一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统的制作方法

本发明涉及水下采油树生产控制系统，特别涉及一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统。

背景技术：

海洋石油水下工程装备主要包括钻井隔水管系统、水下采油树、水下管汇系统、水下基盘、电液复合式控制系统等。电液复合式控制系统由于工作平稳，便于操纵和远程控制，广泛应用于水下生产控制系统。但目前水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统存在的液压传递速度慢，液压油清洁度不高，以及阀门开关响应不准确等问题。因此特别需要一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统，来解决水下油田安全控制的技术难题，并实现水下油田的多井式控制。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统，来解决现有水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统存在的液压传递速度慢，液压油清洁度不高，以及阀门开关响应不准确等水下油田安全控制的技术难题，并实现水下油田的多井式控制。

本发明所采用的技术方案是：一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统，包括液压油过滤系统、高压液压系统、低压液压系统、高压调压系统和低压调压系统；

所述液压油过滤系统的输出端分别与所述高压液压系统和所述低压液压系统的输入端相连，为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供清洁的液压油的同时，为所述高压液压系统和所述低压液压系统提供液压油输入；

所述高压液压系统的输出端与所述高压调压系统的输入端相连，为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供高压液压输出和应急动力源的同时，为所述高压调压系统提供高压液压油输入；

所述低压液压系统的输出端与所述低压调压系统的输入端相连，为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供低压液压输出和应急动力源的同时，为所述低压调压系统提供低压液压油输入；

所述高压调压系统的输出端和所述低压调压系统的输出端均通过快速接头与脐带缆终端相连，所述高压调压系统为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供高压液压输出，所述低压调压系统为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供低压液压输出。

进一步地，所述液压油过滤系统包括依次串联的：回油箱、三通球阀、过滤器、循环液压泵和供油箱；所述三通球阀的输入端与所述回油箱的输出端相连，所述三通球阀的其中一个输出端与所述过滤器的输入端相连；所述供油箱的输出端分别与所述高压液压系统和所述低压液压系统的输入端相连；通过所述循环液压泵提供动力实现所述回油箱和所述供油箱的液压油循环，所述过滤器实现液压油的在线实时过滤监测和过滤，保障液压油清洁度等级满足要求。

其中，所述三通球阀的另一个输出端与外部供油口相连进行液压油的加注。

进一步地，所述高压液压系统包括依次串联的：第一电动高压液压泵、第一高压单向阀、第一高压安全阀、第一高压压力表、第一高压压力变送器、第一高压蓄能器组和第一高压过滤器；所述第一电动高压液压泵的输入端与所述液压油过滤系统的供油箱输出端相连，所述第一高压过滤器的输出端与所述高压调压系统的输入端相连；通过所述第一高压蓄能器组实现对水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统的实时补压，提高对水下采油树液压阀门的液压油供给和水下采油树液压阀门开启响应速度。

其中，所述高压液压系统还包括第二电动高压液压泵作为备用，所述第二电动高压液压泵的输入端与所述液压油过滤系统的供油箱输出端相连，所述第二电动高压液压泵的输出端连接有第二高压单向阀，所述第二高压单向阀的输出端连接在所述第一高压单向阀和所述第一高压安全阀的连接管线上。

进一步地，所述高压调压系统包括输出压力达到15000psi的第一高压支路和第二高压支路；

所述第一高压支路包括依次串联的：第一高压调压阀、第二高压安全阀、第二高压压力表、第二高压压力变送器、第一高压电磁阀和第一高压流量计；所述第一高压调压阀的输入端与所述高压液压系统的第一高压过滤器输出端相连；所述第一高压支路的输出端通过第一高压快速接头与所述脐带缆终端相连；

所述第二高压支路包括依次串联的：第二高压调压阀、第三高压安全阀、第三高压压力表、第三高压压力变送器、第二高压电磁阀和第二高压流量计；所述第二高压调压阀的输入端与所述高压液压系统的第一高压过滤器输出端相连；所述第二高压支路的输出端通过第二高压快速接头与所述脐带缆终端相连；

通过所述第一高压电磁阀和所述第二高压电磁阀实现所述第一高压支路和所述第二高压支路的远程紧急关断，通过所述第一高压流量计和所述第二高压流量计实现高压液压油累计流量的测量。

进一步地，所述低压液压系统包括依次串联的：第一电动低压液压泵、第一低压单向阀、第一低压安全阀、第一低压压力表、第一低压压力变送器、第一低压蓄能器组和第一低压过滤器；所述第一电动低压液压泵的输入端与所述液压油过滤系统的供油箱输出端相连，所述第一低压过滤器的输出端与所述低压调压系统的输入端相连。

其中，所述低压液压系统还包括第二电动低压液压泵作为备用，所述第二电动低压液压泵的输入端与所述液压油过滤系统的供油箱输出端相连，所述第二电动低压液压泵的输出端连接有第二低压单向阀，所述第二低压单向阀的输出端连接在所述第一低压单向阀和所述第一低压安全阀的连接管线上。

进一步地，所述低压调压系统包括输出压力达到6000psi的第一低压支路和第二低压支路；

所述第一低压支路包括依次串联的：第一低压调压阀、第二低压安全阀、第二低压压力表、第二低压压力变送器、第一低压电磁阀和第一低压流量计；所述第一低压调压阀的输入端与所述低压液压系统的第一低压过滤器输出端相连；所述第一低压支路的输出端通过第一低压快速接头与所述脐带缆终端相连；

所述第二低压支路包括依次串联的：第二低压调压阀、第三低压安全阀、第三低压压力表、第三低压压力变送器、第二低压电磁阀和第二低压流量计；所述第二低压调压阀的输入端与所述低压液压系统的第一低压过滤器输出端相连；所述第二低压支路的输出端通过第二低压快速接头与所述脐带缆终端相连；

通过所述第一低压电磁阀和所述第二低压电磁阀实现所述第一低压支路和所述第二低压支路的远程紧急关断，通过所述第一低压流量计和所述第二低压流量计实现低压液压油累计流量的测量。

本发明的有益效果是：本发明提供一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统，解决了现有水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统存在的液压传递速度慢，液压油清洁度不高，以及阀门开关响应不准确等水下油田安全控制的技术难题，并实现水下油田的多井式控制，输出压力达到15000psi(103mpa)。

附图说明

图1：本发明一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统原理图；

附图标注：1、回油箱；2、三通球阀；3、过滤器；4、循环液压泵；5、供油箱；6、第一电动高压液压泵；7、第一高压单向阀；8、第二电动高压液压泵；9、第二高压单向阀；10、第一高压安全阀；11、第一高压压力表；12、第一高压压力变送器；13、第一高压蓄能器组；14、第一高压过滤器；15、第一高压调压阀；16、第二高压安全阀；17、第二高压压力表；18、第二高压压力变送器；19、第一高压电磁阀；20、第一高压流量计；21、第一高压快速接头；22、第二高压调压阀；23、第三高压安全阀；24、第三高压压力表；25、第三高压压力变送器；26、第二高压电磁阀；27、第二高压流量计；28、第二高压快速接头；29、第一电动低压液压泵；30、第一低压单向阀；31、第二电动低压液压泵；32、第二低压单向阀；33、第一低压安全阀；34、第一低压压力表；35、第一低压压力变送器；36、第一低压蓄能器组；37、第一低压过滤器；38、第一低压调压阀；39、第二低压安全阀；40、第二低压压力表；41、第二低压压力变送器；42、第一低压电磁阀；43、第一低压流量计；44、第一低压快速接头；45、第二低压调压阀；46、第三低压安全阀；47、第三低压压力表；48、第三低压压力变送器；49、第二低压电磁阀；50、第二低压流量计；51、第二低压快速接头；

a、液压油过滤系统；b、高压液压系统；c、低压液压系统；d、高压调压系统；e、低压调压系统；

hp1、第一高压支路；hp2、第二高压支路；lp1、第一低压支路；lp2、第二低压支路。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1所示，一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统，包括液压油过滤系统a、高压液压系统b、低压液压系统c、高压调压系统d和低压调压系统e。

所述液压油过滤系统a的输出端分别与所述高压液压系统b和所述低压液压系统c的输入端相连，为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供清洁的液压油的同时，为所述高压液压系统b和所述低压液压系统c提供液压油输入；

所述高压液压系统b的输出端与所述高压调压系统d的输入端相连，为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供高压液压输出和应急动力源的同时，为所述高压调压系统d提供高压液压油输入；

所述低压液压系统c的输出端与所述低压调压系统e的输入端相连，为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供低压液压输出和应急动力源的同时，为所述低压调压系统e提供低压液压油输入；

所述高压调压系统d为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供高压液压输出，所述低压调压系统e为水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统提供低压液压输出。所述高压调压系统d的输出端和所述低压调压系统e的输出端均通过快速接头与脐带缆终端相连，通过脐带缆连接至水下采油树的水下控制模块，再通过水下控制模块为水下采油树液压阀门供给液压油并对水下采油树液压阀门进行控制。

其中，所述液压油过滤系统a包括依次串联的：回油箱1、三通球阀2、过滤器3、循环液压泵4和供油箱5；所述三通球阀2的输入端与所述回油箱1的输出端相连，所述三通球阀2的其中一个输出端与所述过滤器3的输入端相连，所述三通球阀2的另一个输出端可与外部供油口相连进行液压油的加注；所述供油箱5的输出端分别与所述高压液压系统b和所述低压液压系统c的输入端相连。通过所述循环液压泵4提供动力可实现所述回油箱1和所述供油箱5的液压油循环，所述过滤器3实现液压油的在线实时过滤监测和过滤，保障液压油清洁度等级满足要求。

其中，所述高压液压系统b包括依次串联的：第一电动高压液压泵6、第一高压单向阀7、第一高压安全阀10、第一高压压力表11、第一高压压力变送器12、第一高压蓄能器组13和第一高压过滤器14；所述第一电动高压液压泵6的输入端与所述液压油过滤系统a的供油箱5输出端相连，所述第一高压过滤器14的输出端与所述高压调压系统d的输入端相连。所述高压液压系统b还包括第二电动高压液压泵8作为备用，所述第二电动高压液压泵8的输入端与所述液压油过滤系统a的供油箱5输出端相连，所述第二电动高压液压泵8的输出端连接有第二高压单向阀9，所述第二高压单向阀9的输出端连接在所述第一高压单向阀7和所述第一高压安全阀10的连接管线上。通过所述第一高压蓄能器组13实现对水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统的实时补压，提高对水下采油树液压阀门的液压油供给和水下采油树液压阀门开启响应速度。

其中，所述高压调压系统d包括第一高压支路hp1和第二高压支路hp2。所述第一高压支路hp1包括依次串联的：第一高压调压阀15、第二高压安全阀16、第二高压压力表17、第二高压压力变送器18、第一高压电磁阀19和第一高压流量计20；所述第一高压调压阀15的输入端与所述高压液压系统b的第一高压过滤器14输出端相连。所述第二高压支路hp2包括依次串联的：第二高压调压阀22、第三高压安全阀23、第三高压压力表24、第三高压压力变送器25、第二高压电磁阀26和第二高压流量计27；所述第二高压调压阀22的输入端与所述高压液压系统b的第一高压过滤器14输出端相连。

通过所述第一高压电磁阀19和所述第二高压电磁阀26实现所述第一高压支路hp1和所述第二高压支路hp2的远程紧急关断，通过所述第一高压流量计20和所述第二高压流量计27实现高压液压油累计流量的测量，作为判断阀门开启程度的依据之一。

所述第一高压支路hp1和所述第二高压支路hp2输出压力达到15000psi(103mpa)，所述第一高压支路hp1和所述第二高压支路hp2的输出端分别通过第一高压快速接头21和和第二高压快速接头28与所述脐带缆终端相连。

其中，所述低压液压系统c包括依次串联的：第一电动低压液压泵29、第一低压单向阀30、第一低压安全阀33、第一低压压力表34、第一低压压力变送器35、第一低压蓄能器组36和第一低压过滤器37；所述第一电动低压液压泵29的输入端与所述液压油过滤系统a的供油箱5输出端相连，所述第一低压过滤器37的输出端与所述低压调压系统e的输入端相连。所述低压液压系统c还包括第二电动低压液压泵31作为备用，所述第二电动低压液压泵31的输入端与所述液压油过滤系统a的供油箱5输出端相连，所述第二电动低压液压泵31的输出端连接有第二低压单向阀32，所述第二低压单向阀32的输出端连接在所述第一低压单向阀30和所述第一低压安全阀33的连接管线上。

其中，所述低压调压系统e包括第一低压支路lp1和第二低压支路lp2。所述第一低压支路lp1包括依次串联的：第一低压调压阀38、第二低压安全阀39、第二低压压力表40、第二低压压力变送器41、第一低压电磁阀42和第一低压流量计43；所述第一低压调压阀38的输入端与所述低压液压系统c的第一低压过滤器37输出端相连。所述第二低压支路lp2包括依次串联的：第二低压调压阀45、第三低压安全阀46、第三低压压力表47、第三低压压力变送器48、第二低压电磁阀49和第二低压流量计50；所述第二低压调压阀45的输入端与所述低压液压系统c的第一低压过滤器37输出端相连。

通过所述第一低压电磁阀42和所述第二低压电磁阀49实现所述第一低压支路lp1和所述第二低压支路lp2的远程紧急关断，通过所述第一低压流量计43和所述第二低压流量计50实现低压液压油累计流量的测量，作为判断阀门开启程度的依据之一。

所述第一低压支路lp1和所述第二低压支路lp2输出压力达到6000psi(45mpa)，所述第一低压支路lp1和所述第二低压支路lp2的输出端分别通过第一低压快速接头44和第二低压快速接头51与所述脐带缆终端相连。

综上，本发明的一种水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统，包括液压油过滤系统a、高压液压系统b、高压调压系统d、低压液压系统c、低压调压系统e。解决了现有水下采油树电液复合式液压动力单元控制系统存在的液压传递速度慢，液压油清洁度不高，以及阀门开关响应不准确等水下油田安全控制的技术难题。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。