水下生产系统的设计和应用.pdf

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1、第４４卷第５期船海工程Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．５２０１５年１０月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＯｃｔ．２０１５ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１-７９５３．２０１５．０５．００７水下生产系统的设计和应用吴永鹏（中海油能源发展股份有限公司湛江采油服务文昌分公司，广东湛江５２７０５４）摘要：针对开发３００ｍ以上的深水海域，传统的导管架平台开发方式已经不适用的问题，对南海某气田水下生产系统的设计和应用进行总结，该套水下生产系统已经在南海使用，目前运行情况良好。关键词：水下生产系统；水下控制系统；脐带缆；混

2、合电液中图分类号：Ｕ６６２；Ｐ７５４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１-７９５３（２０１５）０５-００２５-０３要开发深海资源，特别是３００ｍ水深以下的平台、ＦＰＳＯ或经海底管线外输回陆地终端。石油天然气资源，就得应用新科技新技术。水下２）水下卫星井产出油气不经管汇，直接由立生产系统技术是开发深水油气田和海洋边际油气管输往浮式生产系统或平台。田的“利器”。开发３００ｍ水深以下的油气田若３）管汇和丛式井。分散单个或多个卫星井再沿用导管架平台的开发方式，导管架的投资将分别回接到海底管汇。非常巨大，很不经济；而且国内外建造３

3、００ｍ以上４）各卫星井和丛式井的井液汇集到水下管导管架经验很少，需要承担极大的技术风险。水汇外输。下生产系统无疑为中国深水油气田开发提供了新５）综合开发模式。以上几种开发模式混合思路。使用。１水下生产系统２水下控制系统1．1水下生产系统的组成2．1水下控制方式典型的水下生产系统由水下控制系统、水下水下控制系统按照水下驱动方式，有以下３采气（油）树、水下井口、脐带缆、水下管汇、水下种控制方式：①直接液压控制方式；②全电气控制连接器，以及跨接管等组成。水下控制系统主要方式；③混合电液控制方式。是控制水下阀门；水下采气（油

4、）树和水下井口一直接液压控制，脐带缆中的液压管直接连接起就是采气树的整体；脐带缆主要是提供混合电到采气树上每个阀门的执行器上，通过按照在上液，打开各种阀门；水下管汇就是个中继站，通过部组块的井口控制盘直接控制阀门的开关。水下连接器和跨接管将多个井口的油气汇聚起来全电气控制，顾名思义，此控制方式不在需要送入海管。液压动力，阀门执行器由原来的液压驱动变成为1．2水下生产系统的基本开发方式电机驱动。根据具体油气田地质油藏特点和开发策略，混合电液控制系统采用了先进的数字复合技应用水下生产系统进行海上油气田的开发已经形［１］术

5、，在单根电缆上长距离传输信号。上行信号用成了多种应用模式，目前常见的５种模式如下。于遥测大量水下数据，如压力、温度、阀门状态等，１）水下卫星井产出油气。从各卫星井通过下行信号用于控制大量的水下电磁执行机构，这海底管线／跨接汇集到水下管汇，通过立管输送到些电磁执行机构经液压放大驱动液压阀门和油嘴。所以混合电液控制系统可以实现远距离遥测收稿日期：２０１５－０７－３０和遥控，并且该系统可以随意扩展，根据不同的水修回日期：２０１５－０９－０１第一作者简介：吴永鹏（１９８３－），男，硕士，工程师下需求和生产状态连接不同的传感和

6、执行机构。研究方向：海洋油气田开发工程项目管理目前国际主要的水下控制系统是混合电液控制技E-mail：ｗｙｐ１１４ｃｎｏｏｃ＠１６３．ｃｏｍ；ｗｕｙｐ５＠ｃｎｏｏｃ．ｃｏｍ．ｃｎ术。２５２０１５年船海工程吴永鹏：水下生产系统的设计和应用第５期第４４卷2．2水下生产系统的设备组成信号线可以将水下生产系统安装的压力、温度传水下控制系统包括水上的设备和水下的设感器数据实时传输给水面监控设备。备。３）化学药剂注入。气田使用的化学药剂主安装于水上的设备包括主控制系统（ＭＣＳ）、要是甲醇。化学药剂通过脐带缆中的化学药剂管电源模块

7、（ＥＰＵ）、液压动力单元（ＨＰＵ）、上部脐线分别注入到采气树、井下、海底管线内。带缆终端（ＴＵＴＡ）。４）紧急关断功能。当平台ＭＣＳ发出紧急关安装于水下的设备包括水下控制模块（ＳＣＭ）、断指令时，信号通过脐带缆中的信号线将指令信水下脐带缆终端（ＳＵＴＵ）、跨接缆（ＨＦＬ＆ＥＦＬ）。号传输给水下的ＳＣＭ来关断水下井口设备；当水水上与水下设备间的电气，通信和液压是通过一下井口发生紧急关断时，就会将报警和关断信号根混合了液压管线和电缆的脐带缆来实现。传输给平台ＭＣＳ，ＭＣＳ将信号传输给中控室。3．2该气口水下控制系统３水下

8、生产系统应用该气田投产使用的水下采气树由以下主要设目前国内自主设计和建造的第一个水下生产备组成：水下控制模块（ＳＣＭ）、主控制站（ＭＣＳ）、系统在南海某气田成功投产，该设备运行状态良脐带缆终端分水上和水下（ＴＵＴＡ／ＳＵＴＵ）；液压动好。力单元（ＨＰＵ）、电力动力单元（ＥＰＵ）。该气田３口水下生产系统都采用混合电液控３．２．１主控制站（ＭＣＳ）