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ii:人学流体传动与控制W家®点实验室，中M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、r并减少费川，在不考虑脐带缆液感的影响f，对脐带缆的液容和液阻进行研究得出了脐带缆的频域集屮参数数学校型。利川该数学校型和海底原汕水下生产系统问断T作的特性，提出了利川液压动力单元和海底分配单元之问的脐带缆的液容效应和蒂能器组合方式來对近海水下原汕采汕树液压控制系统的流量进行优化设汁的方法优化脐带缆尺寸。研究衣明脐带缆的瞬吋等效液附

2、明显的减少了，胳带缆的液容补偿效应和蓄能器的组合人人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：频域集屮参数数学校型：液界补偿效应；等效液阻ResearchonthecapacitanceeffectofumbilicalhydrauliclinesintheoffshoresubseaChristmastreehydrauliccontrolsystemGaoshengLUO*,LinyiGU,LinLI,ShilunLIStateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmi

3、ssionandControl,ZhejiangUniversity，Hangzhou,China,310027ABSTRACT：TooptimizetheumbilicallinedesignoftheOffshoreSubseaChristmasTreeControlSystem(OSCTCS)andreduceitscost,amathematicallumpedparametermodelinfrequencydomainoftheumbilicalisdevelopedinignoranceofhydraulici

4、nductance.Takingadvantageoftheintermittentflow-rateneedoftheOSCTCSandthehydrauliccapacitancecompensationeffectofthelongumbilicallinesbetweentheHydraulicPowerUnit(HPU)andtheSubseaDistributeUnit(SDU)combiningwithasubseaaccumulatortooptimizethesystem’sflowcapacityandt

5、heumbilicallinedesign，anoffshorehydraulicsystemdesignmethodispresented.Thestudyresultsshowthattheinstantaneousequivalenthydraulicresistancesoftheumbilicalarereducedandthecombinationofthehydrauliccapacitanceandtheaccumulatorcapacitancecouldenhancetheumbilical’sflowc

6、apacity.Keywords:offshoresubseaChristmastreehydrauliccontrolsystem;umbilicalline;mathematiclumpedparametermodelinfrequencydomain;hydrauliccapacitancecompensationeffect;equivalenthydraulicresistance大多数近海汕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汕树，压力油则巾距水下生产系统几T米甚至上万米的原汕生产平台上的液压

7、动力单元(HydraulicPowerUnit)提供，,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，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)主耍是由电液控制换阀组成的，用来控制采汕树上执行器的动作，如控制原汕输送系统的闸随卜.的液Ik缸开启和关闭，来打开和关闭闸阀。由于儿千甚至上万米长的脐带缆的沿程液阻很人，脐带缆的截流严重，按照传统的设计77法

8、根裾执行器的流ffl需求选用脐带缆的直径会很大；凼于脐带缆长度长，费用高［31［4］，因此不能按照传统的设计方法來设计近海水下原汕采汕树液压控制系统的脐带缆。木文通过研究近海水下原汕采汕树液压控制系统的工作特性，即控制系统的执行器流量需求的间歇性，以及执行器连续动作之闯的时叫叫隔长，能够保