水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)回接至現(xiàn)役設(shè)施的技術(shù)考慮及聯(lián)合調(diào)試方法

王聚團(tuán)，戚曉寧，黃志明

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司，深圳 518067；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；3.深圳深洋海工技術(shù)有限公司，深圳 518067）

0 引 言

隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，以及陸地、中淺水的油氣資源勘探趨向飽和，世界各國(guó)紛紛將眼光投向深水的油氣資源。相較于傳統(tǒng)的海上油氣平臺(tái)，水下生產(chǎn)系統(tǒng)以其顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)［1］，日益成為深水開發(fā)的主力軍，而為了降低開發(fā)投資成本，將新開發(fā)的水下生產(chǎn)系統(tǒng)回接至現(xiàn)役的生產(chǎn)設(shè)施，越來(lái)越受到各大石油公司的青睞。

水下生產(chǎn)系統(tǒng)主要由水下采油樹、水下生產(chǎn)管匯、跨接管、海底管道、臍帶纜等組成［2］。作為水下生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)水下與水面通信的橋梁［3］，不僅將水下的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，如壓力、溫度、流量、通信等實(shí)時(shí)反饋給水面控制系統(tǒng)，更要執(zhí)行水面控制系統(tǒng)下達(dá)的各項(xiàng)指令，如關(guān)斷指令、開關(guān)閥門、調(diào)整藥劑注入量等。

水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試是為了論證水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)在經(jīng)歷海上安裝以后，其系統(tǒng)性能是合格的、可行的、可操作的［4］，是水下生產(chǎn)系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行的前提條件。

1 水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述

1.1 水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)的類型與特點(diǎn)

水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)主要分為三大類，即全液壓控制系統(tǒng)、電液復(fù)合控制系統(tǒng)、全電控制系統(tǒng)［57］。

全液壓控制系統(tǒng)使用專用的液壓管線來(lái)實(shí)現(xiàn)閥門的控制，不使用任何電子設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單直觀，缺點(diǎn)是系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、臍帶纜成本高，適用于短距離回接的水下生產(chǎn)系統(tǒng)。

電液復(fù)合控制系統(tǒng)通過(guò)使用水下電子模塊（subsea electric module，SEM）、電磁閥及傳感器，克服了全液壓控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、臍帶纜成本低；缺點(diǎn)是控制系統(tǒng)復(fù)雜、控制成本高，適用于中距離回接的水下生產(chǎn)系統(tǒng)。

全電控制系統(tǒng)省去了液壓系統(tǒng)，采用直流電輸送來(lái)控制水下閥門，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)液壓泄漏風(fēng)險(xiǎn)、響應(yīng)速度更快、控制系統(tǒng)成本更低，適合長(zhǎng)距離回接、智能化生產(chǎn)的水下生產(chǎn)系統(tǒng)。

本文以當(dāng)下主流的電液復(fù)合控制系統(tǒng)為研究對(duì)象。

1.2 水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)的組成和功能

根據(jù)ISO 13628-6及GBT 21412.6［8-9］，水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)主要由液壓動(dòng)力單元（hydrualic power unit，HPU）、化學(xué)藥劑注入單元（chemical injection unit，CIU）、主控站（master control station，MCS）、集散式控制系統(tǒng)（discrete control system，DCS）、供電單元（electrical power unit，EPU）、不間斷電源（uninterrupted power system，UPS）、臍帶纜、調(diào)制解調(diào)器、水下路由模塊（subsea route module，SRM）、水下控制模塊（subsea control module，SCM）、水下分配系統(tǒng)、水下和井下傳感器、控制流體、電液飛線組成。

圖1展示了我國(guó)某現(xiàn)役深水氣田A的水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在示意圖每個(gè)管匯上僅連接一顆采油樹，臍帶纜中包含電力、液壓、光纖和化學(xué)藥劑，電飛線和液飛線統(tǒng)稱為電液飛線，由于光纖信號(hào)經(jīng)管匯中的SRM轉(zhuǎn)換為DSL（digital subscriber line）信號(hào)并組合在電飛線中，因此電液飛線中包含電力（含DSL信號(hào)）、液壓和化學(xué)藥劑。ESD代表應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)、MUTA代表臍帶纜裝配終端、SDA與SDH構(gòu)成了水下分配系統(tǒng)、M-1/M-2/M-3代表不同的水下生產(chǎn)管匯、U-1至U-6代表不同的臍帶纜段、F-1/F-2/F-3代表不同的電液飛線、XT代表水下采油樹。每個(gè)管匯均配有SRM和SCM，每顆采油樹上也配有一個(gè)SCM。

圖1 氣田A的水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)示意圖Fig.1 Overview of subsea production control system in Gas Field A

臍帶纜是水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)的大動(dòng)脈，用來(lái)向水下設(shè)施傳送電力、信號(hào)、化學(xué)藥劑和液壓動(dòng)力。水下分配系統(tǒng)則負(fù)責(zé)將電力、信號(hào)、化學(xué)藥劑、液壓動(dòng)力分配到水下各個(gè)用戶。EPU通過(guò)臍帶纜向水下提供所需的電力。UPS負(fù)責(zé)向EPU和MCS提供可靠、不間斷的電源。HPU通過(guò)臍帶纜為水下液控閥門提供穩(wěn)定和清潔的控制流體［10］。CIU通過(guò)臍帶纜為水下管匯和井口提供必需的化學(xué)藥劑。

MCS是中心控制節(jié)點(diǎn)，不僅與水下進(jìn)行通信，同時(shí)與HPU、EPU、UPS、ESD、DCS進(jìn)行通信。DCS可以完成與MCS相同的功能，但采用分散布置。

SRM負(fù)責(zé)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，用來(lái)轉(zhuǎn)換MCS與SCM之間的通信。SCM接收MCS的指令引導(dǎo)控制流體開關(guān)閥門，并收集水下傳感器信息，將其反饋給MCS。

ESD獨(dú)立于水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)之外，但是MCS/UPS/HPU必須無(wú)條件執(zhí)行ESD發(fā)出的指令。

2 水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)回接至現(xiàn)役設(shè)施的技術(shù)考慮

根據(jù)開發(fā)設(shè)計(jì)，新氣田B需要回接至氣田A，并增加一條臍帶纜U-7、一個(gè)水下生產(chǎn)管匯M-4、采油樹及電液飛線F-4，回接后的水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)如圖2所示。在氣田B回接之后，整個(gè)控制系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，不僅要考慮A和B兩套系統(tǒng)的兼容性，更要考慮回接對(duì)現(xiàn)役設(shè)施生產(chǎn)的擾動(dòng)。

圖2 氣田B回接至氣田A后的水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)示意圖Fig.2 Overview of subsea production control system after Gas Field B being tied back to Gas Field A

2.1 新采購(gòu)的SRM/SCM與現(xiàn)役的SRM/SCM之間的兼容性問(wèn)題

SRM/SCM是水下控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其內(nèi)部設(shè)置1∶1冗余的水下電子模塊SEM，SEM通過(guò)信號(hào)電纜與MCS通信［11-12］。氣田A的SRM/SCM以及MCS均由廠家X來(lái)提供，如果氣田B的SRM/SCM來(lái)自不同廠家Y，則需要考慮如何與廠家X的SRM/SCM以及MCS之間的兼容性問(wèn)題。

即使氣田B繼續(xù)采用廠家X的SRM/SCM，也要考慮兼容性問(wèn)題。若新采購(gòu)的SRM/SCM是經(jīng)過(guò)升級(jí)迭代的，其內(nèi)部電子通信元件及結(jié)構(gòu)不同，也有可能與現(xiàn)役的SRM/SCM產(chǎn)生兼容性問(wèn)題。

氣田B為了最大限度地降低兼容性問(wèn)題，選擇繼續(xù)使用原廠家X的產(chǎn)品，雖然新采購(gòu)的SRM/SCM中的DSL模塊數(shù)量從5個(gè)減少為2個(gè)，但并沒(méi)有造成兼容性問(wèn)題。

2.2 EPU電力供應(yīng)與負(fù)載問(wèn)題

EPU設(shè)計(jì)有單獨(dú)的電力輸出模塊（subsea output module，SOM），可以通過(guò)水下分配系統(tǒng)分別向管匯M-1、M-2、M-4直接供電，并經(jīng)過(guò)M-2向M-3供電。整個(gè)水下系統(tǒng)的電力供應(yīng)與負(fù)載要考慮臍帶纜總長(zhǎng)度、電纜截面積、電纜特性、水下耗電設(shè)備數(shù)量（如SRM/SCM等）以及供電模式是單通道還是雙通道等因素，并按照最壞工況（即單通道供電、系統(tǒng)負(fù)載最大）進(jìn)行電力分析。

經(jīng)過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行分析，在考慮單通道供電、系統(tǒng)負(fù)載最大（即設(shè)計(jì)的所有26口水下采油樹均在生產(chǎn)）情況下，主臍帶纜U-1中為氣田B預(yù)留的1條20 mm2截面的電纜依然滿足使用條件，無(wú)須更換。但是針對(duì)氣田B的新增支臍帶纜U-7必須使用2條16 mm2截面的電纜才能滿足氣田B的電力需求；同時(shí)在系統(tǒng)負(fù)載最大情況下，管匯M-1如果按照原設(shè)計(jì)的8口水下采油樹進(jìn)行生產(chǎn)，管匯處電壓只有750 V，已經(jīng)低于SCM設(shè)計(jì)的安全電壓861 V；為避免低于SCM設(shè)計(jì)的安全電壓，管匯M-1最多只能滿足4口水下采油樹的生產(chǎn)。氣田A在氣田B回接時(shí)，M-1管匯恰好只有4口水下采油樹在生產(chǎn)，且沒(méi)有新增水下采油樹的計(jì)劃，因此，并沒(méi)有對(duì)M-1造成實(shí)質(zhì)性的影響；如果將來(lái)M-1管匯需要增加新的水下采油樹，則必須控制在生產(chǎn)采油樹的數(shù)量不超過(guò)4或者對(duì)M-1管匯的電力供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

2.3 光纖通訊衰減問(wèn)題

MCS通過(guò)臍帶纜中的光纖與水下進(jìn)行雙向通信［13］，由于光纖類型、長(zhǎng)度、融接點(diǎn)、連接處均會(huì)影響通信信號(hào)在光纖中的衰減。合理計(jì)算光纖的雙向衰減程度，對(duì)于通信質(zhì)量的好壞有著極為重要的影響。

氣田A選用的光纖是截面積為16 mm2的單模光纖，因此氣田B也選用了同種規(guī)格的光纖，該種光纖在1 550 nm波長(zhǎng)下的衰減率為0.19～0.22 dB/km，每個(gè)光纖接頭的衰減為0.5 dB，每個(gè)光纖熔接點(diǎn)的衰減為0.1 d B。在氣田A中，所有的SRM均是同種型號(hào)的，MCS和SRM之間的光纖雙向衰減最大允許值均為38 d B。氣田B的SRM中的光纖轉(zhuǎn)換器由于進(jìn)行了升級(jí)換代，MCS到氣田B的SRM的衰減最大允許值只有34 d B，但氣田B到MCS之間的衰減最大允許值仍然為38 d B。氣田A和氣田B的光纖衰減計(jì)算結(jié)果分別如表1和表2所示，結(jié)果表明，無(wú)論是氣田A還是氣田B，在所設(shè)計(jì)的光纖長(zhǎng)度范圍內(nèi)，光纖衰減均在最大允許衰減值以內(nèi)，不會(huì)影響通信效果。

表1 氣田A的光纖衰減計(jì)算結(jié)果Tab.1 Calculation result of fiber optic attenuation in Gas Field A

表2 氣田B的光纖衰減計(jì)算結(jié)果Tab.2 Calculation result of fiber optic attenuation in Gas Field B

2.4 HPU供液穩(wěn)定問(wèn)題

HPU供液穩(wěn)定主要取決于HPU儲(chǔ)液罐的容積、增壓泵的性能、蓄能器的蓄能能力、液壓管線長(zhǎng)度及尺寸［14-16］。經(jīng)過(guò)計(jì)算，現(xiàn)役HPU的設(shè)計(jì)能力（見(jiàn)表3和表4）可以滿足最多19口生產(chǎn)井的穩(wěn)定供液，而氣田B回接后，總的生產(chǎn)井只有17口，因此回接后不存在HPU供液不足問(wèn)題。

表3 HPU蓄能器設(shè)計(jì)能力Tab.3 Capacity of HPU accumulators

表4 HPU增壓泵設(shè)計(jì)能力Tab.4 Capacity of HPU pumps

2.5 化學(xué)藥劑注入問(wèn)題

氣田A的CIU主要向水下輸送甲醇和防垢劑；甲醇用于在開關(guān)井時(shí)注入，以防止水合物的產(chǎn)生；防垢劑則注入井下，用于防止由于地層水的析出而導(dǎo)致的結(jié)垢問(wèn)題。

甲醇和防垢劑能否注入氣田B的水下井口，取決于注入泵在井口的注入壓力能否克服井口生產(chǎn)壓力，以及注入流量能否滿足井口需求量。如表5所示，氣田B回接以后，現(xiàn)役甲醇和防垢劑系統(tǒng)仍能滿足需求。

表5 化學(xué)藥劑注入能力核算結(jié)果Tab.5 Calculation results of chemical injection capacity

2.6 MCS與DCS界面問(wèn)題

對(duì)于氣田，在正常生產(chǎn)時(shí)，可以使用MCS或者DCS來(lái)執(zhí)行對(duì)水下的監(jiān)控功能，但在臺(tái)風(fēng)生產(chǎn)模式期間，所有功能必須由DCS來(lái)執(zhí)行。MCS與DCS之間通過(guò)OPC進(jìn)行通信，若要DCS能夠行使MCS的功能，必須將MCS的所有控制點(diǎn)位全部轉(zhuǎn)換為DCS的控制點(diǎn)位，然后由DCS的控制器執(zhí)行邏輯運(yùn)算，再經(jīng)OPC傳輸?shù)組CS。

現(xiàn)役的MCS及DCS都只擁有氣田A的控制點(diǎn)位，而對(duì)于氣田B的2 500個(gè)控制點(diǎn)位則需要重新在MCS及DCS組態(tài)。MCS只需將控制軟件進(jìn)行升級(jí)即可，但DCS由于控制點(diǎn)位已滿，還必須增加新的控制機(jī)柜，來(lái)處理新增的2 500個(gè)控制點(diǎn)位。

在新增的控制點(diǎn)位組態(tài)以后，如何進(jìn)行MCS與DCS之間的界面測(cè)試則顯得尤為關(guān)鍵，要保證MCS的狀態(tài)能夠完好地輸入DCS，又要保證DCS的指令能夠正常地輸入MCS。測(cè)試不但要包含所有的新增控制點(diǎn)位，也要包括現(xiàn)役的控制點(diǎn)位，確保控制點(diǎn)位無(wú)遺漏或者無(wú)刪減。

2.7 ESD與MCS界面問(wèn)題

對(duì)于ESD發(fā)出的指令，MCS只能接收并傳遞給SCM執(zhí)行，并將執(zhí)行結(jié)果反饋到ESD。ESD等級(jí)高低可分為ESD0、ESD1、ESD2、ESD3。對(duì)于不同級(jí)別的ESD，MCS執(zhí)行不同的動(dòng)作。但無(wú)論何種級(jí)別，MCS執(zhí)行的指令都是針對(duì)所有的SCM，而不是某一指定的SCM。

這種設(shè)計(jì)從本質(zhì)上講是安全可靠的，但是這種設(shè)計(jì)對(duì)于氣田B回接后的ESD測(cè)試則有著重要的影響，這一點(diǎn)將在聯(lián)合調(diào)試的時(shí)候進(jìn)行論述。

2.8 融合現(xiàn)役設(shè)施的升級(jí)或者改造問(wèn)題

現(xiàn)役設(shè)施的控制系統(tǒng)升級(jí)或者改造，往往需要在計(jì)劃關(guān)停期間進(jìn)行，如果能將其融合到回接時(shí)一起進(jìn)行，則既可以降低風(fēng)險(xiǎn)，又可以避免對(duì)產(chǎn)量的影響。

比如氣田A的MCS服務(wù)器需要更換，而氣田B的回接又要求對(duì)現(xiàn)有的MCS軟件進(jìn)行升級(jí)，可以考慮在陸地的時(shí)候，將升級(jí)后的MCS軟件預(yù)先安裝到新的MCS服務(wù)器上，然后在海上回接及調(diào)試的時(shí)候只需更換MCS服務(wù)器即可，而不必再次進(jìn)行MCS軟件的升級(jí)，就可以避免因MCS軟件升級(jí)失敗所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

3 水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)回接至現(xiàn)役設(shè)施的聯(lián)合調(diào)試方法

水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試可以分為水上部分的調(diào)試和水下部分的調(diào)試［14］。水上部分的調(diào)試主要包括UPS的啟動(dòng)與調(diào)試、EPU的啟動(dòng)與調(diào)試、HPU的啟動(dòng)與調(diào)試、MCS的啟動(dòng)與調(diào)試等。水下部分的調(diào)試主要包括水下系統(tǒng)通電、電力及通信狀態(tài)檢查、水下液壓系統(tǒng)充壓、水下液控閥門開關(guān)測(cè)試、水下故障測(cè)試、ESD測(cè)試等。

由于回接的水下控制系統(tǒng)是功能獨(dú)立的、從屬于現(xiàn)有控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)，且現(xiàn)役生產(chǎn)控制系統(tǒng)已處在正常運(yùn)行狀態(tài)，因此無(wú)須再進(jìn)行水上部分的調(diào)試，只需進(jìn)行水下部分的調(diào)試。但由于氣田B的回接使得MCS與DCS均出現(xiàn)了不同程度的升級(jí)改造，在完成MCS與DCS升級(jí)以后，對(duì)水上部分的控制系統(tǒng)進(jìn)行再次檢查是必要的。

3.1 MCS與DCS升級(jí)后的檢查

在MCS和DCS的硬件和軟件均已升級(jí)并安裝完畢后，此時(shí)的氣田A可以正常通電。通電后需要檢查MCS與氣田A的水下通信是否正常、與HPU/UPS/EPU之間的通信是否正常，以及與DCS和ESD之間的通信是否正常。待一切檢查正常后，則可以恢復(fù)氣田A的生產(chǎn)；此時(shí)的氣田B雖未通電，但已經(jīng)具備調(diào)試的條件。

3.2 水上控制系統(tǒng)檢查

水上控制系統(tǒng)檢查主要是對(duì)EPU和HPU的檢查。

EPU的檢查主要包括水下供電模塊SOM的輸出電壓、輸出電流、在線絕緣等是否在正常范圍之內(nèi)。

HPU的檢查主要包括儲(chǔ)液罐液位、增壓泵設(shè)定點(diǎn)、系統(tǒng)壓力設(shè)定點(diǎn)、蓄能器預(yù)填充壓力、系統(tǒng)警報(bào)設(shè)定點(diǎn)、控制液體清潔度等。

3.3 水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)通電

如圖2所示，氣田B的臍帶纜U-7回接至SDA，其所需要的電力、通信、化學(xué)藥劑、液壓均來(lái)自臍帶纜U-1，而U-1中分配給U-7的電纜、光纖、化學(xué)藥劑管線、液壓管線已經(jīng)有6年未使用過(guò)。因此，在對(duì)氣田B的水下控制系統(tǒng)通電前，應(yīng)對(duì)U-1中的這部分電纜、光纖、化學(xué)藥劑管線、液壓管線進(jìn)行測(cè)試。

臍帶纜中電纜、光纖、化學(xué)藥劑管線、液壓管線測(cè)試遵循的是ISO 13628-5標(biāo)準(zhǔn)［17］。電纜應(yīng)進(jìn)行絕緣測(cè)試IR、導(dǎo)體絕緣測(cè)試CR、時(shí)域反射技術(shù)測(cè)試TDR；光纖應(yīng)進(jìn)行光時(shí)域反射技術(shù)測(cè)試OTDR；化學(xué)藥劑及液壓管線應(yīng)進(jìn)行壓力測(cè)試，測(cè)試壓力應(yīng)至少為系統(tǒng)操作壓力［1819］。

上述測(cè)試完成以后，則可以對(duì)氣田B的水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)通電，通電主要是通過(guò)啟動(dòng)EPU中對(duì)應(yīng)的SOM。在啟動(dòng)SOM前要預(yù)先設(shè)定電壓和電流保護(hù)值，防止啟動(dòng)電壓或啟動(dòng)電流過(guò)高而造成的設(shè)備損壞。水下電力及通信系統(tǒng)通常都采用冗余設(shè)計(jì)，即通道A和通道B，在通電時(shí)要分別啟動(dòng)通道A和通道B。

3.4 電力及通信狀態(tài)檢查

電力及通信狀態(tài)檢查要分別檢查通道A和通道B。

電力狀態(tài)檢查內(nèi)容如下：

（1）SOM的啟動(dòng)電壓、啟動(dòng)電流、在線絕緣、運(yùn)行電壓、運(yùn)行電流、運(yùn)行絕緣。

（2）SRM供電模塊的輸入電壓和輸出電壓。

（3）SCM供電模塊的輸入電壓和輸出電壓。

通信狀態(tài)檢查內(nèi)容如下：

（1）SRM/SCM通信地址。

（2）SRM/SCM的CANBus狀態(tài)。

（3）SRM/SCM的控制板以及IO板的溫度和濕度。

（4）水下壓力溫度傳感器的反饋。

（5）水下液控閥門的狀態(tài)。

（6）與第三方設(shè)備的通信。

3.5 水下液控閥門開關(guān)測(cè)試

水下液控閥門開關(guān)測(cè)試，主要是通過(guò)MCS發(fā)送開關(guān)閥門的指令，并記錄閥門開關(guān)響應(yīng)時(shí)間。與此同時(shí)，通過(guò)水下機(jī)器人ROV實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，并將實(shí)際開關(guān)狀態(tài)與MCS中的閥門狀態(tài)指示進(jìn)行對(duì)比。

在進(jìn)行液控閥門開關(guān)測(cè)試時(shí)：

（1）需要對(duì)SCM進(jìn)行靜水壓力補(bǔ)償設(shè)置，以消除靜水壓力影響。

（2）為避免液壓系統(tǒng)的壓力波動(dòng)，同一時(shí)間只能操作一個(gè)閥門。

（3）整個(gè)測(cè)試期間，井下安全閥必須處在關(guān)閉狀態(tài)。

（4）需要高級(jí)別的MCS操作權(quán)限來(lái)克服閥門存在的邏輯鎖限制問(wèn)題。

3.6 水下故障測(cè)試

水下故障測(cè)試分為失去電力故障測(cè)試和失去液壓故障測(cè)試。失去電力故障測(cè)試［20-21］，是通過(guò)啟停對(duì)應(yīng)的SOM，測(cè)試在失去單通道或雙通道的電力供應(yīng)時(shí)，對(duì)水下控制系統(tǒng)的影響。失去液壓故障測(cè)試，是通過(guò)泄放液壓系統(tǒng)壓力來(lái)測(cè)試水下液控閥門是否關(guān)閉。

值得注意的是，電力供應(yīng)是相對(duì)獨(dú)立的，而液壓供應(yīng)則是一體的。失去電力故障測(cè)試可以只針對(duì)氣田B，而不影響氣田A；但失去液壓故障測(cè)試則同時(shí)影響氣田B和氣田A。因此在進(jìn)行失去液壓故障測(cè)試時(shí)，必須選擇合適的測(cè)試時(shí)機(jī)，將對(duì)氣田A的影響降至最低。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如果能將氣田B的液壓回路獨(dú)立于氣田A而存在，比如在水下分別設(shè)置針對(duì)于氣田B和氣田A的閥門，即可以做到不影響氣田A的液壓系統(tǒng)，從而降低對(duì)現(xiàn)有設(shè)施的影響。

3.7 ESD測(cè)試

ESD測(cè)試是通過(guò)按動(dòng)ESD按鈕或從DCS發(fā)出指令，分別測(cè)試不同級(jí)別的ESD。ESD測(cè)試前可以選擇性地將水下液控閥門保持打開狀態(tài)，以驗(yàn)證閥門在ESD指令下執(zhí)行關(guān)閉命令。

如前所述，不管是何種級(jí)別的ESD，MCS執(zhí)行的指令是針對(duì)所有SCM的，而不是某一指定的SCM。高等級(jí)的ESD測(cè)試如ESD-0和ESD-1，不僅會(huì)對(duì)HPU下達(dá)關(guān)斷命令并泄放液壓系統(tǒng)壓力，也會(huì)同時(shí)下達(dá)關(guān)閉MCS和UPS的命令。由此可見(jiàn)，氣田B的ESD測(cè)試一定會(huì)影響氣田A，這一點(diǎn)是無(wú)法避免的。如果MCS能夠?qū)崿F(xiàn)只針對(duì)于某一SCM或某一組SCM的ESD邏輯，則可以通過(guò)MCS來(lái)實(shí)現(xiàn)只針對(duì)于氣田B的ESD測(cè)試，從而避免對(duì)氣田A的影響。

3.8 第三方設(shè)備的測(cè)試

水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)通常集成了多種第三方設(shè)備，如濕氣流量計(jì)、含砂檢測(cè)儀、沖蝕檢測(cè)儀、腐蝕檢測(cè)儀、化學(xué)藥劑計(jì)量閥等。這些第三方設(shè)備在氣田尚未投產(chǎn)的情況下，只能測(cè)試其與MCS之間的通信是否正常，至于其功能性和準(zhǔn)確度如何，只有待氣田投產(chǎn)以后再進(jìn)行測(cè)試。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)回接至現(xiàn)役設(shè)施的水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)從技術(shù)角度全面考慮對(duì)現(xiàn)役設(shè)施的影響，設(shè)計(jì)原則應(yīng)該是功能相對(duì)獨(dú)立、控制歸于一體，即電力、光纖、化學(xué)藥劑、液壓回路、ESD邏輯均可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行并可以進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試，但所有指令與控制仍由主控站統(tǒng)一調(diào)配。這樣才能保證在聯(lián)合調(diào)試期間，尤其是在關(guān)鍵測(cè)試如失去液壓故障測(cè)試、ESD測(cè)試的過(guò)程中，確保液壓回路整體不失壓、MCS能夠區(qū)別執(zhí)行去往SCM的ESD指令，將對(duì)現(xiàn)役設(shè)施的影響降至最低。