[发明专利]水下全电采油树紧急备用控制系统

摘要

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种水下全电采油树紧急备用控制系统。水下全电采油树紧急备用控制系统，包括水面移动式备用控制单元、水面水声换能模块、水下水声换能模块、水下备用控制单元、水下机械手臂和水下阀门备用操作手柄；其中，水下备用控制单元，包括水下备用核心处理器模块、机械手臂多轴运动控制模块、水下充电锂电池组和机械手臂电动机驱动器组。当发生平台起火爆炸、动力电缆中断、核心处理器子系统完全失效等紧急情况，水下全电采油树控制系统无法控制水下全电采油树时，可以采用水下全电采油树紧急备用控制系统关闭水下全电采油树的水下阀门，实现安全关井，提高海洋石油开发的安全性。

主权项

一种水下全电采油树紧急备用控制系统，其特征在于：包括水面移动式备用控制单元、水面水声换能模块、水下水声换能模块、水下备用控制单元、水下机械手臂和水下阀门备用操作手柄；其中，水下备用控制单元，包括水下备用核心处理器模块、机械手臂多轴运动控制模块、水下充电锂电池组和机械手臂电动机驱动器组；水面移动式备用控制单元位于海洋石油平台或者备用船只上，水面水声换能模块放置到海平面以下浸泡在海水中，二者通过电缆相连；水下水声换能模块和水下备用控制单元均安装在水下全电采油树上，水下水声换能模块与水下备用控制单元内的水下备用核心处理器模块通过电缆相连；水下备用核心处理器模块与机械手臂多轴运动控制模块通过电缆相连，还与水下全电采油树控制系统的核心处理器子系统通过电缆相连；机械手臂多轴运动控制模块通过电缆分别与机械手臂电动机驱动器组内的六台永磁同步电动机驱动器相连，这六台电动机再分别通过电缆与水下机械手臂上的六台永磁同步电动机相连；当水下全电采油树控制系统无法控制水下全电采油树时，采用水下全电采油树紧急备用控制系统关闭水下全电采油树的水下阀门，实现安全关井，即操作人员在水面移动式备用控制单元上发出控制命令信号，水面水声换能模块将电信号转换成声波信号，传送给水下水声换能模块，水下水声换能模块再将声波信号转换成电信号，传送给水下备用核心处理器模块，水下备用核心处理器模块通过机械手臂多轴运动控制模块和机械手臂电动机驱动器组控制水下机械手臂上的永磁同步电动机，实现水下机械手臂的多自由度运动，从而控制水下机械手臂的夹具夹持并旋转水下阀门备用操作手柄，实现水下阀门的打开和关闭，保证油气生产安全；所述的水下全电采油树，包括树帽连接器、采油树树体、采油树连接器、一号管线连接器、二号管线连接器、化学药剂注入阀、生产主阀，生产翼阀、转换阀、环空主阀、温度‑压力一体化变送器和管线；所述的水下全电采油树控制系统，包括中央控制单元和水下动力与控制模块；中央控制单元，包括监控计算机、动力发送模块和平台通讯模块；水下动力与控制模块，包括动力接收模块、水下通讯模块、核心处理器子系统、多轴运动控制器子系统、数据采集与处理器子系统和电动机驱动器组；核心处理器子系统由四台核心处理器组成，多轴运动控制器子系统由两台多轴运动控制器组成，数据采集与处理器子系统由三台数据采集与处理器组成，电动机驱动器组由五台永磁同步电动机驱动器组成。