海洋石油水下电控系统主控站设计.pdf

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1、１１６０化工自动化及仪表第４２卷海洋石油水下电控系统主控站设计１２１１２２张汝彬王向宇刘冬冬苏锋马洪文王立权（１．海洋石油工程股份有限公司，天津３００４５１；２．哈尔滨工程大学，哈尔滨１５０００１）摘要对水下电控系统的主控站进行了设计，介绍了主控站的总体设计、软件设计和控制界面设计。关键词水下电控系统主控站水下分离器软件设计操作界面中图分类号ＴＨ８６２文献标识码Ｂ文章编号１０００-３９３２（２０１５）１０-１１６０-０５水下生产系统在海洋油气资源开发上具有巨由水上和水下两部分组成，其中水上部分包括主大的潜力，而且发展越来越成

2、熟，其显著的水下生控站、液压动力源和供电单元；水下部分是水下控［３］产技术优势和巨大而可观的经济效益得到世界各制模块（ＳＣＭ）。国大石油公司的广泛关注和不断应用。水下生产主控站是水下电控系统的中枢，所有的控制控制系统是保证水下生产系统协调运行的中枢，指令均由主控站下达，一方面，通过下指令给水下其运行的稳定性直接影响到水下生产系统的安采油控制模块，实现对水下各设备的控制，完成基全，而主控站的稳定运行是保证水下生产系统运本生产功能；另一方面，通过采集水下采油控制模［１］行稳定的关键。目前，这项技术被国外少数几块反馈上来的信号，监

3、视系统的运行情况，实现监个公司（如ＦＭＣ公司、Ａｋｅｒ公司、ＧＥ公司及控和报警。［２］Ｗｅａｔｈｅｒｆｏｒｄ公司等）垄断。笔者通过对国内外液压动力单元为水下采油设备提供动力支主控站的调研，基于水下分离器控制系统，设计了持。通过主控站的指令，液压动力单元提供高、低国内第一台水下控制系统主控站。压的液压油，保证各设备正常工作。①1水下电控系统总体构成供电单元为整个系统提供电源，也是非常重水下电控系统是水下生产系统的核心，其主要的一个组成部分。要功能是通过控制水下采油设备的阀门来实现整水下采油控制模块是连接主控站与水下各采个系统的

4、基本功能，如开采、运输、油水液三相分油设备之间的桥梁；一方面，水下采油控制模块接离及系统的启停等。另外，该系统还可以通过收收主控站的指令，控制各采油设备正常工作；另一集水下采油设备的信号来了解目前设备的运行状方面，还收集各采油设备的信号并反馈给主控站，况，实现实时监控及报警等功能。主控站通过分析实现监控与报警功能。水下电控系统总体分布如图１所示，该系统2主控站的总体方案主控站主要依托“十二五”海洋深水工程重大装备和配套工程技术项目，具体针对珠海测试基地水下生产试验系统设计并完成了测试用水下生产系统主控站，其具体要求为：主控站

5、对水下安装设备、水上液压动力源和电力电源提供完整的控制与监测。主控站可以通过电－液混合脐带缆对水下控制模块进行动力供给、控制、监测一体化作业，控制柜集成了工业计算机、平板显示器、鼠①收稿日期：２０１５-０８-１４（修改稿）图１水下电控系统总体分布基金项目：国家科技重大专项（２０１１ＺＸ０５０２７-００４）第１０期张汝彬等．海洋石油水下电控系统主控站设计１１６１［４］标、键盘和电力供给单元。ＴＰ７００触摸屏、Ｓ７-１２００ＰＬＣ、模拟量输入模块、工笔者设计的主控站包括工业网络交换机、控机、电力载波模块，其结构如图２所示。图２主

6、控站总体方案网络交换机把水下传输来的光纤信号转换为来的数据通过电力信号传输到水上来，同时把电以太网信号，然后传输给ＰＬＣ，ＰＬＣ对数据进行处力信号转换为以太网信号并传输给工控机。理后发送给工控机，传输过来的数据通过触摸屏主控站还可以通过网络交换机把以太网信号显示出来，同时触摸屏还可以进行紧急操作。转换为光纤信号，或者通过电力载波机把以太网ＰＬＣ不但采集水下传输过来的数据，同时还监测信号转换为电信号，从而把控制数据传送给水下主控站内的温度、湿度、电压和电流，并把数据传控制模块，进而控制水下设备。输给工控机。工控机对整个系统进行

7、监测和控3主控站的软件部分制。为了增加控制系统的可靠性，在水上与水下3．1水下分离器的工作过程控制系统的通信中，增加了电力载波模块，电力载图３所示为所要控制的水下分离器工艺简［５］波可以在光纤信号出现问题时，及时把水下传输图。图３水下分离器工艺简图１１６２化工自动化及仪表第４２卷水下井口出来的原油经过水下分离器的入口进入到分离器内，在分离器入口处有一个液控关断阀，用于控制原油进入分离器。此处还有两个压力传感器和两个温度传感器（互为冗余），用于检测入口原油的压力和温度。原油在进入分离器之前先对气体进行预分离，然后通过水下分离器

8、上部的旋流器进入到分离器内部，依靠重力进行油水分离，而未完全分离的气体此时也会进行分离，从分离器上部的气相出口出去。密度相对较大的水沉淀在下层，密度相对较小的油漂在水面上，当高度达到分离器堰板后流入右侧舱室。分离器上部有两个液位传感器，实时监测油相液位和油水界位，上部还有两个压力传感器和温