用于海洋油气生产的水下电子模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于海洋油气生产的水下电子模块，包括：电子舱体，为一承压密封舱体，用于放置及密封所有电子设备；电接头，安装在电子舱体底部，用于给电子舱体内电子设备与舱外电子设备的连接提供接口；支架，置于电子舱体内部，用于固定所有电路板以及提供散热功能；电子功能模块，安装于支架上，用于提供水下电子模块的数据采集、指令接收及执行和通信功能；电源模块，置于支架上，用于给电子功能模块提供工作电源；变压器，固定于支架上，用于对供电电压进行降压，同时提供变压与电气隔离的作用。本实用新型专利技术提出的用于海洋油气生产的水下电子模块，满足了海洋环境中对设备的高压、高寿命的要求。

Underwater electronic module for marine oil and gas production

The utility model discloses an underwater electronic module for the production of marine oil and gas, including an electronic cabin, a pressurized and sealed cabin, used for placing and sealing all electronic equipment; an electrical connector, installed at the bottom of the electronic hatch, to provide an interface to the connection of electronic equipment in the electronic cabin to the outer electronic equipment. The frame, placed inside the electronic cabin, is used to fix all the circuit boards and provide heat dissipation. The electronic function module is installed on the support to provide data acquisition, instruction receiving, execution and communication functions of underwater electronic modules; power module is placed on the support to provide work power for the electronic function module. The transformer is fixed on the bracket, which is used to step-down the power supply voltage and provide the function of transformer and electrical isolation. The utility model provides an underwater electronic module for offshore oil and gas production, which satisfies the requirements of high pressure and high life for the equipment in the marine environment.

【技术实现步骤摘要】
用于海洋油气生产的水下电子模块
本技术涉及油气开发
，尤其涉及一种用于海洋油气生产的水下电子模块。
技术介绍
水下生产系统的油气开发需要通过水下控制系统来完成监测控制，而水下控制模块是水下控制系统的核心设备，其安装于水下采油树或水下管汇之上。现行的主流水下控制系统的控制方式是复合电液控制，其特点是水下控制模块中含有水下电子模块和液压功能模块。水下电子模块是复合电液控制系统中的核心设备，内部包含一些电子模块来执行某些专用功能，例如控制电液换向阀DCV（directionalcontrolvalve）以及采集温度、压力、流量等生产数据。根据海洋油气生产需求，水下电子模块需要在海底稳定运行20年以上，对系统的可靠性要求严格。目前，国内能够满足海洋油气生产要求的水下电子模块产品还处在研制阶段。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种用于海洋油气生产的水下电子模块，旨在满足海洋环境中对设备的高压、高寿命的要求。为实现上述目的，本技术提供一种用于海洋油气生产的水下电子模块，包括：电子舱体，为一承压密封舱体，用于放置及密封所有电子设备；电接头，安装在所述电子舱体底部，用于给电子舱体内电子设备与舱外电子设备的连接提供接口；支架，置于所述电子舱体内部，用于固定所有电路板以及提供散热功能；电子功能模块，安装于所述支架上，用于提供水下电子模块的数据采集、指令接收及执行和通信功能；电源模块，置于所述支架上，用于给电子功能模块提供工作电源；变压器，固定于所述支架上，用于对供电电压进行降压，同时提供变压与电气隔离的作用。优选地，所述电子舱体包括筒体以及固定于筒体两端的上端盖和下端盖，上端盖和下端盖通过螺栓与筒体连接并通过密封圈密封，电接头安装于下端盖上，上端盖上设有吊装孔、充填接口以及用于与水下控制模块芯轴支架固定的螺纹孔，下端盖上设有泄放接口。优选地，所述充填接口和泄放接口上均安装有单向阀门。优选地，所述支架包括相对设置的顶板和底板、连接顶板和底板的两挡板以及连接两挡板的电子模块支撑板，所述电子功能模块安装于电子模块支撑板上，底板上设有用于与下端盖连接的供螺栓穿过的通孔。优选地，所述底板上固定有用于容纳变压器的变压器保护罩，该变压器保护罩上设有穿越孔。优选地，所述上端盖内侧设有定位槽，顶板上设有与定位槽适配的定位销。优选地，所述电子模块支撑板设置有多块，电子模块支撑板横向或倾斜设置。优选地，所述电子功能模块包括：CPU模块，用于水下电子模块的指令控制、操作控制以及数据处理；串口模块，用于提供标准接口以与外部传感器实现通信；电磁阀驱动模块，用于提供电液换向阀驱动信号；模拟量模块，用于采集模拟量信号并与水下电子模块内外部模拟传感器连接；通信模块，用于提供水下电子模块与水上设备的通信；电源模块，用于对CPU模块、模拟量模块、电磁阀驱动模块和串口模块进行供电；所述通信模块、模拟量模块、电磁阀驱动模块、电源模块和串口模块均与CPU模块连接。优选地，所述电源模块包括：整流单元，用于将水上提供的交流电源整流成直流电源；滤波单元，用于将所述整流单元整流后的直流电源进行滤波，提供高质量直流电源；变压单元，用于将所述滤波单元滤波后的直流电源转换成不同电压等级的低压直流电源，给CPU模块、模拟量模块、电磁阀驱动模块和串口模块供电；所述整流单元、滤波单元和变压单元依次连接。本技术提出的水下电子模块，将支架放置于电子舱体中，电子功能模块安装于支架上，其具有体积小、功耗低、安全稳定、使用寿命长、结构简单的优点，满足了海洋环境中对设备的高压、高寿命的要求。附图说明图1为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块的剖视结构示意图；图2为图1所示的A处的放大结构示意图；图3为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块中上端盖的结构示意图；图4为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块中下端盖的结构示意图；图5为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块中支架的结构示意图；图6为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块中顶板的结构示意图；图7为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块中底板的结构示意图；图8为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块中支架在B－B方向的剖视结构示意图；图9为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块第一实施例中电子功能模块的架构框图；图10为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块第二实施例中电子功能模块的架构框图；图11为本技术用于海洋油气生产的水下电子模块第三实施例中电子功能模块的架构框图。图中，1-筒体，2-上端盖，3-下端盖，4-支架，5-电接头，6-螺栓，7-密封圈，8-螺纹孔，9-吊装孔，10-充填接口，11-泄放接口，12-顶板，13-挡板，14-底板，15-定位销，16-电子模块支撑板，17-变压器保护罩，18-穿越孔，19-通孔。本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，在本技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。参照图1至图8，一种用于海洋油气生产的水下电子模块，包括：电子舱体，为一承压密封舱体，用于放置及密封所有电子设备；电接头5，安装在电子舱体底部，用于给电子舱体内电子设备与舱外电子设备的连接提供接口；支架4，置于电子舱体内部，用于固定所有电路板以及提供散热功能；电子功能模块，安装于支架4上，用于提供水下电子模块的数据采集、指令接收及执行和通信功能；电源模块，置于支架4上，用于给电子功能模块提供工作电源；变压器，固定于支架4上，用于对供电电压进行降压，同时提供变压与电气隔离的作用。水下电子模块无风扇设计，采用铝合金制成的支架以及外壳散热。电子舱体内充满一个大气压的氮气，用于防潮与防氧化，保护电子舱体内电子元器件，提高水下电子模块的使用寿命和可靠性。具体地，电子舱体包括筒体1以及固定于筒体1两端的上端盖2和下端盖3，上端盖2和下端盖3通过螺栓6与筒体1连接并通过密封圈7（橡胶O型圈）密封，电子舱体承受外部液体压力达到35MPa，适用于水深不超过3000米的深水环境。电接头5安装于下端盖3上，上端盖2上设有吊装孔9（用于水下电子模块安装、拆卸时吊装使用）、充填接口10（用于向电子舱体中充装氮气）以及用于与水下控制模块芯轴支架固定的螺纹孔8，下端盖3上设有泄放接口11。充填接口10和泄放接口11上均安装有单向阀。上端盖2外围一周均匀分布6个（不局限6个）螺栓6，用于连接上端盖2与筒体1。结合参照图5至图8，支架4包括相对设置的顶板12和底板14、连接顶板12和底板14的两挡板13以及连接两挡板13的电子模块支撑板16，电子功能模块安装于电子模块支撑板16上，底板14上设有用于与下端盖3连接的供螺栓穿过的通孔19。底板14上固定有用于容纳变压器的变压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于海洋油气生产的水下电子模块，其特征在于，包括：电子舱体，为一承压密封舱体，用于放置及密封所有电子设备；电接头，安装在所述电子舱体底部，用于给电子舱体内电子设备与舱外电子设备的连接提供接口；支架，置于所述电子舱体内部，用于固定所有电路板以及提供散热功能；电子功能模块，安装于所述支架上，用于提供水下电子模块的数据采集、指令接收及执行和通信功能；电源模块，置于所述支架上，用于给电子功能模块提供工作电源；变压器，固定于所述支架上，用于对供电电压进行降压，同时提供变压与电气隔离的作用。

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋油气生产的水下电子模块，其特征在于，包括：电子舱体，为一承压密封舱体，用于放置及密封所有电子设备；电接头，安装在所述电子舱体底部，用于给电子舱体内电子设备与舱外电子设备的连接提供接口；支架，置于所述电子舱体内部，用于固定所有电路板以及提供散热功能；电子功能模块，安装于所述支架上，用于提供水下电子模块的数据采集、指令接收及执行和通信功能；电源模块，置于所述支架上，用于给电子功能模块提供工作电源；变压器，固定于所述支架上，用于对供电电压进行降压，同时提供变压与电气隔离的作用。2.如权利要求1所述的用于海洋油气生产的水下电子模块，其特征在于，所述电子舱体包括筒体以及固定于筒体两端的上端盖和下端盖，上端盖和下端盖通过螺栓与筒体连接并通过密封圈密封，电接头安装于下端盖上，上端盖上设有吊装孔、充填接口以及用于与水下控制模块芯轴支架固定的螺纹孔，下端盖上设有泄放接口。3.如权利要求2所述的用于海洋油气生产的水下电子模块，其特征在于，所述充填接口和泄放接口上均安装有单向阀门。4.如权利要求2所述的用于海洋油气生产的水下电子模块，其特征在于，所述支架包括相对设置的顶板和底板、连接顶板和底板的两挡板以及连接两挡板的电子模块支撑板，所述电子功能模块安装于电子模块支撑板上，底板上设有用于与下端盖连接的供螺栓穿过的通孔。5.如权利要求4所述的用于海洋油气生产的水下电子模块，其特征在于，所述底板上固定有用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文，宋安阳，苏强，叶道辉，何平，
申请(专利权)人：中石化江钻石油机械有限公司，中石化石油机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42