我国水下生产系统测试技术进展(6)

表2 SCM主要测试设备信息序号设备名称试验项目测试设备功能及参数 140 MPa深水模拟高压舱SCM高压舱测试内径2.5 m、深度3.5 m 可实现压力自动调节，压力不小40 MPa 可实现水温自动调控，温度范围0 ~ 40℃ 舱内机械手能模拟1 500 m水深级水下作业 具备实时可视监控功能，可高清晰摄像 具有16路穿舱接口，可为舱内被测件提供动力、信号及流体传输与控制 2测试用液压动力单元SCM液压控制功能测试高压等级：34.47 MPa；低压等级：20.68 MPa 液压油清洁度等级：NAS 1638 Class 6 3测试用电力单元SCM供电及通信性能测试可模拟主控站完成水下控制模块的阀体动作 具备输出流量和输出压力等功能 通讯方式为电力载波 4信号发生装置SCM供电及通信性能测试可模拟流量、压力、温度等信号 40路独立数字信号输出 32路独立模拟信号输出 2路Modbus串口信号输出 5SCM测试台SCM液压控制功能测试高压：34.47 MPa；低压：20.68 MPa 1路高压输入，1路低压输入，16路液压回路 测试SCM数量：1个

图1 SCM高压舱测试

图2 SCM通讯功能测试

2.2 水下多相流量计

我国当前已完成1500 m水深级紧凑式、高压力等级、关键部件可更换式国产化水下多相流量计工程样机的研制，且已在国际权威第三方DNV GL的见证下完成测试认证。测试内容主要包含QT阶段针对水下多相流量计本体及其他组成部件的性能试验（静水压试验、压力循环试验、气压试验及压力温度循环试验）、FAT阶段针对水下多相流量计产品的计量性能测试、环境应力筛选试验（随机振动及温度循环试验）、电磁兼容性试验、高压舱测试及氦气泄漏测试[18]。其中，性能试验、环境应力筛选试验、电磁兼容性试验、高压舱测试以及氦气泄漏测试试验借助国内相关企业及科研院所质检机构完成，计量试验则在DNV GL多相流测试环路中完成。表3所示为用于水下多相流量计测试的设备详细信息。图3及图4分别给出了水下多相流量计本体电磁兼容性测试及高压舱测试现场图。

表3 水下多相流量计主要测试设备信息序号设备名称试验项目测试设备参数 1快速温变试验箱温度循环试验、高温老化试验温度范围：-40 ~ 85℃ 保温时间：0.5 h 温度循环次数：10次 2电磁振动台扫频振动试验、随机振动试验频率：5 ~ 2 000 Hz 随机振动试验时间：2 h 3氦质谱检漏仪、真空泵及相关仪表氦气泄漏测试氦质谱检漏仪：灵敏度至少为1×10-10 Pa.m3/s 真空泵可抽真空至-0.099 MPa（表压）以上 氦气瓶纯度≥99%；（GB/） 4压力变送器与工业铂电阻静水压试验、气压试验、压力/温度循环试验压力范围：0 ~ 51.71 MPa 温度范围：-18~121℃ 5高压舱高压舱测试试验压力：16.5 MPa

图3 水下多相流量计电磁兼容性测试

图4 水下多相流量计高压舱测试

2.3 水下采油树

我国已具备深水卧式采油树工程样机的研制能力，并已配套相应试验验证技术，包括QT阶段的温度/压力循环测试、载荷测试，以及FAT阶段的采油树连接器及阀门功能测试、本体静水压测试（控制管线/化学药剂注入管线/测试管线静水压测试、采油树本体静水压力测试）、清洁度测试等[19]。表4给出了用于水下采油树QT阶段和FAT阶段水下采油树测试的设备信息。其中的外压力试验高压舱和弯曲载荷试验机如图5及图6所示。在EFAT阶段，可模拟采油树SCM的安装和回收操作，进行SCM对采油树阀门的开关动作测试，以及尝试采用SCM读取温度、压力传感器数据。此外，可采用干预、修井和控制系统进行水下电飞线及液飞线的连接、控制包括水下采油树节流阀在内的阀门开关动作的控制模式测试。最后，通过研制配套的安装回收工具，可进行包括水下采油树节流阀、油管悬挂器及采油树帽等设备的安装与回收操作。在SIT阶段，当前可开展水下采油树与水下井口系统的连接密封和连接功能测试、水下作业机器人（remote operated vehicle, ROV）对水下采油树各接口的操作测试、采油树与跨接管连接后的密封及静水压测试，以及借助水下电力控制分配单元（subsea power and control unit, SPCU）传输MCS指令，操作水下采油树阀门和读取温度压力传感器信息等的测试工作。此外，已初步具备水下卧式采油树的海上试验能力，包括采油树海上安装、回收及连接密封测试等。

表4 水下采油树主要测试设备信息序号设备名称试验项目测试设备参数 1外压试验高压舱本体静水压测试试验容腔尺寸：Ф2.5 m × 5.1 m 模拟水深（外压）：0 ~ 3 500 m 模拟井压（内压）：0 ~ 140 MPa 2弯曲载荷试验机载荷循环试验额定试验压力：140 MPa 单缸最大输出载荷：170 kN 液缸最大行程：0.5 m

文章来源：《测试技术学报》 网址: http://www.csjsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0622/1072.html