近海水下生产原油采油树控制系统脐带缆液容补偿研究

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1、近海水下生产原油采油树控制系统脐带缆液容补偿研究近海水下原油采油树液压控制系统脐带缆液容效应研究罗高生,顾临怡,李林,李世伦（浙江大学流体传动与控制国家重点实验室，中国杭州,310027）摘要:为优化近海水下原油采油树液压控制系统脐带缆尺寸并减少费用，在不考虑脐带缆液感的影响下，对脐带缆的液容和液阻进行研究得出了脐带缆的频域集中参数数学模型。利用该数学模型和海底原油水下生产系统间断工作的特性，提出了利用液压动力单元和海底分配单元之间的脐带缆的液容效应和蓄能器组合方式来对近海水下原油采油树液压控制系统的流量进行

2、优化设计的方法优化脐带缆尺寸。研究表明脐带缆的瞬时等效液阻明显的减少了，脐带缆的液容补偿效应和蓄能器的组合大大增强了脐带缆的过流能力。关键词：近海水下原油采油树液压控制系统；脐带缆；频域集中参数数学模型；液容补偿效应;等效液阻ResearchonthecapacitanceeffectofumbilicalhydrauliclinesintheoffshoresubseaChristmastreehydrauliccontrolsystemGaoshengLUO*,LinyiGU,LinLI,ShilunLI

3、StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversity,Hangzhou,China,310027———————————————————————————————————————————————ABSTRACT：TooptimizetheumbilicallinedesignoftheOffshoreSubseaChristmasTreeControlSystem(OSCTCS)andreduceitscost,amathe

4、maticallumpedparametermodelinfrequencydomainoftheumbilicalisdevelopedinignoranceofhydraulicinductance.Takingadvantageoftheintermittentflow-rateneedoftheOSCTCSandthehydrauliccapacitancecompensationeffectofthelongumbilicallinesbetweentheHydraulicPowerUnit(HPU

5、)andtheSubseaDistributeUnit(SDU)combiningwithasubseaaccumulatortooptimizethesystem'sflowcapacityandtheumbilicallinedesign,anoffshorehydraulicsystemdesignmethodispresented.Thestudyresultsshowthattheinstantaneousequivalenthydraulicresistancesoftheumbilica

6、larereducedandthecombinationofthehydrauliccapacitanceandtheaccumulatorcapacitancecouldenhancetheumbilical’sflowcapacity.Keywords:offshoresubseaChristmastreehydrauliccontrolsystem;umbilicalline;mathematiclumpedparametermodelinfrequencydomain;hydrauliccapacit

7、ancecompensationeffect;equivalenthydraulicresistance大多数近海油气田水下生产系统的液压控制系统都采用执行器就地控制水下采油树，压力油则由距水下生产系统几千米甚至上万米的原油生产平台上的液压动力单元（HydraulicPowerUnit）提供[1][2]，如图1所示。利用脐带———————————————————————————————————————————————缆将水面的液压单元（HUP）与海底分配单元（SubseaDistributeUnit）连接起来

8、，水下分配单元（SDU）是一个多路分配器将水下各个井口的海底执行器控制单元(SubseaControlModule)连接在一起，执行器控制单元（SCM）主要是由电液控制换向阀组成的，用来控制采油树上执行器的动作，如控制原油输送系统的闸阀上的液压缸开启和关闭，来打开和关闭闸阀。作者简介：罗高生，男，1975年12月生，浙江大学机械电子工程专业博士生，主要从事海底原油水下生产系统、水下运载器及其作业工具