CN114086924A

CN114086924A - 一种电液复合式水下控制装置

Info

Publication number: CN114086924A
Application number: CN202111321113.8A
Authority: CN
Inventors: 李志刚; 孙钦; 安维峥; 陈宏举; 王立权; 朱春丽; 贾鹏; 尹丰; 韩云峰; 朱莉娅; 魏娟
Original assignee: Harbin Engineering University; Beijing Research Center of CNOOC China Ltd; CNOOC China Ltd
Current assignee: Harbin Engineering University; Beijing Research Center of CNOOC China Ltd; CNOOC China Ltd
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-02-25

Abstract

本发明涉及一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，包括SCM主体、过渡装置和安装基座，其中，所述过渡装置为一侧开口的框架结构；所述SCM主体固定设置在所述过渡装置内，所述过渡装置的一侧设置有用于连接所述SCM主体对应接头的若干接头；所述过渡装置的底部两侧分别设置有第一锁紧装置；对应于两所述第一锁紧装置的位置，所述安装基座的顶部设置有用于与所述第一锁紧装置配合使用的两第二锁紧装置；所述SCM主体的底部中心设置有导向装置；对应于所述导向装置的位置，所述安装基座的顶部设置有用于与所述导向装置配合使用的定位装置，本发明可以广泛应用于海洋石油工程领域中。

Description

一种电液复合式水下控制装置

技术领域

本发明是关于一种电液复合式水下控制装置，属于海洋石油工程领域。

背景技术

陆上油气田日趋减少，与之相反，深水、超深水资源潜力丰富，更容易发现大型油气田。目前，海洋石油钻探最大水深已经超过3000m。中国拥有300万km²海域，南海油气资源极为丰富，天然气含量约50万亿立方，石油含量为230～300亿吨。因此，海洋油气资源的开采对于中国的经济安全至关重要。近年来，全球海洋油气的勘探发展迅猛，己知深海油气钻探的最大水深己经达到3053米。

在海洋油气开采过程中，水下控制系统是整个采油系统的控制部分，是海洋石油开采的关键，对海洋石油开采有着不可或缺的作用，而安装在水下生产设备上的水下控制模块(SCM)又是水下生产控制系统的核心设备。水面上主控站通过脐带缆将控制信号传输至水下控制模块，经水下控制模块处理后，为相应的电磁换向阀供电，并控制电磁换向阀开启或关闭，这时水上液压动力源通过脐带缆将液压动力传输至水下分配单元，再通过分配单元将动力分配到各生产设备上的水下控制模块中，通过水下控制模块中的高压电液换向阀、低压电液换向阀和化学药剂注入阀分别控制井下安全阀、失效安全执行器和生产管路的开关。同时，在生产设备上安装的传感器(压力传感器、温度传感器等)采集相应的模拟量信号，通过微处理器和通信模块处理后，通过脐带缆将信号传输至水上主控站，以此来监测和控制水下控制系统。

因此，水下控制成为海洋油气资源开发过程中的核心，然而，传统板板对接的水下控制模块安装需要安装工具且对接锁紧结构复杂，且安装困难。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种安装简单且无需复杂的对接锁紧结构的电液复合式水下控制装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电液复合式水下控制装置，包括SCM主体、过渡装置和安装基座，其中，所述过渡装置为一侧开口的框架结构；

所述SCM主体固定设置在所述过渡装置内，所述过渡装置的一侧设置有用于连接所述SCM主体对应接头的若干接头；

所述过渡装置的底部两侧分别设置有第一锁紧装置；对应于两所述第一锁紧装置的位置，所述安装基座的顶部设置有用于与所述第一锁紧装置配合使用的两第二锁紧装置；所述SCM主体的底部中心设置有导向装置；对应于所述导向装置的位置，所述安装基座的顶部设置有用于与所述导向装置配合使用的定位装置。

进一步地，所述安装基座上还设置有用于与所述第一锁紧装置和第二锁紧装置配合使用的锁紧把手。

进一步地，所述过渡装置包括过渡底座、过渡底板、过渡侧板和过渡顶板；

所述过渡底座的顶部固定连接所述SCM主体的底部，所述过渡底座的底部固定连接两所述第一锁紧装置；所述过渡底座的底部固定连接所述过渡底板，所述过渡底板的一侧固定连接所述过渡侧板的底部；所述过渡顶板的一侧向下延伸有连接部，所述连接部焊接固定所述过渡侧板的顶部；所述过渡顶板的底部固定连接所述SCM主体的顶部。

进一步地，所述过渡顶板上开设有用于所述SCM主体顶部电接头安装的圆形开口，所述过渡顶板与所述SCM主体顶部通过设置在所述圆形开口外侧的环形设置的若干螺钉固定连接。

进一步地，所述过渡侧板的上部均匀设置有若干个螺钉沉孔，用于与所述连接部焊接固定。

进一步地，所述过渡底座是由第一底板通过若干侧板固定连接第二底板构成的框架结构。

进一步地，所述接头包括电气接头、液压快速接头和带液压软管的液压接头，分别用于通过对应管线连接所述SCM主体底部的对应接头。

进一步地，所述过渡侧板的中上部设置有若干所述电气接头；所述过渡侧板的一侧竖向均匀设置有若干所述液压快速接头；所述过渡侧板的中部均匀设置有用于安装所述液压接头的若干沉孔。

进一步地，所述第一锁紧装置采用锁紧环，所述第二锁紧装置采用锁紧耳廓。

进一步地，所述导向装置采用导向筒，定位装置采用喇叭口和定位孔。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明由于设置有配合使用的过渡装置和安装基座，可以不采用复杂的对接锁紧结构即可完成SCM主体的安装，减少成本，降低水下控制模块的安装故障率和难度。

2、本发明的过渡装置上设置有电气接头、液压快速接头和液压接头，使得传统水下控制模块的板板对接式的快速插拔液压接头和电气接头均可以更换为普通的液压接头和电气接头，降低经济成本，且能够减少板板对接时的故障率。

3、本发明在安装时将水下控制模块和电液飞线同时吊装，能够省去复杂的水下多功能快速对接板，减少故障点，降低安装难度，由潜水员通过安装基座上的锁紧把手进行锁紧和固定操作，操作简单方便，使水下生产更加安全，成本更低，效率更高，可以广泛应用于海洋石油工程领域中。

附图说明

图1是本发明水下控制模块的整体结构示意图；

图2是本发明水下控制模块的轴侧图；

图3是本发明水下控制模块的锁紧示意图；

图4是本发明水下控制模块的主体图；

图5是图1的仰视图；

图6是图1的俯视图；

图7是图1的右视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个” 以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

本发明实施例提供的电液复合式水下控制装置能够省去复杂的对接锁紧机构、板板式液压/电气接头和水下多功能快速对接板，减少故障点，增加系统可靠性减少成本，降低水下控制模块的安装故障率和难度。

如图1至图4所示，本发明提供的电液复合式水下控制装置包括SCM(水下控制模块)主体1、过渡装置2、接头3、锁紧环4、安装基座5、锁紧耳廓6、导向筒7 和锁紧把手8，其中，过渡装置2为一侧开口的框架结构，接头3包括电气接头31、液压快速接头32和带液压软管的液压接头33。

SCM主体1固定设置在过渡装置2内，过渡装置2的一侧设置有若干电气接头31、液压快速接头32和液压接头33，用于通过对应管线连接SCM主体1底部的对应接头。

过渡装置2的底部两侧分别设置有锁紧环4。对应于两锁紧环4的位置，安装基座5的顶部设置有用于与锁紧环4配合使用的两锁紧耳廓6。SCM主体1的底部中心设置有导向筒7。对应于导向筒7的位置，安装基座5的顶部设置有用于与导向筒7配合使用的喇叭口和定位孔，用于SCM主体1与安装基座5的定位。安装基座5上还设置有锁紧把手8，锁紧把手8用于与锁紧环4和锁紧耳廓6配合使用，完成过渡装置2 与安装基座5的锁紧。

在一个优选的实施例中，如图3、图5和图6所示，过渡装置2包括过渡底座21、过渡底板22、过渡侧板23和过渡顶板24，其中，过渡底座21为框架结构。

过渡底座21的顶部通过螺钉连接SCM主体1的底部，过渡底座21的底部固定连接两锁紧环4，过渡底座21用于保护SCM主体1底部的液压接头11和电气接头12。过渡底座21的底部固定连接过渡底板22。对应于SCM主体1底部液压接头11和电气接头12的位置，过渡底板22上开设有圆形开口。过渡底板22的一侧焊接固定过渡侧板23的底部。过渡顶板24的一侧向下延伸有连接部，连接部焊接固定过渡侧板23 的顶部。过渡顶板24的底部固定连接SCM主体1的顶部。

在一个优选的实施例中，如图6所示，过渡顶板24上开设有圆形开口，用于SCM 主体1顶部电接头的安装。过渡顶板24与SCM主体1顶部通过设置在圆形开口外侧的环形设置的12个螺钉固定连接。

在一个优选的实施例中，如图7所示，过渡侧板23的上部均匀设置有两行共12 个螺钉沉孔，用于与过渡顶板24的连接部焊接固定。过渡侧板23的中上部设置有5 个电气接头31。过渡侧板23的一侧竖向均匀设置有7个液压快速接头32。过渡侧板 23的中部均匀设置有12个沉孔，用于安装液压接头33。

下面通过具体实施例详细说明本发明电液复合式水下控制装置的安装过程：

1)将过渡底座21与过渡底板22焊接为一体后，与过渡侧板23焊接为一体。

2)将过渡顶板24通过螺钉连接SCM主体1的顶部。

3)将过渡底座21通过螺钉连接SCM主体1。

4)将过渡顶板24的连接部通过螺钉连接过渡侧板23。

5)将SCM主体1底部的电气接头和液压接头分别通过对应液压管路和电线连接至过渡侧板23上对应的电气接头31和液压接头33，完成SCM主体1与过渡装置2的固定。

6)安装基座5安装在位于水下的管汇上，将固定为一体的SCM主体1和过渡装置 2通过水上的起吊系统吊装。

7)潜水员操作锁紧把手8将固定为一体的SCM主体1和过渡装置2与安装基座5 锁紧，即上述的安装过程，均由水下潜水员与水上的起吊系统配合完成。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，包括SCM主体、过渡装置和安装基座，其中，所述过渡装置为一侧开口的框架结构；

2.如权利要求1所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述安装基座上还设置有用于与所述第一锁紧装置和第二锁紧装置配合使用的锁紧把手。

3.如权利要求1所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述过渡装置包括过渡底座、过渡底板、过渡侧板和过渡顶板；

4.如权利要求3所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述过渡顶板上开设有用于所述SCM主体顶部电接头安装的圆形开口，所述过渡顶板与所述SCM主体顶部通过设置在所述圆形开口外侧的环形设置的若干螺钉固定连接。

5.如权利要求3所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述过渡侧板的上部均匀设置有若干个螺钉沉孔，用于与所述连接部焊接固定。

6.如权利要求3所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述过渡底座是由第一底板通过若干侧板固定连接第二底板构成的框架结构。

7.如权利要求3所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述接头包括电气接头、液压快速接头和带液压软管的液压接头，分别用于通过对应管线连接所述SCM主体底部的对应接头。

8.如权利要求7所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述过渡侧板的中上部设置有若干所述电气接头；所述过渡侧板的一侧竖向均匀设置有若干所述液压快速接头；所述过渡侧板的中部均匀设置有用于安装所述液压接头的若干沉孔。

9.如权利要求1至8任一项所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述第一锁紧装置采用锁紧环，所述第二锁紧装置采用锁紧耳廓。

10.如权利要求1至8任一项所述的一种电液复合式水下控制装置，其特征在于，所述导向装置采用导向筒，定位装置采用喇叭口和定位孔。