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水下生产控制系统电源及通信分析

当前栏目:行业动态日期:2019-4-10 9:26:49浏览量:39

在海洋油气资源开发中,从水面采油平台到水下采油系统涉及到许多技术领域。在海上油气田(特别是深水油气田)的勘探开发中,油气的生产、处理和输送都是通过水下生产系统完成的。水下采油系统是深水油气田的重要开发模式之一,是海上油气资源开发的新技术。水下生产控制系统的发展经历了直接液压控制、先导液压控制、顺序液压控制、直接电液控制和复合电液控制等几个重要阶段。其中,复合电液控制是目前的主流控制方式,特别适合深水和大型油气田的开发。

复合电液控制系统的最大特点是动力单元和水下微处理电子模块(sem),它通过动力单元(电力单元)传递主控制台(mc)发出的指令,在epu中的调制解调器被编码、按下并加载到脐带电缆中的电力电缆中,用于电力载波传输、海底控制模块、scm)内部的sem调制解调器解码、计算、传递和执行mc命令,控制油树阀门,并收集、分析和上载水下设备的监测仪器数据。这意味着复杂的电液系统将更多地涉及到配电和耗电问题。当水下油气井为气井或自喷井时,只有水下生产控制系统在早期的油气场生产中需要电力供应。通过对水下生产控制系统的电力和通信系统的常规分析,验证了含有冗余载波通信的脐带中的电源是否满足要求。

1复合电液水下生产控制系统的组成

该复合电液控制系统由水和水两部分组成,水部分为:MCS、不间断电源(不间断电源、UPS)、EPU、液压单元(液压动力单元、HPU、化学剂单元(化学注入单元、CIU)。电缆上端子总成(顶部脐带终端总成,TUTA和紧急停机系统(E-紧急关闭,ESD)等;水下部分包括:水下脐带终端单元(海底脐带终端单元,SUTU),水下脐带终端连接器(脐带端头,UTH),液压分配单元(液压分配单元,HDU),配电单元(配电单元)。和水下控制模块(SCM)。图1是复合电液水下控制系统的框图.从图中可以看到。1、EPU在MCS和单片机之间提供通信接口和电源,为每一单片机提供双电源和通信通道;EPU将信号加载在电力线上与单片机通信,由平台上的UPS供电,然后通过脐带电缆向水下设备提供电源,包括SEM、电磁阀和压力和温度传感器。

EPU不仅可以为水面MCS、HPU、CIU和水下单片机提供双通道电源,还可以通过其内部调制解调器实现MCS与单片机之间的电力载波通信。EPU的内部冗余模块(A、≈、B)分别连接到单相交流220V、频率50/60 Hz的不间断电源上。EPU是作为一个完全封闭的标准19英寸的机柜与机架隔间设计。输出电路包括主电源电路、水线上输出模块和水下输出模块。EPU内部放置升压隔离变压器、线路绝缘监测仪器、电压和电流监测仪器、短路保护及相关控制和仪器。

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2目标油田基本参数设置

假设目标油田的主要水下设备包括:8棵水下采油树、1根水下生产终端管(pepline末端歧管,plem)、1根水下生产中心管水槽、1根苏图、1根15公里长的主脐带电缆、2个油田内脐带电缆,8个60米电力飞行电缆(efl),1个条约30公里海底管道。该系统由690v交流电源(50hz)供电。scm和mc通过一个电力载波(二进制相移键控bpsk,波特率9600)进行通信。最大允许通信信号在4至30千赫的频率范围内衰减。35db.bpsk(bpsk移位键)通信可以成功地在scm和mc 2方向上运行,误差小于0.2<unk;GT;。


水下生产控制系统电源及通信分析-文章结束
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