水下分離器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)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(chǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界發(fā)達(dá)國家。面對這種嚴(yán)峻形勢，對深海開采技術(shù)的研究對我國來說具有重大意義。在水下生產(chǎn)系統(tǒng)中，水下電控系統(tǒng)是核心，負(fù)責(zé)監(jiān)控整套系統(tǒng)的運(yùn)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(chǔ)。
　　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(fù)合式電液控制系統(tǒng)作為模型。
　　根據(jù)水下控制系統(tǒng)應(yīng)用于深海采油的實(shí)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(jìn)行了分析，進(jìn)行了硬件配置和軟件設(shè)計(jì)。
　　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(shè)計(jì)。主控站方面，對主控站的硬件進(jìn)行

3、了選型，主要包括西門子PLC、工控機(jī)IPC、不間斷電源UPS、供電電源、西門子網(wǎng)路交換機(jī)、電力載波模塊和人機(jī)界面，并對所選產(chǎn)品的性能特點(diǎn)進(jìn)行了分析。對主控站軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)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(jìn)行配置，完成水下電子模塊的電控設(shè)

4、計(jì)，進(jìn)而完成水下控制系統(tǒng)樣機(jī)的設(shè)計(jì)。
　　把樣機(jī)應(yīng)用于對水下分離器的控制。通過設(shè)計(jì)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(yàn)樣機(jī)與上海藍(lán)科高新公司設(shè)計(jì)的水下分離器樣機(jī)進(jìn)行了水池聯(lián)合調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，整套水下電控系統(tǒng)能夠完全監(jiān)測設(shè)備上的傳感器數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)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(nèi)。通過水池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了