Design and Experimental Investigation for Subsea Control Module Test System

As a core part of subsea production systems,subsea control modules(SCMs)are costly,difficult,and expensive to install and inconvenient to use in underwater maintenance.Therefore,performance and function tests must be carried out before launching SCMs.This study developed a testing device and an SCM test by investigating SCMs and their underwater.The testing device includes four parts:a hydraulic station,an SCM test stand,a signal generating device,and an electronic test unit.First,the basic indices of the testing device were determined from the performance and working parameters of the SCM.Second,the design scheme of the testing device for the SCM was tentatively proposed,and each testing device was designed.Finally,a practical measurement of the SCM,in combination with the hydraulic station,SCM test stand,signal generator,electronic unit,and highpressure water tank,was carried out according to the test requirements.The measurement mainly involved equipment inspection before testing and an experimental test for the SCM.The validity and feasibility of the testing device and method were simultaneously verified through an association test.

水下控制模块安装工具结构设计与对接精度分析

水下控制模块是水下生产系统的关键部件,针对水下控制模块在水下如何精准、高效、安全地实现回收和再安装工作的问题,本文设计了一种水下控制模块安装工具。对此安装工具进行了机械结构的设计,将安装工具各部分结构在工作过程中的作用进行了介绍。针对安装工具能够顺利完成水下控制模块的安装,基于安装工具各部分结构对接精度关系分析,通过数学建模与仿真分析,得到影响水下控制模块安装精度的原因,设计合理的安装精度参数。将仿真分析得到的数据与设计参数相比较,可证明水下控制模块的结构设计能满足水下控制模块的对接定位精度要求。结果表明:各精度参数满足水下控制模块安装工具设计要求,在此设计参数下安装工具能够完成水下控制模块的精确安装。

浅水受限区水下油气田开发方案

针对国内浅水油气资源开发环境影响及空间受限等问题,本文提出了国产浅水水下生产系统的总体设计方案。通过对浅水水下生产系统关键设备结构进行分析,提出了一种满足受限区海域开发要求的环境友好型设计思路。结果表明:通过系统和总体布置的设计,国产浅水水下生产系统与深水相比在单体重量、作业方式、维护检修方面更加经济。

国产水下生产系统在渤海油田的首次应用

为了突破外国的技术限制,实现国产化水下油气生产技术的顺利实现,因此有必要开展对国产化水下油气生产技术的研究。文章概括了中国水下油气生产装置的研究开发历程,并阐述了全水式、电液复合式和全电式等水下生产系统的主要运行模式和特征,并归纳出各生产装置的主要优势与缺陷。以流花11-1油气田、流花16-2/20-2/21-2油田群、陵水17-2气田等为主要技术平台,进行了渤海首次国产水下油气生产系统的试验应用,基本概括了渤海首次的水下油气工程技术特征,并对通讯不稳定问题解决方案进行验证,最后并对其应用前景进行了展望。

水下控制系统测试台设计及试验研究

针对水下控制模块测试需求,文中设计了一种多功能水下控制模块测试台。水下控制模块(SCM)作为水下生产系统的核心部分,其安装成本高、难度大,且不便于在水下维护,因此,在其入水前必须对其进行严格的功能测试,确保在水下工作的可靠性。首先,对关于水下控制模块测试的相关技术和标准进行研究,得出水下控制模块在测试台上进行的测试主要包括内部静水压力测试、液压内部泄漏测试和液压系统功能测试;然后,基于被测水下控制模块的性能指标对测试台的机械结构和液压系统进行了设计,并对上述测试内容的测试方法进行了研究;最后,通过试验对测试台的测试功能进行验证。文中研究为我国设计和研制国产水下生产系统测试设备提供了宝贵经验。

水下控制模块的清洗技术

介绍了一种用于水下控制模块(SCM)的清洗设备,该设备由电机、液压泵、过滤器、阀门及管路等构成。通过改变清洗设备的输出流量使得流体在不同尺寸的元件内部形成紊流,从而达到清洗元件的目的。使用该设备可以保证SCM中的清洁度达到相应的要求,从而提高SCM在使用过程中的可靠性。

水下控制模块应急解锁工具设计与分析

水下控制模块(SCM)是水下生产设备的核心单元,随着作业水深增加,必须采用专用工具才能实现可靠安装。对重庆前卫生产的QSCMⅡ代水下控制模块的锁紧及解锁过程进行分析,设计一个专用于其应急解锁的工具,从而实现其水下应急解锁。在此基础上,构建应急解锁工具驱动杆的有限元分析模型,并对驱动杆和连接螺纹的强度进行分析。研究结果表明:驱动杆最大应力位于最细轴颈处,最大应力为91.736 MPa,远小于材料屈服强度517.000 MPa;螺纹连接最大接触压力位于末端螺纹处,为24.176 MPa,小于螺纹材料的许用挤压应力。SCM应急解锁工具进行调试,满足设计要求,为以后水下控制模块及相关产品的设计优化提供思路。

深水管汇SCM试验机的设计研究

该文对深水管汇SCM的设计进行了研究和探讨。通过对国外成熟产品的调研,确定了SCM的总体结构组成;通过对常用液压系统的对比并结合深水SCM的特点,选定了适用的液压控制系统。根据深水SCM在位回收的要求,对连接和固定方面的机械结构进行了设计优化,最终确定了SCM试验机的设计方案,实现了SCM试验机的研发制造。

浅水水下控制系统集约化设计

针对水下控制系统在渤海海域浅水区应用所面临的水深较浅空间受限、外部干扰因素多、可靠性差及经济效益低等问题,通过系统研究提出了一种集约化、高可靠性、可用性和可维护性的浅水水下控制系统的设计方法。以水下管汇为控制中心,采用1套水下控制模块(SCM)控制2棵水下采油树的1控2模式,简化了水下结构物的尺寸和数量,实现了集约化设计并降低了成本;开展了水下控制模块对接盘和通信组网设计,保障了1控2模式的可行性;基于SCM冗余技术,提出了水下电子模块(SEM)交叉冗余及光纤通信叠加电力载波的双网通信设计方案,开发了控制系统故障诊断和预警模块,提高了浅水控制系统的可靠性、可用性和可维护性。研究成果已在锦州31-1气田开发中成功投运,对中国海域浅水受限区油气田开发中水下控制系统的设计具有重要参考价值。

适用于水下油气田的水下控制模块的工厂验收测试流程

水下生产系统是当前海洋油气田深水开发的主要方式,水下控制模块是水下生产系统控制部分的核心设备,其安全性和可靠性是控制系统的关键指标。水下控制模块的工厂验收测试是验证产品质量的关键环节,是确保产品在水下长期稳定运行的重要手段。文章根据相关水下生产控制系统标准,结合产品实际生产测试过程,对水下控制模块在工厂集成组装阶段和出厂前验收阶段的测试进行了详细阐述。

基于PWM和PID的直流电动机控制系统设计与制作

以单片机为控制器,小型直流电机为控制对象,设计和制作利用PWM原理和PID控制原理来实现直流电动机控制系统。该控制系统能够实现电机的启动、制动、正转、反转、速度调节,并在LED数码管上实时显示给定转速及动态转速等功能。本文首先给出了直流电动机控制系统的整体构架,然后对直流电动机控制系统的各个部分硬件进行了详细的设计,给出了直流电动机控制系统的硬件设计电路和软件设计框图。在仿真验证的基础上,最后对所设计的直流电动机控制系统进行实物制作,证明了设计内容的正确性和可行性,具有实际应用价值。

基于决策树的水下控制模块液压系统故障诊断方法

以国内首套国产化水下控制模块液压系统为研究对象,针对水下控制模块液压系统故障诊断中故障点的隐蔽性、故障原因的复杂性和交织性、相关因素的随机性等难点,分析水下控制模块液压系统的工作原理,确定水下控制模块液压系统的失效故障类型,分别提出基于决策树的水下控制模块低压油路和高压油路故障诊断模型及高效求解算法,准确有效地实现了水下控制模块液压系统的故障诊断。结果表明,水下控制模块液压系统低压油路易发生油路泄漏和堵塞故障,高压油路易发生DCV阀打开失败故障。研究结果能够为我国锦州某气田水下控制模块液压系统的故障诊断提供一定的理论参考和技术指导,对于预防油气泄露等有着重要意义。

水下控制模块的结构分析与设计

简述了水下控制模块的组成和功能,对水下控制模块的设计提出了要求,分析设计水下控制模块的结构要素。按照设计要求与实际需要,对水下控制模块的内部器件进行分析和选型,主要包括内部控制阀、蓄能器和底板液压接头,并简略阐述水下控制模块的组装。在现有技术的基础上,对水下控制模块做底板对接实验,最后把水下控制模安装到水下分离器上做联合测试,为国内水下控制模块的研制做了一些尝试和探索。

水下控制模块对接机构设计及对接试验

基于对水下控制模块对接过程及对接盘主要形式的深入调研,设计了一种新型的水下控制模块对接机构,并对装配精度、对接机构的定位精度进行了分析及计算,确定了零件实际加工的偏差要求。对基于该对接机构设计的水下控制模块样机进行了陆上对接及ROV操作下的锁紧试验,其结果验证了所设计的水下控制模块对接机构的合理性,为今后水下控制模块及类似产品的对接技术研发提供了参考。

水下采油树控制模块设计要素分析

水下控制模块安装在采油树本体上,用于控制采油树生产时井口的流量和压力,并控制多种采油工艺措施的实施。依据安全为本的设计理念,采用理论分析和试验验证相结合的方法,着重考虑功能和操作可行性,对水下采油树控制模块设计要素进行研究和分析。为水下控制模块的自主设计打下基础。

一种智能家居远程监控系统设计

为了设计一种智能型可远程控制的家居监控系统,采用2.4GHz模块nRF24L01,通过单片机内部程序控制,完成了无线微控制网络的构建,并通过程序控制,实现了智能化控制家电,通过AT指令控制TC35模块,实现了通过移动终端远程控制家电的功能。本文介绍内容包括系统总体结构、2.4GHz无线微控制网络的构建、TC35模块和红外学习遥控的应用,重点介绍系统总体结构及无线微控制网络的构建。该系统组网、安装方便,能智能化的自动控制家用电器,可通过移动电话远程控制家用电器的运转。

水下控制模块锁紧结构分析及建议

水下控制系统是深水油气开发的核心系统,水下控制模块则是水下控制系统中的关键设备,国内对此正在进行初步研究。锁紧结构是水下控制模块的核心部件,在运输、安装和回收等过程中起着重要作用。分析了4种国外在役水下控制模块锁紧结构,总结了其主要组成结构、工作原理及各自优缺点,对国内在此方面的研究给出了建议。

模拟路灯节能控制系统的设计

模拟路灯节能控制系统基于PWM脉宽调制技术,采用STC12C5A60S2完成对模拟路灯系统的控制。既能通过键盘设定系统时间、控制支路和独立控制单只路灯开关灯时间,又能自动检测环境光亮度控制开关灯,并可以自动检测交通状况自动调节路灯亮度。采用恒流源、PWM脉宽调制和故障检测电路,对路灯进行功率调控和故障判断,从而实现对路灯的节能控制。

一种新颖的开关电源调制模式

为了解决开关电源PWM模式在轻载时的效率低下和PFM模式输出噪声频带比较宽,滤波难度大的问题,提出了一种新颖的开关电源调制模式—跳周期调制(SCM)结合可变极限电流比较器双环控制模式.提出SCM的控制机理和理论模式,SCM模式的效率比常规的PWM高,且基本上与负载无关;通过可变极限电流比较器对负载进行监测形成双环路控制模式,提高了电源的响应度,降低了开关电源的电磁干扰和输出纹波电压.分析了其效率和负载的关系,并与PWM、PFM调制模式进行了比较,得出SCM结合可变极限电流比较器双环控制模式是一种在不同负载下均有很高效率的调制模式,特别适用于在满载下工作时间相对不长的中小功率电源系统.

基于单片机的远程无线控制系统设计

主要介绍了一种以单片机AT89C2051、无线模块APC200A-43和继电器为核心的远程智能控制系统。该系统通过对单片机功能的研究,使用单片机的输入输出口和中断实现对控制信号的处理,通过调试无线通讯模块,控制接近开关实现对远程电机的启动、停止等控制。