CN205977158U - 水下采油或气树生产控制模块 - Google Patents

Abstract

一种水下采油或气树生产控制模块，其所有元器件安装在一密闭容器内，该密闭容器内置有水下电子模块以及电磁阀，并填充绝缘绝缘油，密闭容器上还置有压力补偿装置以及安全溢流阀，密闭容器内、外部都置有检测生产数据的水下传感器，密闭容器上还置有液压快速插头以及电气快速插头。本实用新型解决了装配过程中壳体内部压力过大以及生产工况下模块壳体内外易出现压力不平衡造成壳体密封困难问题，并提高了系统响应速度，解决了远距离通讯控制以及水下防腐蚀控制等问题。本实用新型适用于深海工况下对水下采油或气树的进行生产控制。

Description

水下采油或气树生产控制模块

技术领域

本实用新型涉及一种水下采油树生产控制系统中的控制模块，特别是一种负责采集井下采油树压力、温度、流量等数据，利用电力载波方式传送到海洋平台主控室的水下电子模块。

背景技术

对于浅海（水深≤100米）油气田井口，采油树一般安装在平台上，采油树的控制系统也安装在平台上，控制方式与陆地采油树控制方式基本相同。随着水深的增加，当进入深海（水深≥100米）油气田开发工况时，采油树需要安装在水下，平台控制中心距离采油树达几千米甚至几十千米，控制系统需要进行水下控制，并需要解决水下压力影响、远距离通讯控制等问题，因此一般水上控制方式无法满足该要求，而现有技术中的水下采油或气树生产控制模块存在系统响应速度慢, 生产工况下模块壳体内外易出现压力不平衡造成壳体密封困难,装配过程中易出现模块壳体内部压力过大等缺陷。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种水下采油或气树生产控制模块。

本实用新型采用了下列技术方案解决了其技术问题：一种水下采油或气树生产控制模块，特征在于：其所有元器件安装在一密闭容器内，该密闭容器内置有用于控制电磁阀开关以及实现水下与地面中控室通讯的水下电子模块以及用于控制液压回路关断的电磁阀；所述密闭容器内填充能使内部所有电气元件均处于相互绝缘隔离的绝缘油；在该密闭容器上置有能使容器内外压力保持平衡的压力补偿装置，还置有防止装配过程中填充绝缘油时内部压力超高的安全溢流阀；所述密闭容器外部置有用于检测井下温度和压力、采油或气树压力和温度以及流量和节流阀开关位置所生产数据的水下传感器，内部配置有监测密闭壳体内部压力、温度的传感器；

该密闭容器上还置有连接外部液压回路和电气回路的液压快速插头以及电气快速插头。

本实用新型的有益技术效果是：

1、通讯信号采用载波方式，可实现水下远距离通讯控制。

2、水下采油树阀门均通过远程控制电磁阀实现开关，响应速度快。

3、采用压力补偿技术设计，可保持生产控制模块内外始终处于压力平衡状态，利于容器壳体以及内部元器件的密封，其密封性能良好。

4、配置由可防止内部和外部压力超高的安全溢流阀，可防止装配过程中填充绝缘油时容器内部压力超高，另外，可防止生产状态下容器内外部压力不平衡工况出现，容器内外部压力平衡效果好。

5、所有液压回路、电气回路均通过快插接头进行连接，安装拆卸维护修理方便。

6、配置由冗余的水下电子模块，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中各序号分别表示为：

1—密闭容器，2—水下传感器，3—电磁阀，

4—水下电子模块，41—电源单元，42—通讯单元，43—数据采集单元，44—微处理器，45—阀驱动单元，

5—液压快速插头，6—电气快速插头，7—水下阀门，8—压力补偿装置，9—安全溢流阀，10—绝缘油。

具体实施方式

以下结合实施例以及附图对本实用新型作进一步的描述。

参照附图，本实用新型所有元器件安装在一密闭容器1内，该密闭容器1内置有用于控制电磁阀3开关，以及实现水下与地面中控室通讯的水下电子模块4和多条用于控制的液压回路，每条回路配置有电磁阀3用于控制液压回路的启闭。

所述密闭容器1内填充能使内部所有电气元件均处于相互绝缘隔离的绝缘油10。

在该密闭容器1上置有能使容器内外压力保持平衡的压力补偿装置8，还置有防止在装配过程中填充绝缘油10时内部压力超高的安全溢流阀9。

所述密闭容器1外部置有用于检测井下温度和压力、采油或气树压力和温度以及流量和节流阀开关位置所生产数据的水下传感器2，其内部配置有监测密闭壳体内部压力、温度的传感器2。

该密闭容器1上还置有连接外部液压回路和电气回路的液压快速插头5以及电气快速插头6。

所述的水下电子模块4由电源单元41、微处理器44、阀驱动单元45、数据采集单元43和通讯单元42所构成，其中：

电源单元41输入端通过电力线以及电气快速插头6连接电源输入端，输出端通过电力线分别连接数据采集单元43、微处理器44、阀驱动单元45；

数据采集单元43的输入端通过通讯线连接水下传感器2，其输出端通过通讯线连接微处理器44；

通讯单元42的一端通过通讯线连接电源单元41，另一端通过通讯线连接微处理器44；

阀驱动单元45的受控端通过通讯线与微处理器44相连接，其电力输出端通过电力线与电磁阀3电力输入端相连接。

本实用新型所述的水下传感器2通过电气快速插头6以及通讯线与水下电子模块4中的数据采集单元43输入端相连接。

本实用新型所述电磁阀3的液体输入端通过液压管线以及液压快速插头5连接液压源进口，其液体输出端通过液压管线以及液压快速插头5连接作业的水下阀门7输入端。

本实用新型工作时，水下电子模块4接收水上的开关指令后自动进行开关电磁阀3操作，实现控制对象即水下阀门7冲压打开以及泄压关闭控制，另外，水下电子模块4接收水下传感器2监测数据采用信号载波方式上传到水上中控室系统，实现对生产状态的实时监控。

具体地，本实用新型水下阀门7开/关控制原理如下：

整个系统由液压管线从水上液压动力单元通过液压源进口引入系统所需的液压动力源，系统电力由电力电缆从水上的电源供应管理系统通过电源进口引入系统所需的不同电压等级的稳定电源。主控站发出的开阀或关阀命令经过水下电子模块4的接受和处理输出控制，从而进行电磁阀3的开/关控制，实现水下阀门7的打压或泄压，即实现水下阀门7的打开控制和关闭控制。

本实用新型水下生产系统数据采集通讯控制原理如下：

井下压力、温度，采油或气树生产压力、温度、流量、节流阀开关位置、管道沙粒腐蚀，水下控制模块内压力、温度及流量，水下电子模块4内温度等参数通过水下传感器2进行数据采集后，传输至水下电子模块4，经过水下电子模块4内部处理控制后，通过电力载波的方式加载到电气动力电缆和信号电缆上，上传至水上主控站进行集中监控。

本实用新型能在深海工况下对水下采油或气树的进行生产控制。解决了装配过程中壳体内部压力过大以及生产工况下模块壳体内外易出现压力不平衡造成壳体密封困难问题，并提高了系统响应速度，解决了远距离通讯控制以及水下防腐蚀控制等问题。

Claims (4)

1.一种水下采油或气树生产控制模块，特征在于：其所有元器件安装在一密闭容器内，该密闭容器内置有用于控制电磁阀开关以及实现水下与地面中控室通讯的水下电子模块以及用于控制液压回路启闭的电磁阀；所述密闭容器内填充能使内部所有电气元件均处于相互绝缘隔离的绝缘油；在该密闭容器上置有能使容器内外压力保持平衡的压力补偿装置，还置有防止在装配过程中填充绝缘油时内部压力超高的安全溢流阀；所述密闭容器外部置有用于检测井下温度和压力、采油或气树压力和温度以及流量和节流阀开关位置所生产数据的水下传感器，内部配置有监测密闭壳体内部压力、温度的传感器；该密闭容器上还置有连接外部液压回路和电气回路的液压快速插头以及电气快速插头。

2.根据权利要求1所述的水下采油或气树生产控制模块，其特征在于：所述的水下电子模块由电源单元、微处理器、阀驱动单元、数据采集单元和通讯单元所构成，电源单元输入端通过电力线以及电气快速插头连接电源输入端，输出端通过电力线分别连接数据采集单元、微处理器、阀驱动单元，数据采集单元的输入端通过通讯线连接水下传感器，其输出端通过通讯线连接微处理器，通讯单元的一端通过通讯线连接电源单元，另一端通过通讯线连接微处理器，阀驱动单元的受控端通过通讯线与微处理器相连接，其电力输出端通过电力线与电磁阀电力输入端相连接。

3.根据权利要求1所述的水下采油或气树生产控制模块，其特征在于：所述的水下传感器通过电气快速插头以及通讯线与水下电子模块中的数据采集单元输入端相连接。

4.根据权利要求1或者2所述的水下采油或气树生产控制模块，其特征在于：所述电磁阀的液体输入端通过液压管线以及液压快速插头连接液压源进口，其液体输出端通过液压管线以及液压快速插头连接作业的水下阀门输入端。