一种水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，包括：液压动力站、高压舱、供油脐带管、水下分配模块、水下控制模块、执行器模块、回油脐带管、高压舱回油管，其中，液压动力站分别通过高压舱供油管与高压舱、供油脐带管连接，供油脐带管与水下分配模块入口连接，水下分配模块出口分别与水下控制模块、执行器模块连接，执行器模块与回油脐带管相连，回油脐带管与高压舱回油管连接，高压舱回油管与液压动力站相连，通过上述连接构成一液压控制系统物理仿真试验系统。本发明专利技术作为水下生产设施液压控制系统的试验平台，可以较为精确的完成对实际工程中，整个水下液压控制系统的模拟与研究。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及试验系统，尤其涉及一种用于对水下生产设施液压控制统进行模拟试验的水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统。属于海洋石油工程领域。
技术介绍
目前，水下生产设施主要采用液压控制方式来实现水下生产的远程操作。水下生产设施液压控制系统主要用于控制水下生产设施上采油树执行器的动作，进而控制采油树闸阀和井下安全阀的开关，完成原油输送、化学物质注射和安全生产切断等。液压控制系统的主要组成部分有液压动力站HPU(Hydraulic Power Unit)、 脐带管缆(Umbilical)、水下分配模块SDU(Subsea Distribution Unit)、水下控制模块 SCM(Subsea Control Model)及执行器(Actuator)，其中，执行器包括典型的失效安全执行器和井下安全阀。液压动力站(HPU)是给液压系统提供动力的液压动力单元，它有一个高压油源和一个低压油源，分别接在脐带管中高、低压供油管上。液压油通过较长距离的供油管，经由水下液压分配单元(SDU)传送到水下控制模块(SCM)，水下控制模块(SCM)上设有控制执行器的液压阀组。由液压阀组引出的液压管线直接控制水下生产设施(如水下采油树阀门或管汇)上的液压执行器，控制液压阀的开关，从而达到控制工艺流体通断的目的。其中，高压液压系统主要用于控制井下安全阀，低压系统主要用于控制泥面以上的设施。水下生产设施液压控制系统分为开式与闭式两种类型，开式液压控制系统与闭式液压控制系统相比区别在于取消了回油脐带管，系统回油直接排入海中。在液压系统的设计过程中，需通过对实际系统的模拟来分析液压系统中主要元件对液压系统性能的影响，为关键元件的参数合理选取提供依据。由于海洋油气开发具有投资高、风险大、产出高的特点，如直接将水下液压元件放置于海底进行试验，其风险太大，且随着开发水深的不断增加，深海的试验环境与水面上的试验环境存在明显差异，而不同的试验环境对水下液压元件的性能有着极大的影响，这给试验系统的搭建带来了极大的不便。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其作为水下生产设施液压控制系统的试验平台，可以较为精确的完成对实际工程中，整个水下液压控制系统的模拟与研究。本专利技术的目的是由以下技术方案实现的一种水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其特征在于包括液压动力站、高压舱、供油脐带管、水下分配模块、水下控制模块、执行器模块、回油脐带管、高压舱回油管，其中，液压动力站分别通过高压舱供油管与高压舱、供油脐带管连接，供油脐带管与水下分配模块入口连接，水下分配模块出口分别与水下控制模块、执行器模块连接，执行器模块与回油脐带管相连，回油脐带管与高压舱回油管连接，高压舱回油管与液压动力站相连，通过上述连接构成一液压控制系统物理仿真试验系统。所述高压舱供油管与高压舱、供油脐带管之间通过穿舱液压管线接口相连；供油脐带管通过一串接深水蓄能器的油路与水下分配模块入口连接；回油脐带管通过穿舱液压管线接口与高压舱回油管连接。所述水下控制模块包括一组两位三通电液换向阀及控制执行器模块，其中，每个两位三通电液换向阀对应控制一个执行器模块。所述执行器模块包括间阀与一液压缸或球阀与液压缸组合，液压缸中设有开启腔、关闭腔及弹簧腔，其中，液压缸开启腔与关闭腔之间设有一活塞，液压缸伸出杆与闸阀或球阀的阀杆相连；弹簧腔中安装有一复位弹簧，液压缸弹簧腔上联接一个压力补偿器。所述液压缸关闭腔通过一依次串接开闭式系统转换阀和回油皮囊的油路与管道终端或回油脐带管相连。所述串接开闭式系统转换阀为两位三通电磁换向阀。所述水下控制模块中的两位三通电液换向阀的P 口与水下分配模块出口相连，两位三通电液换向阀的T 口与执行器模块中的液压缸关闭腔连接；两位三通电液换向阀的A 口与液压缸开启腔连接，液压缸弹簧腔与压力补偿器连接，液压缸关闭腔与回油脐带管相连；两位三通电液换向阀的信号线集成之后，通过穿舱水密接插件与设在高压舱外的信号发生器相连。所述高压舱为超高压容器，其中，舱盖上安装有穿舱液压管线接口与穿舱水密接插件，将控制流体和控制信号分别传入舱内液压系统中；水下蓄能器为超高压囊式不锈钢蓄能器。所述水下分配模块为多油路集成块，包括一条主油路和数个分支油路，主油路为入口，分支油路为出口。所述液压动力站包括油箱部装、吸油过滤器、超高压柱塞泵、超高压溢流阀、超高压单向阀、电动机、超高压蓄能器、超高压过滤器、超高压节流阀、超高压减压阀、手动换向阀、低压节流阀、耐震压力表、涡轮流量计、快速接头，其中，电动机与超高压柱塞泵连接，吸油过滤器安装于超高压柱塞泵与油箱部装之间，超高压柱塞泵出口处并联超高压溢流阀， 超高压柱塞泵通过一条依次串接有超高压单向阀、超高压蓄能器、超高压过滤器、超高压节流阀、超高压减压阀的油路连接至手动换向阀的P 口，手动换向阀的T 口通过低压节流阀连接至油箱部装，手动换向阀的A 口通过一串接有耐震压力表、涡轮流量计、快速接头的油路连接至高压舱供油管，手动换向阀的B 口与高压舱回油管相连。本专利技术的有益效果本专利技术由于采用上述技术方案，其作为水下生产设施液压控制系统的试验平台，可以较为精确的完成对实际工程中，整个水下液压控制系统的模拟与研究。下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术进行详细说明。 附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为本专利技术开式系统结构示意图。图3为本专利技术闭式系统结构示意图。图中主要标号说明1.油箱部装、2.吸油过滤器、3.超高压柱塞泵、4.超高压溢流阀、5.超高压单向阀、6.电动机、7.超高压蓄能器、8.超高压过滤器、9.超高压节流阀、10.超高压减压阀、 11.手动换向阀、12.低压节流阀、13.耐震压力表、14.涡轮流量计、15.快速接头、16.高压舱供油管、17.高压舱回油管、18.穿舱液压管线接口、19.穿舱水密接插件、20.供油脐带管、21.水下蓄能器、22.水下分配模块、23.水下控制模块、24.两位三通电液换向阀、25.执行器模块、26.压力补偿器、27.活塞、28.液压缸开启腔、29.液压缸弹簧腔、30.液压缸伸出杆、31.液压缸关闭腔、32.开闭式系统转换阀、33.管道终端、34.回油皮囊、35.回油脐带管、36.信号线、37.信号发生器、38.高压舱、39.液压动力站。具体实施例方式如图1所示，本专利技术包括液压动力站39、高压舱供油管16、高压舱38、供油脐带管20、水下蓄能器21、水下分配模块22、水下控制模块23、执行器模块25、开闭式系统转换阀32、回油皮囊34、回油脐带管35、高压舱回油管17、信号发生器37，其中，液压动力站39 分别通过高压舱供油管16与高压舱38、供油脐带管20连接，高压舱38、供油脐带管20与高压舱供油管16之间通过穿舱液压管线接口 18相连，供油脐带管20通过一串接水下蓄能器21的油路与水下分配模块22入口连接，水下分配模块22出口与水下控制模块23中两位三通电液换向阀M的P 口相连，两位三通电液换向阀M的T 口与执行器模块25中的液压缸关闭腔31连接，两位三通电液换向阀M的A 口与液压缸开启腔观连接，液压缸弹簧腔四与压力补偿器26连接，液压缸关闭腔3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其特征在于包括液压动力站、高压舱、供油脐带管、水下分配模块、水下控制模块、执行器模块、回油脐带管、高压舱回油管，其中，液压动力站分别通过高压舱供油管与高压舱、供油脐带管连接，供油脐带管与水下分配模块入口连接，水下分配模块出口分别与水下控制模块、执行器模块连接，执行器模块与回油脐带管相连，回油脐带管与高压舱回油管连接，高压舱回油管与液压动力站相连，通过上述连接构成一液压控制系统物理仿真试验系统。2.根据权利要求1所述的水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其特征在于所述高压舱供油管与高压舱、供油脐带管之间通过穿舱液压管线接口相连；供油脐带管通过一串接深水蓄能器的油路与水下分配模块入口连接；回油脐带管通过穿舱液压管线接口与高压舱回油管连接。3.根据权利要求1所述的水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其特征在于所述水下控制模块包括一组两位三通电液换向阀及控制执行器模块，其中，每个两位三通电液换向阀对应控制一个执行器模块。4.根据权利要求1所述的水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其特征在于所述执行器模块包括间阀与一液压缸或球阀与液压缸组合，液压缸中设有开启腔、关闭腔及弹簧腔，其中，液压缸开启腔与关闭腔之间设有一活塞，液压缸伸出杆与闸阀或球阀的阀杆相连；弹簧腔中安装有一复位弹簧，液压缸弹簧腔上联接一个压力补偿器。5.根据权利要求4所述的水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其特征在于所述液压缸关闭腔通过一依次串接开闭式系统转换阀和回油皮囊的油路与管道终端或回油脐带管相连。6.根据权利要求5所述的水下生产设施液压控制系统物理仿真试验系统，其特征在于所述串接开闭式系统转换阀为两位三通电磁换向阀。7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：周美珍，顾临怡，程寒生，王宇臣，李林，徐鹏，杜浩博，高明，琚选择，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，海洋石油工程股份有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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