在海底使用的电子模块制造技术

本发明专利技术的主题为：“在海底使用的电子模块”。在海底使用的电子模块（4）在模块中的印刷电路板（8）上提供有振动传感器（7），用于感测模块的振动。模块通常是在海底烃类抽提井设施的控制系统中使用的海底电子模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在海底使用的电子模块，例如在烃类抽提井设施的控制系统中使用的海底电子模块。
技术介绍
在近海石油和天然气生产控制系统中，很多设备被装配在树状物(tree)上，安装在海床。典型的系统配置的主要设备包括 主控站(MCS)，其提供与海底设备的操作员界面，并显示各种地下设备、海底阀和传感器信息的当前状态，使得操作员能控制系统； 脐带线缆(umbilical cable),其将MCS连接到在海床安装的设备并且并入了将控制 信号输送到地下设备和将地下设备的状态信息传输给MCS的通信链路； 海底控制模块(SCM)，其接收来自MCS的命令并控制所有的海底过程，提供液压动力以促动阀并且将海底设备的状态数据和传感器的数据传送给MCS ； 海底电子模块(SEM)，其安置在SCM中，是安置了一组印刷电路板(PCB)的、基于微处理器的电子单元，其功能包括与MCS通信(从MCS接收控制信息，以及将传感器数据传送给MCS)、与地下传感器接口以及控制阀和液压装置；以及 安装在海床的树状物，其上安装有控制来自井的流体流动所需的地下电设备和液压设备以及传感器组，以确定圣诞树状物设备、井口组件和来自井的流体流动的状态。传感器组通常包括至少一个专用的振动传感器，该专用振动传感器检测树状物和安装在其上的设备的振动。这种传感器需要自有的电力、通信、线缆和连接器来将数据送到SEM。然而，与由实际设备(例如，安置在SCM中的设备)感测到的振动有关的数据的准确性不一定好。
技术实现思路
根据本专利技术，在一个方面，提供了一种在海底使用的电子模块，该模块在模块中的印刷电路板上提供有振动传感器，用以感测模块的振动。根据本专利技术，在另一个方面，提供了一种监测在海底使用的电子模块的振动的方法，该方法包括为模块提供在模块中的印刷电路板上的振动传感器以感测模块的振动。典型地，该模块是用以在海底烃类抽提井设施的控制系统中使用的海底电子模块。优选地，传感器包括三轴加速度传感器。优选地，将传感器并入集成电路。在这种情况下，集成电路典型地包括放大和处理来自传感器的信号的单元。本专利技术还包括一种用于海底烃类抽提井设施的控制系统，在位于设施的树状物处的海底控制模块中包括根据本专利技术的模块。在这种情况下，系统优选地包括将数据从传感器传送到诸如主控站或自动测试设备之类的更远位置的单元。附图说明图I示意地示出了并入本专利技术的烃类抽提井的控制系统的配置。具体实施例方式图I示意地示出了并入本专利技术的烃类抽提井设施的控制系统的上述配置。参考数字I指定MCS ;参考数字2指定脐带线缆；参考数字3指定SCM ;参考数字4指定SEM ;参考数字5指定树状物；以及参考数字6指定传感器组。SCM是有钢套管和金属底板的独立的密封单元，其通过一系列的螺栓固定到树状物5上。SEM 4其自身是沉重的金属单元，牢固地集成在SCM 3内部。然而，与上面所描述的相反，传感器组6不包括上述专用振动传感器。相反，本专利技术的实施例需要安装集成电路(IC) 7，它在安装到SEM 4中的PCB 8上并入了三轴振动传 感器。IC 7被足够坚固的电连接器机械固定到PCB 8上，且PCB 8自身设计为具有四个面的机械配合，并装配到固定到SEM结构上的足够坚固的电连接器中，使得由IC 7的振动传感器感测的力与应用到SEM自身上的力将具有非常直接的关系。更具体地，IC 7是这样的1C，其包括三轴加速度计，并且可以安装在PCB上并直接与PCB接口。IC通过在IC中的放大电路和模拟数字转换器将感测到的机械加速力转换成数据格式，数据格式在测试和鉴定期间通过通信链路(例如在脐带线缆2中的通信链路)传送到MCS I或自动测试设备(ATE)。这种设计方法不同于常规的将振动传感器直接物理安装在树状物上的方法，并且消除了对将通信和电力带到外部安装的振动传感器的外部线缆和连接器的需求，并提供了设备振动的更精确的测量。使用本专利技术的优点 由本专利技术支持的一些技术优点是去除了在海底环境中直接在树状物上安装振动传感器的需要；由于在海底环境中的线缆和连接器(这是常见故障点)的去除而带来的整体系统可靠性的增加；以及提供比树状物上安装的传感器更精确的设备(如SEM)振动的测量。一个附加的好处是，传感器可用于改善SEM的环境应力筛选(ESS)，并且也可以用作SEM鉴定测试。目前，较大的外部传感器安装在其中传感器能够人为扭曲结果的SEM上或SEM内的卡上。通过具有板上安装的传感器，能够准确感测板承受的实际振动。本专利技术在海底钻井控制系统以及生产系统中也可能是有用的。如果需要，检索的信息可用于设计改进的和更坚固的SEM。本专利技术支持的一些商业优点是由于不需要外部线缆和连接器而使设备成本降低；提高的可靠性，导致了整个生命周期成本的降低；使用更准确的振动数据作为改进的有计划的日常维护以及健康评估的设备状态的一部分，有助于降低成本；以及减少了用于SEM测试和鉴定的目的的大型外部传感器的需求和成本。权利要求1.一种在海底使用的电子模块，所述模块在所述模块的印刷电路板上提供有振动传感器，用以感测所述模块的振动。2.根据权利要求I所述的模块，所述模块是用以在海底烃类抽提井设施的控制系统中使用的海底电子模块。3.根据权利要求I或2所述的模块，其中所述传感器包括三轴加速度传感器。4.根据上述任一项权利要求所述的模块,其中所述传感器被并入集成电路中。5.根据权利要求4所述的模块，其中所述集成电路包括用于放大和处理来自所述传感器的信号的单元。6.一种用于海底烃类抽提井设施的控制系统，在位于所述设施的树状物处的海底控制模块中包括根据权利要求2或从属于权利要求2的权利要求3至5中任何一项的模块。7.根据权利要求6所述的系统，包括将数据从所述传感器传送到更远位置的单元。8.—种监测在海底使用的电子模块的振动的方法，所述方法包括为所述模块提供在所述模块中的印刷电路板上的振动传感器以感测所述模块的振动。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述模块是用于海底烃类抽提井设施的控制系统的海底电子模块。10.根据要求8或9所述的方法，其中所述传感器包括三轴加速度传感器。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述传感器被并入集成电路中。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述集成电路放大和处理来自所述传感器的信号。13.根据权利要求9或任何从属于权利要求9的权利要求10至12中任一项的方法，其中所述模块是在位于所述设施的树状物处的海底控制模块中。14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，包括将数据从所述传感器传送到更远位置。全文摘要本专利技术的主题为“在海底使用的电子模块”。在海底使用的电子模块(4)在模块中的印刷电路板(8)上提供有振动传感器(7)，用于感测模块的振动。模块通常是在海底烃类抽提井设施的控制系统中使用的海底电子模块。文档编号G05B19/04GK102890455SQ20121025498公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月23日 优先权日2011年7月21日专利技术者M.斯托克斯 申请人:韦特柯格雷控制系统有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在海底使用的电子模块，所述模块在所述模块的印刷电路板上提供有振动传感器，用以感测所述模块的振动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M斯托克斯，
申请(专利权)人：韦特柯格雷控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：