一种水下生产控制系统自动对中安装系统的制作方法

本发明涉及一种水下生产控制系统自动对中安装系统。

背景技术：

海洋油气田水下生产控制系统主要由水下井口、水下采油树、油管挂、采油树帽、水下控制模块等部件组成。目前水下采油树、油管挂、采油树帽、水下控制模块均通过水下立管进行下入安装，安装过程中通过水下机器人进行辅助操作，这种安装方式需要通过平台控制室的操作人员观察监视屏判断对中位置，安装效率低下。

技术实现要素：

本发明提供一种水下生产控制系统自动对中安装系统，通过水下井口、水下采油树、水下油管挂及采油树帽上的内置传感器与水下机器人实现自动控制闭环操作，利用水下机器人辅助操作来实现自动对中安装，在原有机械对中安装的基础上大幅提高了水下安装作业效率。

为了达到上述目的，本发明提供一种水下生产控制系统自动对中安装系统，包含：

钻杆，其用于安装水下采油树、油管挂和采油树帽；

水下采油树安装对中装置，其用于探测水下采油树与设置在水下井口上的水下采油树导向机构之间的偏差方位以及距离；

油管挂安装对中装置，其用于探测油管挂与设置在水下采油树上的油管挂导向机构之间的偏差方位以及距离；

采油树帽安装对中装置，其用于探测采油树帽与设置在水下采油树上的采油树帽导向机构之间的偏差方位以及距离；

信号采集传输装置，其电性连接水下采油树安装对中装置、油管挂安装对中装置和采油树帽安装对中装置，用于采集探测数据；

平台主控中心，其电性连接信号采集传输装置，用于对探测数据进行处理，并控制自动对中安装设备进行相应的对中安装操作；

自动对中安装设备，其电性连接平台主控中心，用于根据平台主控中心的控制进行水下采油树、油管挂和采油树帽的对中安装操作。

所述的水下采油树安装对中装置包含：

至少两个水下井口传感器，其设置在水下井口上的水下采油树导向机构处；

至少两个水下井口接近传感器，其设置在水下采油树上，该水下井口接近传感器的位置与水下井口传感器的位置对应设置。

所述的油管挂安装对中装置包含：

至少两个油管挂接近传感器，其设置在水下采油树上的油管挂导向机构处；

至少两个油管挂传感器，其设置在油管挂上，该油管挂传感器的位置与管挂接近传感器的位置对应设置。

所述的采油树帽安装对中装置包含：

至少两个采油树帽接近传感器，其设置在水下采油树上的采油树帽导向机构处；

至少两个采油树帽传感器，其设置在采油树帽上，该采油树帽传感器位置与采油树帽接近传感器的位置对应设置。

所述的信号采集传输装置包含：

水下井口传感器电缆，其连接水下井口接近传感器；

油管挂传感器电缆，其连接油管挂传感器；

采油树帽传感器电缆，其连接采油树帽接近传感器；

安装修井插盘，其连接水下井口传感器电缆、油管挂传感器电缆和采油树帽传感器电缆；

安装修井脐带缆，其连接安装修井插盘和平台主控中心。

所述的自动对中安装设备包含：

水下机器人，其通过水下机器人控制电缆连接平台主控中心，该水下机器人具有机械手。

本发明利用自动控制的原理提高水下生产控制系统的安装效率，通过水下井口、水下采油树、水下油管挂及采油树帽上内置的传感器进行位移偏差检测，内置传感器与水下机器人实现自动控制闭环操作，利用水下机器人辅助操作来实现自动对中安装，在原有机械对中安装的基础上大幅提高了水下安装作业效率。

附图说明

图1是本发明提供的一种水下生产控制系统自动对中安装系统的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1具体说明本发明的较佳实施例。

如图1所示，本发明提供一种水下生产控制系统自动对中安装系统，包含：

钻杆81，其用于安装水下采油树21、油管挂31和采油树帽41；

水下采油树安装对中装置，其用于探测水下采油树21与设置在水下井口11上的水下采油树导向机构12之间的偏差方位以及距离；

油管挂安装对中装置，其用于探测油管挂31与设置在水下采油树21上的油管挂导向机构22之间的偏差方位以及距离；

采油树帽安装对中装置，其用于探测采油树帽41与设置在水下采油树21上的采油树帽导向机构210之间的偏差方位以及距离；

信号采集传输装置，其电性连接水下采油树安装对中装置、油管挂安装对中装置和采油树帽安装对中装置，用于采集探测数据；

平台主控中心71，其电性连接信号采集传输装置，用于对探测数据进行处理，并控制自动对中安装设备进行相应的对中安装操作；

自动对中安装设备，其电性连接平台主控中心71，用于根据平台主控中心71的控制进行水下采油树21、油管挂31和采油树帽41的对中安装操作。

进一步，所述的水下采油树安装对中装置包含：

至少两个水下井口传感器13，其设置在水下井口11上的水下采油树导向机构12处；

至少两个水下井口接近传感器29，其设置在水下采油树21上，该水下井口接近传感器29的位置与水下井口传感器13的位置对应设置。

所述的油管挂安装对中装置包含：

至少两个油管挂接近传感器23，其设置在水下采油树21上的油管挂导向机构22处；

至少两个油管挂传感器32，其设置在油管挂31上，该油管挂传感器32的位置与管挂接近传感器23的位置对应设置。

所述的采油树帽安装对中装置包含：

至少两个采油树帽接近传感器24，其设置在水下采油树21上的采油树帽导向机构210处；

至少两个采油树帽传感器42，其设置在采油树帽41上，该采油树帽传感器42位置与采油树帽接近传感器24的位置对应设置。

所述的信号采集传输装置包含：

水下井口传感器电缆26，其连接水下井口接近传感器29；

油管挂传感器电缆27，其连接油管挂传感器32；

采油树帽传感器电缆28，其连接采油树帽接近传感器24；

安装修井插盘25，其连接水下井口传感器电缆26、油管挂传感器电缆27和采油树帽传感器电缆28；

安装修井脐带缆61，其连接安装修井插盘25和平台主控中心71。

所述的自动对中安装设备包含：

水下机器人51，其通过水下机器人控制电缆53连接平台主控中心71，该水下机器人51具有机械手52。

本发明的工作原理如下：水下井口11安装固定于海床上，通过钻杆81依次下入安装水下采油树21，油管挂31和采油树帽41。具体安装过程中，水下采油树21接近水下井口11，通过水下井口接近传感器29和水下井口传感器13判断水下采油树21与水下采油树导向机构12偏差方位以及距离，通过水下井口传感器电缆26，安装修井插盘25，安装修井脐带缆61将信号传送至平台主控中心71，经过平台主控中心71进行数据处理后将控制信号通过水下机器人控制电缆53传送给水下机器人51，并通过水下机器人51控制机械手52牵引水下采油树21到达安装位置，如水下井口接近传感器29和水下井口传感器13判断水下采油树21与水下采油树导向机构12偏差方位以及距离在误差范围内，则钻杆81继续下放直至采油树21正确进入水下采油树导向机构12中，实现采油树21准确对中；水下采油树21安装完毕后，再通过钻杆81下入油管挂31，油管挂31接近水下采油树21时，通过油管挂传感器32和油管挂接近传感器23判断油管挂31与油管挂导向机构22偏差方位以及距离，通过油管挂传感器电缆27，安装修井插盘25，安装修井脐带缆61将信号传送至平台主控中心71，经过平台主控中心71进行数据处理后将控制信号通过水下机器人控制电缆53传送给水下机器人51，并通过水下机器人51控制机械手52牵引油管挂31到达安装位置，如油管挂传感器32和油管挂接近传感器23判断油管挂31与油管挂导向机构22偏差方位以及距离在误差范围内，则钻杆81继续下放直至油管挂31正确进入油管挂导向机构22中，实现油管挂31准确对中；油管挂31安装完毕后，再通过钻杆81下入采油树帽41，采油树帽41接近水下采油树21时，通过采油树帽传感器42和采油树帽接近传感器24判断采油树帽41与采油树帽导向机构210偏差方位以及距离，通过采油树帽传感器电缆28，安装修井插盘25，安装修井脐带缆61将信号传送至平台主控中心71，经过平台主控中心71进行数据处理后将控制信号通过水下机器人控制电缆53传送给水下机器人51，并通过水下机器人51控制机械手52牵引采油树帽41到达安装位置，如采油树帽传感器42和采油树帽接近传感器24判断采油树帽41与采油树帽导向机构210偏差方位以及距离在误差范围内，则钻杆81继续下放直至采油树帽41正确进入采油树帽导向机构210中，实现采油树帽41准确对中。

本发明利用自动控制的原理提高水下生产控制系统的安装效率，通过水下井口、水下采油树、水下油管挂及采油树帽上内置的传感器进行位移偏差检测，内置传感器与水下机器人实现自动控制闭环操作，利用水下机器人辅助操作来实现自动对中安装，在原有机械对中安装的基础上大幅提高了水下安装作业效率。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。