水下控制模块对接盘对中锁紧机构设计

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1、水下控制模块对接盘对中锁紧机构设计梁斌张鹏举饶斌美钻能源科技（上海）有限公司摘要：对水下控制模块（SubseaControlModule,SCM）的功能、结构和安装对接过程进行分析，设计一套利用机械死点的滑块连杆机构为工作原理的新型的水下控制模块对屮锁紧机构，从而实现水下控制模块各个快插的连接，为采油树水下控制模块及相关产品的国产化开发应用积累了经验。关键词：水下控制模块（SCM）;对中;锁紧;解锁;机构设计;作者简介：梁斌（1975-），男，高级工程师收稿日期：2017-06-20基金：工业和信息化部科研项目

2、（2014[509]号文）“水下控制系统对接盘、锁紧机构研制”DesignofCenter-AligningandLockingMechanisminSubseaControlModuleLIANGBinZHANGPengjuRAOBinMSP/DRILEX（Shanghai）Co.，Ltd.;Abstract：Thefunction,structureandinstallationoftheSubseaControlModule(SCM)areanalyzed.Anewsetofcenter-aligning

3、andlockingmechanismwithadeadpointandsliderlinkageasexecutivemechanismisdesigned,whichenablestheconnectionofallcouplingsinSCM.ItproviolesexperienceforthelocalizationdevelopmentandapplicationoftheSCMofthesubseaX-mastreeanditsrelatedproducts.Keyword：SubseaContr

4、olModule(SCM);center-aligning;locking;unlocking;mechanismdesign;Received：2017-06-200引言在海洋油气田(特别是深水/超深水油气田)的勘探开发过程中，石油、天然气的产量控制、分离处理和海底长距离输送等操作均通过水不生产系统完成，并在水下生产控制系统的控制下，实现从海底输送到海面依托设备或陆上终端设备。水下控制系统是水下生产系统的重要组成部分，为保证水下油气田的安全运行，须对水下生产控制系统进行安全有效的控制Ikll。水下控制模块(S

5、ubseaControlModule,SCM)是水下生产系统的控制核心部件之一，它根据水面发出的控制指令实现相应的水下监控。SCM安装在水不采油树等设备的水下控制模抉基座(SubseaControlModuleMountingBase,SCMMB)上，SCM控制采油树上安装的液控闸阀和水面控制井下的安全阀，同时监控采油树上安装的生产或环空侧的压力传感器、压力温度传感器及井下压力温度传感器等。水下控制系统对接盘及其锁紧机构是水下控制系统的关键技术。0前国际主流的SCM，在水卜‘安装过程屮大都通过水卜遥挽机器人(R

6、emotelyOperatedVehicle,R0V)辅助，使用钢丝绳便能完成SCM的水下安装和取回。SCM须具备可回收和重复安装的功能，可通过水下控制系统对接盘的水下对接(SCM和SCMMB的水下对接)实现。对接盘对接完成后进行机械锁紧，即完成各类水下液压快插和水下电连接器的连接，以便更好地实现各个控制功能［5-7］。本项目针对500m水深水下控制系统的需求，突破深水环境下深水控制系统对接盘和锁紧机构的设计、制造、测试关键技术，完成500m深水控制系统对接盘、锁紧机构工程样机的研制［8］。1总体结构设计SCM

7、采用的模块化设计以及整体安装、取回方式，使其成为一种可回收并且可以重复使用的独立单元设备，在深水中通过R0V的辅助将水下控制模块安装并锁紧到水下采油树等设备上。SCM设罝有导向对中装罝，便于SQ1与SCMMB进行自动对中，同时可以有效防止出现多路液压/电气接头的错插。在SCM底部安装定位销的基础上增加引导装置，引导装置在对接盘对接前实现引导定位。对接盘上安装有6个四通快插、3个回油液压快插、1套4芯湿式插拔电连接器、1套12芯湿式插拔电连接器，可以实现多路液压/电气接头的自动对中及锁紧。机械锁紧机构是SCM的关

8、键部件:在运输过程中可以通过锁紧机构将SCM锁紧在运输框架上，在方便运输的同时降低底板上安装的各类液压和电气接失等重要零部件遭到损坏的可能性;在安装过程中，通过ROV给锁紧机构施加一个轴向力使液压/电气接头完全配合安装到位，实现多路液压/电气回路导通。对接盘锁紧机构总体结构如图1所示。图1对接盘锁紧机构总体结构下载原图图2上对接盘俯视图下载原图上对接盘俯视图如图2所示，下对接盘俯视图如