水下生产控制系统结构的设计与研究.pdf

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1、第52卷第3期石油化工自动化V01．52，No．32016年6月AUTOMATl0NINPETR0一CHEMICALINDUSTRYJun，2016水下生产控制系统结构的设计与研究谭壮壮，李小瑞，张凤红(中国石油集团海洋工程有限公司，北京100028)摘要：作为水下生产系统的重要组成部分，水下生产控制系统(sPcs)提供了数据采集、远程控制和异常情况监测处理等功能。为了满足SPCS在安全可靠性、经济性和可操作性等方面的要求，研究了SPCS的结构设计，介绍了SPCS的功能、组成，对比了独立式、平衡式、组合式和环式等多种SPCS结构的优缺点，分析了SPCS设计应考虑的因素。最后，得出了SP

2、CS结构设计的要点，可供SPCS设计参考。关键词：深水油气田开发水下生产系统水下生产控制系统控制系统结构中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1007—7324(2016)03—0013—05DesignandResearchonSubseaProductionControlSystemConfigurationTanZhuangzhuang，LiXiaorui，ZhangFenghong(ChinaNationalPetroleumOffshoreEngineeringCo．Ltd．，Beijing，100028，China)Abstracts：Asanimportantpa

3、rtofsubseaproductionsystem，subseaproductioncontrolsystem(SPCS)providesfunctionsincludingdataacquisition，remotecontrol，monitoringandtreatmentofabnormalsituation．Tomeetrequirementsofsafety，reliability，economyandoperability，configurationdesignofSPCSisstudied，functionsandcompositionofSPCSaredescribe

4、d，advantagesanddisadvantagesofvariousSPCSarchitecturesofindependent，balance，combinationandringarecompared，factorsconsideredfordesignareanalyzed．KeydesignpointsforSPCSarchitecturearedrawnwhichcanbeusedasre[erenceinSPCSdesign．Keywords：deep—wateroilfielddevelopment；subseaproductionsystem；subseaprod

5、uctioncontrolsystem：controlsystemconfiguration目前，水下生产系统已成为深水油气田开发中最常用的开发方式mJ。水下生产系统通过水下井口、水下生产设施、海底管线和脐带缆，将油气井生产的油气混合物输送至依托设施或陆上终端。水下生产系统能够适应深水油气田的开发，具有开发成本低、建设周期短、开发效益高的特点∽J。水下生产控制系统SPCS(subseaproductioncontrolsystem)是水下生产系统的重要组成部分，为水下生产提供安全、可靠、高效的数据采集和监控功能。SPCS通过控制水下采油树、水下管汇等水下设施来保证生产的安全进行，并对水

6、下仪表和各控制模块进行监控。SPCS通过控制网络与浮式生产储卸油船FPSO(floatingproductionstorageandoffloading，)、浮式生产装置FPU(floatingproductionunit)或陆上终端等依托设施的控制系统相连，向依托设施提供数据，并执行来自依托设施的操作指令睁川。SPCS的结构是指SPCS的控制设备在水下的分布方式、水下安装设备与上部安装设备的连接方式以及水下设备相互之间的连接方式等，主要包括独立式、平衡式、组合式、环形等结构。由于每个项目的控制距离、水下井口分布、依托设施各不相同，需要根据项目具体情况选择不同的SPCS结构。SPCS结

7、构的选择是SPCS设计初期的重点工作，不仅要满足生产系统的功能要求，还必须考虑职业健康、安全和环境(HSE)、可靠性、可操作性、经济性以及技术成熟度。笔者以目前较为常用的复合电液控制系统廿100为例，结合较为先进的水下生产控制系统uH2

8、，介绍了SPCS的基本组成、各种SPCS结构的优缺点以及设计时应考虑的因素。1水下生产控制系统的组成SPCS由上部安装的控制设备、水下安装的稿件收到日期：2015—12—25，修改稿收到日期：2016—03—2