[发明专利]一种水下井口分布式完修井控制系统

说明书

本发明提供了一种水下井口分布式完修井控制系统，属于海洋油气钻采和自动化控制技术领域，包括MCS主控站橇装系统、HPU液压动力单元橇装系统和水下采油设备构成；MCS主控站撬装系统通过电液管线分别与HPU液压动力单元撬装系统和水下采油设备连接；MCS主控站橇装系统分别与HPU液压动力单元橇装系统以及水下采油设备联通并实现通讯；MCS主控站橇装系统作为供电和主控制站，用于给HPU液压动力单元橇装系统和水下采油设备供给电源；HPU液压动力单元橇装系统作为液压站，用于给水下采油树供给液压源。本发明能够解决深水水下生产系统使用中电源、液压源、正压气源的供给问题，能够实现数据监控、记录、远传、交互，水下SCM深水控制模块供电和控制等问题。

技术领域

本发明属于海洋油气钻采和自动化控制技术领域，尤其是涉及一种水下井口分布式完修井控制系统。

背景技术

我国南海油气资源占国内油气总量的1/3，其中70％蕴藏在300m水深之下，极少开发使用。国产深水水下生产系统的使用和水面远程控制系统的开发，成为了今后国内海洋油气采集的主要方向。

目前完修井作业MCS和HPU系统多为一体式连体设计，设备尺寸大，重量重，不便于海洋平台现场设备布置和吊装作业，且采用单电源设计、单电源制式适配，PLC系统大多采用非冗余设计，上位系统网络采用星形或者菊花链式设计，可靠性差，主服务器一般采用常规单系统设计。网络层面上采用的单层网络，未对现场设备层和上位控制层进行隔离，存在网络风暴可能，且MCS和HPU无法实现独立运行，不具备ROV信号与控制系统同步能力等。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种水下井口分布式完修井控制系统，能够解决水下采油树完修井控制系统使用中设备风险集中、可靠性差，局部故障后影响整个系统正常运行，且MCS和HPU无法单独运行、设备尺寸大、不便于吊装和现场甲板布置的问题，能够保障人员和设备工作环境，能够实现数据监控、记录、远传、交互，实现对水下SCM深水控制模块的供电和控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种水下井口分布式完修井控制系统，包括MCS主控站橇装系统、HPU液压动力单元橇装系统和水下采油设备构成；所述MCS主控站撬装系统通过电液管线分别与HPU液压动力单元撬装系统和水下采油设备连接；所述MCS主控站橇装系统分别与HPU液压动力单元橇装系统以及水下采油设备联通并实现通讯；

所述MCS主控站橇装系统作为供电和主控制站，用于给所述HPU液压动力单元橇装系统和水下采油设备供给电源；所述HPU液压动力单元橇装系统作为液压站，用于给水下采油树供给液压源。

进一步的，所述水下采油设备包括水下采油树、SCM水下控制模块、THRT油管悬挂器运行工具和TH油管挂，四项设备安置在水下井口位置且分别通过电液管线或脐带缆与所述MCS主控站撬装系统和HPU液压动力单元撬装系统连接。

进一步的，所述MCS主控站撬装系统内部设置有SPCU水下电源通讯单元，所述SPCU水下电源通讯单元和SCM水下控制模块通过脐带缆连通，同时所述SPCU水下电源通讯单元为SCM水下控制模块实现电源供给与数据通讯。

进一步的，所述MCS主控站撬装系统包括采油树控制模式和坐落管柱控制模式。

进一步的，所述采油树控制模式具体为，MCS主控站撬装系统通过SPCU水下电源通讯单元和SCM水下控制模块进行数据交互控制实现水下采油树上的PMV生产主阀、PWV生产翼阀、AMV环空主阀、AWV环空翼阀、CIV化学注入阀、XOV交叉阀、SCSSV地面控制井下安全阀的打开或关闭，所述SPCU水下电源通讯单元通过与SCM水下控制模块实时通讯，用来监视生产通道上的PPTT生产压力和温度变送器以及环空通道上的APTT压力和温度传感器；