所述信号采集模块(5)、所述报警模块(6)和所述通讯模块(7)的工作电压。

9.根据权利要求1所述的水下控制模块，其特征在于，所述液压输出组件(2)还包括电磁阀(23)，所述电磁阀(23)的两端分别与所述输入管(21)和所述输出管(22)连接，能够使所述输入管(21)与所述输出管(22)连通或断开。

10.根据权利要求1所述的水下控制模块，其特征在于，所述液压输出组件(2)在所述外壳(1)的内部设置有多个。

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