全电水下控制装置和采油系统的制作方法

本发明涉及海洋石油工程装备领域，具体而言，尤其是一种全电水下控制装置和采油系统。

背景技术：

1、随着全球经济的发展，人们生活质量和水平的不断提高，人们对各种资源的使用量不断增加。油气资源作为主要资源之一，是保持经济发展和维持人们日常生活的重要保障。近年来，由于人类对油气资源开采的不断增加，陆上的油气源逐渐消耗殆尽，已经无法满足社会发展的需要，世界各国逐渐把目光投向广阔的海洋。

2、在海洋油气开采过程中，水下控制系统是整个采油系统的控制部分，是海洋石油开采的关键，对海洋石油开采有着不可或缺的作用。目前我国海洋石油的开采中电液复合式水下控制系统仍占主导地位，而随着勘探深度的不断增加，电液复合式水下控制系统暴露出响应慢、体积大、成本高昂、损耗严重、需频繁维护且污染环境等诸多问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种全电水下控制装置和采油系统，旨在解决电液复合式水下控制系统响应慢、体积大、成本高、损耗严重、需频繁维护且污染环境等问题。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、本发明提供一种全电水下控制装置，包括：

4、壳体，所述壳体上设置有第一光纤接头、湿式插拔电插座和至少一个第一电气接头，所述第一光纤接头用于与水上平台的控制系统连接，所述第一电气接头用于与所述水上平台的供电系统连接；

5、至少一个sem舱，所述sem舱设置在所述壳体内，且每个所述sem舱上均设置有第二光纤接头和第二电气接头，所述第二光纤接头与所述第一光纤接头连接，所述第二电气接头与所述第一电气接头连接；

6、多个驱动舱，多个所述驱动舱均设置在所述壳体内，且每个所述驱动舱上均设置有第三电气接头，所述第三电气接头与所述第一电气接头、所述第二电气接头以及所述湿式插拔电插座连接。

7、根据本发明提供的全电水下控制装置，还包括锁紧机构，所述锁紧机构设置在所述壳体上，且所述锁紧机构用于将所述壳体与采油树上的湿式插拔电插头锁紧或松开，当所述锁紧机构将所述壳体与所述湿式插拔电插头锁紧时，所述湿式插拔电插座与所述湿式插拔电插头插接连接。

8、根据本发明提供的全电水下控制装置，所述壳体包括：

9、顶板，所述第一光纤接头和所述第一电气接头设置在所述顶板上；

10、底板，所述湿式插拔电插座设置在所述底板上；

11、筒体，所述筒体设置在所述顶板和所述底板之间，所述sem舱和所述驱动舱均设置在所述筒体内。

12、根据本发明提供的全电水下控制装置，所述筒体内还设置有至少一层固定支架，所述sem舱设置在位于最上层的所述固定支架上，多个所述驱动舱分布在所述固定支架上。

13、根据本发明提供的全电水下控制装置，所述sem舱包括第一舱体和设置在所述第一舱体内的第一安装板，所述第一安装板上至少设置有sem舱供电电源、温湿度变送器、压力传感器、接线端子、plc模块和光纤通讯模块，所述sem舱供电电源连接在所述第二电气接头与所述接线端子之间，所述温湿度变送器、所述压力传感器、所述plc模块和所述光纤通讯模块均与所述接线端子连接，所述plc模块通过所述光纤通讯模块与所述第二光纤接头连接，所述plc模块还与所述温湿度变送器、所述压力传感器和所述第二电气接头连接。

14、根据本发明提供的全电水下控制装置，所述驱动舱包括第二舱体和设置在所述第二舱体内的第二安装板，所述第二安装板上至少设置有继电器、驱动器和驱动舱供电电源，所述第三电气接头、所述驱动舱供电电源、所述驱动器和所述继电器依次连接，所述继电器通过所述第三电气接头与所述湿式插拔电插座连接。

15、根据本发明提供的全电水下控制装置，所述壳体上还设置有压力补偿装置。

16、根据本发明提供的全电水下控制装置，所述壳体上还设置有堵头、注油孔和卸油孔。

17、根据本发明提供的全电水下控制装置，所述壳体上还设置有吊装接口。

18、本发明还提供一种采油系统，包括如上所述的全电水下控制装置。

19、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

20、本发明提供的全电水下控制装置，包括壳体、至少一个sem舱和多个驱动舱。壳体上设置有第一光纤接头、第一电气接头和湿式插拔电插座，第一光纤接头用于与水上平台的控制系统连接，第一电气接头用于与水上平台的供电系统连接。sem舱设置在壳体内，且每个sem舱上均设置有第二光纤接头和第二电气接头，sem舱的第二光纤接头与第一光纤接头连接，第二电气接头与第一电气接头连接。多个驱动舱均设置在壳体内，且每个驱动舱上均设置有第三电气接头，第三电气接头与第一电气接头、第二电气接头以及湿式插拔电插座连接。

21、工作时，将该全电水下控制装置与采油树连接。水上平台的供电系统通过第一电气接头、第二电气接头和第三电气接头向sem舱以及驱动舱供电，水上平台的控制系统通过光纤、第一光纤接头和第二光纤接头向sem舱发送控制指令，控制指令在sem舱内被转换为电信号，通过第二电气接头和第三电气接头进入到驱动舱内，驱动舱通过湿式插拔电插座向采油树上的水下阀门执行器发送对应的电信号，控制水下阀门执行器执行相应的动作，实现水下阀门的开闭。

22、本发明提供的全电水下控制装置，省去液压回路，极大地降低了设备成本，同时省去了管道液压油的使用，减少环境污染，与电液复合控制装置相比，在海底工作的深度更深，效率高，损耗小，响应速度快。

23、进一步地，在本发明提供的采油系统中，由于设置有如上所述的全电水下控制装置，因此，具有与如上所述相同的优势。

技术特征：

1.一种全电水下控制装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的全电水下控制装置，其特征在于，还包括锁紧机构，所述锁紧机构设置在所述壳体上，且所述锁紧机构用于将所述壳体与采油树上的湿式插拔电插头(500)锁紧或松开，当所述锁紧机构将所述壳体与所述湿式插拔电插头(500)锁紧时，所述湿式插拔电插座(321)与所述湿式插拔电插头(500)插接连接。

3.根据权利要求1所述的全电水下控制装置，其特征在于，所述壳体包括：

4.根据权利要求3所述的全电水下控制装置，其特征在于，所述筒体(330)内还设置有至少一层固定支架(340)，所述sem舱(100)设置在位于最上层的所述固定支架(340)上，多个所述驱动舱(200)分布在所述固定支架(340)上。

5.根据权利要求1～4任一项所述的全电水下控制装置，其特征在于，所述sem舱(100)包括第一舱体和设置在所述第一舱体内的第一安装板(130)，所述第一安装板(130)上至少设置有sem舱供电电源(140)、温湿度变送器(150)、压力传感器(160)、接线端子(170)、plc模块(180)和光纤通讯模块(190)，所述sem舱供电电源(140)连接在所述第二电气接头(120)与所述接线端子(170)之间，所述温湿度变送器(150)、所述压力传感器(160)、所述plc模块(180)和所述光纤通讯模块(190)均与所述接线端子(170)连接，所述plc模块(180)通过所述光纤通讯模块(190)与所述第二光纤接头(110)连接，所述plc模块(180)还与所述温湿度变送器(150)、所述压力传感器(160)和所述第二电气接头(120)连接。

6.根据权利要求1～4任一项所述的全电水下控制装置，其特征在于，所述驱动舱(200)包括第二舱体和设置在所述第二舱体内的第二安装板(220)，所述第二安装板(220)上至少设置有继电器(230)、驱动器(240)和驱动舱供电电源(250)，所述第三电气接头(210)、所述驱动舱供电电源(250)、所述驱动器(240)和所述继电器(230)依次连接，所述继电器(230)通过所述第三电气接头(210)与所述湿式插拔电插座(321)连接。

7.根据权利要求1～4任一项所述的全电水下控制装置，其特征在于，所述壳体上还设置有压力补偿装置(400)。

8.根据权利要求1～4任一项所述的全电水下控制装置，其特征在于，所述壳体上还设置有堵头、注油孔和卸油孔。

9.根据权利要求1～4任一项所述的全电水下控制装置，其特征在于，所述壳体上还设置有吊装接口(313)。

10.一种采油系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的全电水下控制装置。

技术总结本发明公开了一种全电水下控制装置和采油系统，包括壳体和设置在壳体内的至少一个SEM舱和多个驱动舱。工作时，水上平台的供电系统通过同时向SEM舱和驱动舱供电，水上平台的控制系统通过向SEM舱发送控制指令，控制指令在SEM舱内被转换为电信号，随即进入驱动舱内，驱动舱将电信号发送至采油树上的水下阀门执行器，控制水下阀门执行器执行相应的动作，实现水下阀门的开闭。本发明提供的全电水下控制装置，省去液压回路，极大地降低了设备成本，同时省去了管道液压油的使用，减少环境污染，与电液复合控制装置相比，在海底工作的深度更深，效率高，损耗小，响应速度快。技术研发人员：李达,安维峥,孙钦,贾鹏,侯广信,吴露,张妍,魏娟,王双成受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20