一种用于水下采油树的生产控制模块的制作方法

本发明涉及一种用于水下采油树的生产控制模块原理。

背景技术：

随着经济的发展，人类在能源消耗上越来越大，而陆地上的油气资源却是有限的，所以海洋油气田的开发是世界各国获得油气资源的一个必经途径，也是我国解决能源短缺的必走之路。水下生产系统是海洋石油天然气资源开发的新技术。它通过水下井口、部分或全部放置在海底的水下生产设施以及海底管线和电缆，将油气井生产的油气混合物输送至较远的处理平台或岸上油气处理厂，实现海上油气田的开发。与传统的海上油气田开发所使用的机械方式反应速度慢操作繁琐相比水下控制系统具有集成化高操作方式简便，响应速度快，传输距离远，便于监控实时报警等特点，并且水下生产系统能适应深水／极深水油气田开发的需要，也可在边际油气田开发中依托现有生产设施进行开发，具有开发成本低、建设周期短、开发效益高的特点，随着水下生产系统的应用，作为水下生产监控必不可少的水下生产控制系统应运而生。

技术实现要素：

本发明的目的是提供安装、维护方便快捷，响应、传输速度快，且传输距离远的一种用于水下采油树的生产控制模块。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于水下采油树的生产控制模块，其特征包含：电气系统、液压系统；

所述电气系统包含：通信模块、供电模块、微处理器、信号采集模块、电磁阀驱动电路；

所述通信模块与水面主控站进行连接，以得到控制指令；

所述微处理器与所述通信模块进行连接，且与电磁阀驱动电路进行连接，以控制所述液压系统；

所述信号采集模块的输入端与水下生产设施上设置的若干个传感器进行连接，其输出端与所述微处理器进行连接；

所述液压系统包含：水下生产设备上的阀执行器、化学药剂注入阀，均与所述电磁阀驱动电路进行连接，以得到控制指令；

所述电磁阀驱动电路用来控制每一个阀执行器的打开和关闭；

所述供电模块供电给所述电器系统；

所述主控站给通信模块发送指令，所述微处理器将按照指令控制所述电磁阀驱动电路来控制所述液压系统，并通过所述信号采集模块获取传感器信号之后，通过微处理器和通信模块发送给水面主控站，以监测水下生产状况；

所述信号采集模块检测井下压力后反馈给微处理器，使得微处理器控制所述化学药剂注入阀来冲入氮气，使水下采油树的生产控制模块内部压力与井下压力保持平衡。

优选地，所述若干个传感器包含：scm压力传感器、scm流量传感器、sem温度传感器、水下生产设备压力传感器、水下生产设备温度传感器、油嘴位置传感器、探砂传感器、泄漏探测传感器、井下温度传感器、井下压力传感器。

优选地，scm压力传感器、scm流量传感器、sem温度传感器设置在水下采油树的生产控制模块的内部，其他传感器则设置在水下采油树的生产控制模块的外部。

优选地，所述水下生产设备上的阀执行器包含高压电液换向阀、低压电液换向阀。

优选地，所述高压电液换向阀、低压电液换向阀、化学药剂注入阀均通过水面液压动力源来驱动。

优选地，所述供电模块与外部电源连接。

优选地，所述电磁阀驱动电路还控制井下安全阀。

优选地，外部的封装采用金属密封和非金属密封的组合方式，通过预紧力使密封件发生塑性变形与被密封件贴合。

优选地，通信模块与水面主控站用脐带缆进行连接。

本发明的有益效果是由于水下采油树的生产控制模块是采用模块化对于安装、维护非常方便快捷，响应、传输速度快传输距离远，更是便于实时监控。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本发明的范围。

如附图1所示，本发明包含：电气系统、液压系统；所述电气系统包含：通信模块、供电模块、微处理器、信号采集模块、电磁阀驱动电路；所述通信模块与水面主控站用脐带缆进行连接，以得到控制指令；所述微处理器与所述通信模块进行连接，且与电磁阀驱动电路进行连接，以控制所述液压系统；所述信号采集模块的输入端与水下生产设施上设置的若干个传感器进行连接，其输出端与所述微处理器进行连接；所述的传感器包含：scm压力传感器、scm流量传感器、sem温度传感器、水下生产设备压力传感器、水下生产设备温度传感器、油嘴位置传感器、探砂传感器、泄漏探测传感器、井下温度传感器、井下压力传感器；其中，scm压力传感器、scm流量传感器、sem温度传感器设置在水下采油树的生产控制模块的内部，其他传感器则设置在水下采油树的生产控制模块的外部。所述液压系统包含：水下生产设备上的阀执行器、化学药剂注入阀，均与所述电磁阀驱动电路进行连接，以得到控制指令；所述电磁阀驱动电路还控制井下安全阀；所述电磁阀驱动电路用来控制每一个阀执行器的打开和关闭；所述水下生产设备上的阀执行器包含高压电液换向阀、低压电液换向阀；所述高压电液换向阀、低压电液换向阀、化学药剂注入阀均通过水面液压动力源来驱动。本发明的外部的封装采用金属密封和非金属密封的组合方式，通过预紧力使密封件发生塑性变形与被密封件贴合。

水下采油树控制模块的工作原理如下：

所述主控站给通信模块发送指令，所述微处理器将按照指令控制所述电磁阀驱动电路来控制所述液压系统，并通过所述信号采集模块获取传感器信号之后，通过微处理器和通信模块发送给水面主控站，以监测水下生产状况；

所述信号采集模块检测井下压力后反馈给微处理器，使得微处理器控制所述化学药剂注入阀来冲入氮气，使水下采油树的生产控制模块内部压力与井下压力保持平衡；所述供电模块供电给所述电器系统。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是本发明的限制。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。

技术特征：

技术总结
本发明是一种用于水下采油树的生产控制模块，包含：电气系统、液压系统；电气系统包含：通信模块、供电模块、微处理器、信号采集模块、电磁阀驱动电路；通信模块与水面主控站进行连接；微处理器与通信模块进行连接，且与电磁阀驱动电路进行连接；信号采集模块的输入端与水下生产设施上设置的若干个传感器进行连接，其输出端与微处理器进行连接；信号采集模块获取传感器信号之后，通过微处理器和通信模块发送给水面主控站，以监测水下生产状况；液压系统包含：水下生产设备上的阀执行器、化学药剂注入阀，均与电磁阀驱动电路进行连接，以得到控制指令；水下生产设备上的阀执行器用来控制每一个阀执行器的打开和关闭；供电模块供电给电器系统。

技术研发人员：吴聪
受保护的技术使用者：美钻深海能源科技研发（上海）有限公司;美钻石油钻采系统（上海）有限公司
技术研发日：2018.11.27
技术公布日：2019.01.18