[发明专利]深水测试管柱安全装置先导液压控制系统

说明书

本发明涉及海洋油气开发领域，公开了一种深水测试管柱安全装置先导液压控制系统，包括地面控制平台、地面液压动力单元、水下液压控制系统、液压执行器和脐带系统。根据作业工艺需要或在特殊工况下，地面控制平台控制地面液压动力单元中的液压油和化学试剂供给，经脐带系统传输到水下液压控制系统中，将其中水下蓄能器组的高压液压油导通，实现对液压执行器的驱动，本发明实现由地面对液压执行器的先导液压控制，有效提高了深水测试管柱安全装置的可控距离，且具有成本低，结构简单，可靠性高等特征，可以更好地保障深水测试安全作业。

技术领域

本发明涉及一种深水测试管柱安全装置控制系统，属于海洋油气开发领域。

背景技术

目前，深水测试作业平台一般采用半潜式钻井平台或钻井船等浮式结构物，受海上风、浪、涌和海流影响，平台会发生升沉、横摇等运动，与之相连的深水测试管柱将会发生偏移、断裂和爆炸等危险情况，此时为了避免发生人员伤亡、财产损失和环境污染等严重事故，必须及时将测试深水测试管柱上下分离，并封堵内部高压油气。

深水测试管柱安全装置位于深水测试管柱串下部，由水下测试树连接器、水下测试树安全阀、止回阀组成，其中水下测试树连接器用于实现深水测试管柱的解脱，水下测试树安全阀用于剪切油管、电缆和对下部油气进行封堵，止回阀安装位于水下测试树连接器上部，在水下测试树连接器断开连接前，需先关闭止回阀，实现对上部油气的封堵和泄掉内部压力。而深水测试管柱安全装置先导液压控制系统就是应用于该套装置，该控制系统需要实现针对不同作业情况完成指定流程，控制对象包括水下测试树连接器液压缸、水下测试树安全阀液压缸、水止回阀液压缸。

在近50年海洋油气开发过程中,深水测试管柱安全装置控制系统在欧美国家已拥有了较为成熟的研究,并广泛应用于西非、巴西、爱尔兰、安哥拉等深水油气测试作业过程中，目前主要有直接液压控制系统、先导液压控制系统、电液控制系统和全电控制系统。

我国深水测试研究起步较晚，深水测试作业主要依靠国外测试公司，国外对于关键技术的垄断与封闭大大阻碍了我国深水测试发展，这导致我国对于深水测试管柱安全装置控制系统的研究几近空白，现在已经在水下测试树、止回阀等的机械结构上开展了一些简化和优化设计，但并没有与之匹配的控制系统。

所提出的深水测试管柱安全装置先导液压控制系统能满足以下需求：

1.能实现地面平台对深水测试管柱安全装置的直接控制，并能监测系统压力；

2.能够实现深水测试管柱安全装置的解脱与重新连接，能够在不同作业情况下实现不同解脱动作；

3.能够实现对水下测试树安全阀腔室的化学试剂填充，防止水合物生成；

4.能够适配现在国内优化后的深水测试管柱安全装置。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题在于针对国内对于深水测试管柱安全装置控制系统研究几近空白这一现状，提出一种先导液压控制系统，实现对国内简化和优化后的液压执行器的适配，具有结构简单、成本低、可靠性高等特征，能够实现深水测试管柱安全装置的解脱和重新连接。

1.一种深水测试管柱安全装置先导液压控制系统，其特征在于，包括：地面控制平台（0-1）、地面液压动力单元（0-2）、水下液压控制系统（0-3）、液压执行器（0-4）和脐带系统（0-5）。所述的地面控制平台（0-1）包括电源接触器（1）串口服务器（2）、地面控制面板（3）、交换机(4)、下位机（5）、继电器（6）、电磁换向阀（7）和液压站（20）；所述的地面液压动力单元（0-2）包括水下测试树动力单元（8）、止回阀动力单元（9）、化学试剂动力单元（10）和回油站（11）；所述的水下液压控制系统（0-3）包括回油路（12）、止回阀控制回路（13）和水下测试树控制回路（17）；所述的液压执行器（0-4）包括止回阀（14）、水下测试树连接器（15）和水下测试树安全阀（16）；所述的脐带系统（0-5）包括脐带缆（18）和脐带缆绞车（19）。