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用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱

阅读：292发布：2020-05-17

专利汇可以提供用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱，连接外部电源、多个水下生产装置液压驱动器和多个水下生产装置信号传感器，包含：密封舱舱体，采用耐压设计；数据采集模块，连接多个水下生产装置信号传感器，获取水下生产装置工作数据；多个电磁阀，连接数据采集模块和多个水下生产装置液压驱动器，根据数据采集模块获取的数据，发送控制指令，实现开启或闭合对应的液压驱动器；电源模块，为数据采集模块、多个电磁阀提供工作电源；密封模块，设置在所述密封舱内，防止外部海水进入密封舱。本实用新型的密封舱，耐压力能够满足深海工作需求，可用于深海油气田水下生产监控。本实用新型设计简单，封堵效果好，具有很好的推广价值。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱，通过电缆连接外部电源、通过数据传输线缆连接多个水下生产装置信号传感器、并与多个水下生产装置液压驱动器油路连接，其特征在于，包含：
密封舱舱体，采用耐压设计，为圆柱体结构，包含依次连接的密封舱上底座、密封舱本体和密封舱下底座；所述密封舱内部设有隔板，将密封舱内部封隔为电磁阀舱室和电子元器件舱室，防止电磁阀液压油泄漏至电子元器件舱室；所述电磁阀舱室设置在密封舱上底座和所述隔板之间，所述电子元器件舱室设置在隔板和密封舱下底座之间；
数据采集模块，设置在电子元器件舱室，通过数据传输线缆连接多个水下生产装置信号传感器，获取水下生产装置工作数据；
多个电磁阀，所述电磁阀第一端设置在所述电磁阀舱室，通过数据传输线连接数据采集模块；所述电磁阀第二端设置在密封舱外部，与生产装置液压驱动器油路连接，每个电磁阀第二端对应一个液压驱动器；所述电磁阀根据数据采集模块获取的数据，实现开启或闭合对应的液压驱动器；
电源模块，设置在电子元器件舱室，连接外部电缆、数据采集模块和电磁阀；所述电源模块转换外部电缆的电力，为电磁阀、数据采集模块提供稳定的工作电源；
密封模块，设置在所述密封舱内，防止外部海水进入密封舱。
2.如权利要求1所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱,其特征在于，所述密封模块包含：
至少4个相同的密封圈；其中至少两个密封圈，设置在所述密封舱上底座和所述密封舱本体之间；至少两个密封圈，设置在所述密封舱下底座和所述密封舱本体之间；通过多级密封圈的保护，保证密封舱内部不受海水侵入损坏；
线路接口，穿设于密封舱下底座，封隔海水；外部电缆穿设所述线路接口连接电源模块；多个水下生产装置信号传感器的数据传输线缆，穿设线路接口并连接数据传输模块；
穿壁接头，穿设于所述隔板，封隔电磁阀舱室和电子元器件舱室；数据采集模块和电磁阀之间的数据传输线穿设所述穿壁接头。
3.如权利要求1所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱，其特征在于，还包括印刷电路板，设置在电子元器件舱室；所述印刷电路板电性连接设置在电源模块和数据采集模块之间，将电源模块转换的工作电力提供给数据采集模块。
4.如权利要求2所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱,其特征在于，所述线路接口采用热塑性树脂灌胶密封，防止海水进入密封舱内。
5.如权利要求2所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱,其特征在于，所述密封圈采用NBR70材料，在工作的水深压力下，防止海水进入密封舱。
6.如权利要求1所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱,其特征在于，所述上底座和密封舱本体之间、下底作和密封舱本体之间通过不锈钢螺栓连接锁紧，防止海水进入密封舱。
7.如权利要求1所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱,其特征在于，所述密封舱舱体采用不锈钢AISI410锻件材料，以承受工作的水深压力。

说明书全文

用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种密封舱，具体涉及一种用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱。

背景技术

[0002] 目前海洋油气田水下生产的主要特点为采用座放于海床的各类生产设施。深海油气资源开采过程中，由于生产设备故障引发泄漏而导致的事故甚至重大事故时有发生，对生产的安全性、经济性以及海洋环境都带来重大的影响。为此对于深海油气田生产的关键装备，如水下井口采油树、海底生产井口、海底管汇等，早期发现和及时预警设备密封连接处、高腐蚀管道部分的微泄漏显得尤为重要。目前通常采用坐放于海床的密封舱来放置监测油气泄漏的元器件，通过检测的生产数据判断油气泄露，并安全关断生产装置。但是由于水深产生的海底静水压力、海水电化学腐蚀力、海水温度变化等，都会对密封舱的密封性产生影响。因此，水下密封舱要求具备良好的密封和耐压性能，一旦发生海水浸入，内部电子元器件将损毁报废，影响对生产设备的实际监控效果。当发生油气泄露，密封舱却不能产生预警或关断生产装置，将造成巨大的安全事故。实用新型内容

[0003] 本实用新型设计一种密封舱，具有良好的耐压承受力，和密封效果，内设有多种电子元器件，能坐放于海床，采集作下油气生产装置的工作数据，判断油气泄露情况，并在油气泄露时，关断水下生产装置液压驱动器,使水下生产装置停止工作。

[0004] 为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱，通过电缆连接外部电源、通过数据传输线缆连接多个水下生产装置信号传感器、并与多个水下生产装置液压驱动器油路连接，包含：

[0005] 密封舱舱体，采用耐压设计，为圆柱体结构，包含依次连接的密封舱上底座、密封舱本体和密封舱下底座；所述密封舱内部设有隔板，将密封舱内部封隔为电磁阀舱室和电子元器件舱室，防止电磁阀液压油泄漏至电子元器件舱室；所述电磁阀舱室设置在密封舱上底座和所述隔板之间，所述电子元器件舱室设置在隔板和密封舱下底座之间；

[0006] 数据采集模块，设置在电子元器件舱室，通过数据传输线缆连接多个水下生产装置信号传感器，获取水下生产装置工作数据；

[0007] 多个电磁阀，所述电磁阀第一端设置在所述电磁阀舱室，通过数据传输线连接数据采集模块；所述电磁阀第二端设置在密封舱外部，与生产装置液压驱动器油路连接，每个电磁阀第二端对应一个液压驱动器；所述电磁阀根据数据采集模块获取的数据，实现开启或闭合对应的液压驱动器；

[0008] 电源模块，设置在电子元器件舱室，连接外部电缆、数据采集模块和电磁阀；所述电源模块转换外部电缆的电力，为电磁阀、数据采集模块提供稳定的工作电源；

[0009] 密封模块，设置在所述密封舱内，防止外部海水进入密封舱。

[0010] 所述密封模块包含：

[0011] 至少4个相同的密封圈；其中至少两个密封圈，设置在所述密封舱上底座和所述密封舱本体之间；至少两个密封圈，设置在所述密封舱下底座和所述密封舱本体之间；通过多级密封圈的保护，保证密封舱内部不受海水侵入损坏；

[0012] 线路接口，穿设于密封舱下底座，封隔海水；外部电缆穿设所述线路接口连接电源模块；多个水下生产装置信号传感器的数据传输线缆，穿设线路接口并连接数据传输模块。

[0013] 穿壁接头，穿设于所述隔板，封隔电磁阀舱室和电子元器件舱室；数据采集模块和电磁阀之间的数据传输线穿设所述穿壁接头。

[0014] 所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱，还包括印刷电路板，设置在电子元器件舱室；所述印刷电路板电性连接设置在电源模块和数据采集模块之间，将电源模块转换的工作电力提供给数据采集模块。

[0015] 所述线路接口采用热塑性树脂灌胶密封，防止海水进入密封舱内。

[0016] 所述密封圈采用NBR70材料，在工作的水深压力下，防止海水进入密封舱。

[0017] 所述上底座和密封舱本体之间、下底作和密封舱本体之间通过不锈钢螺栓连接锁紧，防止海水进入密封舱。

[0018] 所述密封舱舱体采用不锈钢AISI410锻件材料，以承受工作的水深压力。

[0019] 所述耐压设计具体是指，所述密封舱上、下底座的直径，密封舱本体的厚度均按ASME(美国机械工程师协会American Society of Mechanical Engineers)压力容器建造规则第8卷计算，以承受工作的水深压力。

[0020] 与现有技术相比，本实用新型的密封舱，耐压力能够满足深海工作需求，自动采集深海油气田的工作数据，并自动判断油气泄露情况，在油气泄漏时，自动关闭生产装置，可用于深海油气田水下生产监控。本实用新型设计简单，模块高度集成化，且密封效果好，有力保障了深海油气田安全生产，具有很好的推广价值。附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本实用新型技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

[0022] 图1是本实用新型的水下耐压密封舱内部结构示意图；

[0023] 图中：1、密封舱上底座；2、密封舱本体；3、密封舱下底座；4、线路接口；5、穿壁接头；6、电磁阀第一端；7、印刷电路板；8、隔板；9、电磁阀第二端；10、液压堵头；11、电源模块；12、数据采集模块；13、电磁阀连接口。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0025] 本实用新型提供了一种用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱，通过电缆连接外部电源、通过数据传输线缆连接多个水下生产装置信号传感器、并与多个水下生产装置液压驱动器油路连接，如图1所示，包含：

[0026] 密封舱舱体，采用耐压设计，为圆柱体结构，包含依次连接的密封舱上底座1、密封舱本体2和密封舱下底座3；所述上底座和密封舱本体2之间、下底作和密封舱本体2之间通过不锈钢螺栓连接锁紧，本应用实施例中采用的是316不锈钢螺栓；所述密封舱内部设有隔板8，将密封舱内部封隔为电磁阀舱室和电子元器件舱室，防止电磁阀液压油泄漏至电子元器件舱室；所述电磁阀舱室设置在密封舱上底座1和所述隔板8之间，所述电子元器件舱室设置在隔板8和密封舱下底座3之间；

[0027] 数据采集模块12，设置在电子元器件舱室，通过数据传输线缆连接多个水下生产装置信号传感器，获取水下生产装置工作数据；所述工作数据可以是密度、温度、压力数据；

[0028] 多个电磁阀，所述电磁阀第一端6设置在所述电磁阀舱室，通过数据传输线连接数据采集模块12；所述电磁阀第二端9设置在密封舱外部，与生产装置液压驱动器油路连接，每个电磁阀第二端9对应一个液压驱动器；在实际工作中，取下液压堵头10，通过电磁阀连接口13实现电磁阀与生产装置液压驱动器油路连通。所述电磁阀根据数据采集模块12获取的数据，实现开启或闭合对应的液压驱动器；所述多个电磁阀可以是低压回路电磁阀、高压回路电磁阀。

[0029] 电源模块11，设置在电子元器件舱室，连接外部电缆、数据采集模块12和电磁阀；所述电源模块11转换外部电缆的电力，为电磁阀、数据采集模块12提供稳定的工作电源，本应用实施例中的工作电源是指DC24V工作电源；

[0030] 密封模块，设置在所述密封舱内，防止外部海水进入密封舱；所述密封模块包含：

[0031] 至少4个相同的密封圈；其中至少两个密封圈，设置在所述密封舱上底座1和所述密封舱本体2之间；至少两个密封圈，设置在所述密封舱下底座3和所述密封舱本体2之间；通过多级密封圈的保护，保证密封舱内部不受海水侵入损坏；所述密封圈采用NBR70材料，NBR代表材质丁晴橡胶，70是肖氏硬度。在工作的水深压力下，防止海水进入密封舱，[0032] 线路接口4，穿设于密封舱下底座3，封隔海水；外部电缆穿设所述线路接口4连接电源模块11；多个水下生产装置信号传感器的数据传输线缆，穿设线路接口4并连接数据传输模块；所述线路接口4采用热塑性树脂灌胶密封，防止海水进入密封舱内。

[0033] 穿壁接头5，穿设于所述隔板8，封隔电磁阀舱室和电子元器件舱室；数据采集模块12和电磁阀之间的数据传输线穿设所述穿壁接头5。电源模块和电磁阀之间的电线也穿设穿壁接头5。

[0034] 所述的用于深海油气田生产监控的水下耐压密封舱，还包括印刷电路板7，设置在电子元器件舱室；所述印刷电路板7电性连接设置在电源模块11和数据采集模块12之间，将电源模块11转换的工作电力提供给数据采集模块12。

[0035] 防止海水进入密封舱。

[0036] 所述密封舱舱体采用不锈钢AISI(American Iron and Steel Institute美国钢铁协会标准)410锻件材料，以承受工作的水深压力。

[0037] 所述耐压设计具体是指，所述密封舱上、下底座的直径，密封舱本体2的厚度均按ASME(美国机械工程师协会American Society of Mechanical Engineers)压力容器建造规则第8卷计算，以承受工作的水深压力。在本应用实施例中，密封舱上、下底座3直径为300mm，密封舱本体2高420mm，密封舱本体2厚度为8mm，可满足水下300米的3MPa静水压力承受需求，密封舱不会发生屈曲强度失效。

[0038] 一种监测深海油气田油气泄露的方法，采用本实用新型所述的水下耐压密封舱实现的，包含步骤：

[0039] S1、数据采集模块获取多个水下生产装置采集的信号；

[0040] S2、数据采集模块12进行采集信号处理，并将处理后的信号发送给电磁阀；

[0041] S3、电磁阀根据接收的信号控制水下生产装置液压驱动器的开启或闭合。

[0042] 与现有技术相比，本实用新型的密封舱，耐压力能够满足深海工作需求，自动采集深海油气田的工作数据，并自动判断油气泄露情况，在油气泄漏时，自动关闭生产装置，可用于深海油气田水下生产监控。本实用新型设计简单，模块高度集成化，且密封效果好，有力保障了深海油气田安全生产，具有很好的推广价值。

[0043] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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