水下分離器控制系統(tǒng)設計與實驗研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，能源的消耗量與日俱增。作為主要能源之一的石油天然氣資源，其陸地及近海產量正在逐漸減少。深海中富含豐富的油氣資源，所以深海開采將成為日后獲取油氣資源的主要方法。而我國作為石油消耗的大國，在深海開采方面的研究幾乎是空白，遠遠落后于世界發(fā)達國家。面對這種嚴峻形勢，對深海開采技術的研究對我國來說具有重大意義。在水下生產系統(tǒng)中，水下電控系統(tǒng)是核心，負責監(jiān)控整套系統(tǒng)的運行及保證其正常的工作。本文主要研究一套完整的水下電控系統(tǒng)，為

2、我國開展深海開采工作奠定基礎。
　　論文介紹了水下控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出了本課題研制的水下控制系統(tǒng)采用復合式電液控制系統(tǒng)作為模型。
　　根據(jù)水下控制系統(tǒng)應用于深海采油的實際工作需要，確定了水下控制系統(tǒng)的總體方案，并對水下控制系統(tǒng)的工作原理和功能進行了分析，進行了硬件配置和軟件設計。
　　水下控制系統(tǒng)的核心是主控站和水下控制模塊。論文從主控站和水下電子模塊展開了對水下控制系統(tǒng)的設計。主控站方面，對主控站的硬件進行

3、了選型，主要包括西門子PLC、工控機IPC、不間斷電源UPS、供電電源、西門子網(wǎng)路交換機、電力載波模塊和人機界面，并對所選產品的性能特點進行了分析。對主控站軟件進行了設計，確定了主控站的軟件功能圖。分析了主控站的操作顯示和管理系統(tǒng)以及主控站的通信過程，提出了課題對主控站的功能需求。水下電子模塊方面，設計了水下電子模塊的電控系統(tǒng)，完成了各元器件的選型。然后再對水下電子模塊的I/O模塊、通訊接口、供電單元等進行配置，完成水下電子模塊的電控設

4、計，進而完成水下控制系統(tǒng)樣機的設計。
　　把樣機應用于對水下分離器的控制。通過設計一套模擬信號發(fā)生裝置，完成了在水下環(huán)境對水下分離器工作過程的控制。
　　將研制的水下控制系統(tǒng)試驗樣機與上海藍科高新公司設計的水下分離器樣機進行了水池聯(lián)合調試。實驗結果表明，整套水下電控系統(tǒng)能夠完全監(jiān)測設備上的傳感器數(shù)據(jù)及實時控制水下液控閥門，且通過PID控制算法，能夠把油相液面、油水界面及分離器壓力穩(wěn)定控制在穩(wěn)態(tài)欲量內。通過水池聯(lián)合實驗，驗證了