水下控制模块的结构分析与设计

杨 安 王立权 苏 锋 李维天 陈 斌 马洪文

(1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；2.哈尔滨工程大学机电工程学院，哈尔滨 150001)

自20世纪60年代以来，国外水下采油技术突飞猛进，水下生产控制系统被用于控制采油生产时井口的压力和流量、清蜡及化学药剂注入等采油流程。目前复合电液控制方式是应用较广泛的一种控制方式，它将多个水下控制模块连接到同一根脐带缆的终端上，使操作者在岸上的工作站内可以对水下设备的各个阀门进行远程操作，水下设备上的传感器实时监测水下设备的工作状态，并将状态信息传送到岸上的主控站内，从而实现了对水下多口井的控制。该类控制系统的特点是响应速度快、传输距离长、易实现集中控制。水下控制模块是复合电液控制方式的重要组成部分，一般将其安装在水下采油树、水下分离器及管汇等水下设备上[1～3]。

1 水下控制模块的组成①

水下控制模块一般采用模块化设计，将内部器件集成在一个密封的壳体中，为了降低壳体的制造成本，壳体中充满矿物质油，用来平衡海水的压力。水下控制模块一般能够被重复利用，在水下能够被单独安装和取出，通过使用水下吊装工具和水下机器人将水下控制模块安装到水下采油树等设备上。

水下控制模块内部结构复杂，集机械、电气及液压等技术于一体(图1)，主要包括锁紧机构、换向阀、蓄能器、压力补偿器、深水液压接头、湿插拔电连接器及水下电子模块等，这些组件相互配合来控制水下采油设备。……