一种集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施的制作方法

本发明属于海洋石油工程，尤其涉及一种集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施。

背景技术：

1、水下生产系统是深海油气田开发的必备技术，也是开发浅水边际油气田和受限区域油气田的有效手段，已在国内外得到了广泛应用，是未来海洋油气田开发生产的关键技术。水下分配、控制和监测设施是水下生产系统中重要的组成部分，如采用独立的模块安装到水下，不仅会增加各设备间的界面，还会增加各设备在水下的连接时间，使得海上施工的风险和费用大大增加。此外，水下生产设施长期在恶劣的水下环境运行和服役，在水面上或者陆地上很难实时掌握他们的运行状态，通常需要采用水下机器人或者潜水员定期去巡检。一方面需要动员多功能或者饱和潜水支持船，花费的费用较多；另一方面动员船舶、设备、人员需要一定的周期，一旦出现应急情况，不能及时准确的对水下设施进行观察和操作。

2、因此，亟需设计一种集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，解决以上提到的采用独立模块导致水下生产系统维护和操作不便的问题。

技术实现思路

1、为解决背景技术中提及的采用独立模块导致水下生产系统维护和操作不便的技术问题，提供一种集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，以解决上述的问题。

2、为实现上述目的，本发明的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施的具体技术方案如下：

3、一种集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，包括防沉板基础，防沉板基础上设有分配系统、控制系统、监测系统以及流体输送模块，分配系统分别与监控系统、控制系统和流体输送模块连接，控制系统与流体输送模块连接，以对水下生产系统进行集成和控制。

4、进一步，分配系统包括水下液压分配装置和水下电力分配装置，水下液压分配装置上分别连接有水下多路液压连接器和水下采油树，以将液压分配给水下多路液压连接器和水下采油树，水下采油树与流体输送模块连接，以将采集的油气输出到流体输送模块；

5、水下电力分配装置上连接有水下脐带缆终端，水下电力分配装置分别与水下采油树、控制系统和监控系统连接，以将来自水下脐带缆终端的电力和信号分配给水下采油树、控制系统和监控系统并将控制系统和监测系统采集的信号返回给水下脐带缆终端，水下脐带缆终端与水下液压分配装置连接，以将电力和信号传递给水下液压分配装置，水下脐带缆终端上连接有水上脐带缆终端，以接收返回给水下脐带缆终端的信号。

6、进一步，控制系统包括水下控制单元，水下电力分配装置与水下控制单元连接，以为水下控制单元提供电力，水下控制单元与水下多路液压连接器连接，以控制水下多路液压连接器，控制系统通过水下控制单元与流体输送模块连接。

7、进一步，流体输送模块设有主管，主管一端与海底长输管道连接，主管远离海底长输管道的一端连接有盲法兰，主管上连接有支管，支管上设有水下液动闸阀，以控制支管的启闭，支管在水下液动闸阀的上游依次设有水下多相流量计、水下温度压力传感器、rov操作水下闸阀以及水下连接器，水下连接器上连接有水下跨接管，水下跨接管与水下采油树连接，水下控制单元分别与水下液动闸阀、水下多相流量计和水下温度压力传感器连接。

8、进一步，监控系统包括水下cctv和水下声矢量探测器，水下脐带缆终端上连接有水下路由器，水下路由器分别与水下cctv和水下声矢量探测器连接。

9、进一步，rov操作水下闸阀与水下连接器间设有焊颈法兰，以使水下连接器与支管可拆卸连接。

10、进一步，主管与支管之间通过t型变径三通连接，以调节主管和支管的相对高度。

11、进一步，盲法兰可与水下清管器接收装置连接，以对海底长输管道进行清管、干燥和惰化。

12、进一步，防沉板基础上设有立柱，立柱上可拆卸连接有防渔网和落物保护罩，防渔网和落物保护罩上设有套筒，套筒与立柱套接，以将防渔网和落物保护罩与防沉板基础固定。

13、进一步，防渔网和落物保护罩上开设有顶部第一开门结构，以对水下控制单元进行回收和维护；

14、防渔网和落物保护罩上开设有顶部第二开门结构，以对水下路由器进行回收和维护；

15、防渔网和落物保护罩上开设有侧面第一开门结构，以对水下电力分配装置和水下cctv进行维护；

16、防渔网和落物保护罩上开设有侧面第二开门结构，以对水下声矢量探测器进行维护；

17、防渔网和落物保护罩上开设有侧面开窗结构，以对水下采油树进行观察。

18、本发明的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施具有以下优点：

19、1、本发明将分配系统、控制系统、监测系统通过设备底座与流体输送模块共同安装在同一防沉板基础的上部，可通过同一防渔网和落物保护罩进行防护，且关键设备都支持水下机器人或者潜水员进行独立回收，进而实现了分配、控制、监测系统与水下设施集成的有益效果。

20、2、本发明具备液压和电力分配、远程应急关断、温度压力和视频实时监测、单井生产流体计量等多种功能，能够在水面上或者陆地上实时掌握水下设施的状态，在应急情况下，可准确及时的做出决策并完成对水下设施的关停或操作，也可为水下生产系统未来的数字化及数字孪生发展提供技术支撑。

21、3、本发明的流体输送模块的主管的可直接与海底长输管道进行连接；支管高度可通过与变径三通连接的直管段进行调节，且在水下连接器出现故障的情况下，可以通过拆除水下连接器与rov操作水下闸阀间的焊颈法兰，将水下连接器整体从防沉板基础上拆除，然后直接通过新预制的水下连接器进行更换，通过新预制的水下连接器及其上连接的水下跨接管将支管与水下采油树进行连接，提高了水下设施的可维护性。

技术特征：

1.一种集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，包括防沉板基础，防沉板基础上设有分配系统、控制系统、监测系统以及流体输送模块，分配系统分别与监控系统、控制系统和流体输送模块连接，控制系统与流体输送模块连接，以对水下生产系统进行集成和控制。

2.根据权利要求1所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，分配系统包括水下液压分配装置和水下电力分配装置，水下液压分配装置上分别连接有水下多路液压连接器和水下采油树，以将液压分配给水下多路液压连接器和水下采油树，水下采油树与流体输送模块连接，以将采集的油气输出到流体输送模块；

3.根据权利要求2所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，控制系统包括水下控制单元，水下电力分配装置与水下控制单元连接，以为水下控制单元提供电力，水下控制单元与水下多路液压连接器连接，以控制水下多路液压连接器，控制系统通过水下控制单元与流体输送模块连接。

4.根据权利要求3所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，流体输送模块设有主管，主管一端与海底长输管道连接，主管远离海底长输管道的一端连接有盲法兰，主管上连接有支管，支管上设有水下液动闸阀，以控制支管的启闭，支管在水下液动闸阀的上游依次设有水下多相流量计、水下温度压力传感器、rov操作水下闸阀以及水下连接器，水下连接器上连接有水下跨接管，水下跨接管与水下采油树连接，水下控制单元分别与水下液动闸阀、水下多相流量计和水下温度压力传感器连接。

5.根据权利要求4所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，监控系统包括水下cctv和水下声矢量探测器，水下脐带缆终端上连接有水下路由器，水下路由器分别与水下cctv和水下声矢量探测器连接。

6.根据权利要求4所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，rov操作水下闸阀与水下连接器间设有焊颈法兰，以使水下连接器与支管可拆卸连接。

7.根据权利要求4所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，主管与支管之间通过t型变径三通连接，以调节主管和支管的相对高度。

8.根据权利要求4所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，盲法兰可与水下清管器接收装置连接，以对海底长输管道进行清管、干燥和惰化。

9.根据权利要求5所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，防沉板基础上设有立柱，立柱上可拆卸连接有防渔网和落物保护罩，防渔网和落物保护罩上设有套筒，套筒与立柱套接，以将防渔网和落物保护罩与防沉板基础固定。

10.根据权利要求9所述的集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，其特征在于，防渔网和落物保护罩上开设有顶部第一开门结构，以对水下控制单元进行回收和维护；

技术总结本发明公开了一种集成分配、控制和监测系统的智能化水下设施，属于海洋石油工程技术领域，包括防沉板基础，防沉板基础上设有分配系统、控制系统、监测系统以及流体输送模块，分配系统分别与监控系统、控制系统和流体输送模块连接，控制系统与流体输送模块连接，以对水下生产系统进行集成和控制。本发明将分配系统、控制系统、监测系统通过设备底座与流体输送模块共同安装在同一防沉板基础的上部，可通过防渔网和落物保护罩进行防护，且关键设备都支持水下机器人或者潜水员进行独立回收，进而实现了分配、控制、监测系统与水下设施集成的有益效果。技术研发人员：石磊,何宁,张飞,陈斌,张大为,邢广阔,杨成鹏,杨安,王长涛,曹永,王凤云,范玉杨,李丽娜,孙雪梅,高岳松受保护的技术使用者：海洋石油工程股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18