水下采油树地面测试单元液压控制系统设计与仿真

对水下采油树进行测试验证可为水下采油树的维修保养提供参考。通过对水下采油树控制系统主参数以及水下采油树测试流程的研究,设计一套水下采油树地面测试单元液压控制系统,水下采油树地面测试单元液压控制系统包括油箱、高压泵回路、水泵回路、蓄能器组、调压回路、接口回路、回油回路等。根据系统主参数及测试要求,对液压控制系统主要元件进行主参数的计算。利用AMESim软件建立水下采油树地面测试单元液压控制系统模型,对模型进行仿真分析。结果表明,所设计的液压控制系统具有良好的控制性和稳定性。     

水下采油树电液复合控制系统设计

根据水下采油树系统及相关标准要求,设计了水下采油树电液复合控制系统,包括通信控制系统、液压动力单元(HPU)和水下控制模块(SCM)。采用PROFIBUS-DP和工业以太网通信方式,设计了主从站和冗余控制系统,并分别设计了HPU和SCM的液压系统和电控系统,其中HPU电控系统采用软冗余控制,SCM电控系统采用硬冗余控制。该控制系统可实现对水下采油树阀门管汇的精确、稳定控制。     

高温高压尾管顶部封隔器研制

常规尾管顶部封隔器无法满足深井、超深井及海洋油气井的高温高压环境对尾管固井作业的需要。依据O形密封圈高温高压密封机理分析,完成了"金属+橡胶"式封隔器密封结构的研制。研究了硫化橡胶厚度、防退锁紧装置、膨胀锥角、坐封力及硫化工艺等关键技术与高温高压密封性能的关系,并优化了主要性能参数。通过对3种氟橡胶材料在高温下的力学性能研究,优选氟橡胶A作为封隔器橡胶密封材料。开发了井下工具的高温高压试验装置,并进行了地面性能评价试验。研究结果表明,高温高压尾管顶部封隔器在204℃下正反双向密封70 MPa,达到现场高温高压井的使用要求。     

水下采油树液压控制系统设计与仿真

实现对水下采油树的控制是保证水下生产正常进行的必要条件。通过分析API标准要求,结合水下采油树阀门执行器工作参数,设计水下采油树液压控制系统,包括液压动力单元和水下控制模块,并对相关元件进行计算和选型。根据控制系统要求,利用AMESim软件,建立水下采油树液压控制系统模型,对水下采油树阀执行器的开启和关闭过程进行响应分析。结果表明:所设计的液压控制系统可以满足水下采油树控制要求。