全球海洋油气资源丰富,储量巨大,已成为世界油气资源的开采重点,其开采装备与技术的研究已受到各海洋油气开采国的高度重视。深水采油树是水下生产系统最重要的装备之一,是海洋油气开采必不可少的高端装备。而水下全电采油树是国际上最前沿和最具有发展潜力的水下生产系统装备,目前只有美国Cameron公司掌握水下全电采油树的设计与制造技术,其采油树目前仅处于海试阶段。因此,本文针对水下全电采油树控制系统展开研究,实现采油树的全电智能控制和实时故障诊断。研制了一套水下全电采油树控制系统的硬件系统,包括主控站、水上电力与通讯单元、水下电力与通讯单元和水下控制模块,着重进行了水下控制器冗余设计、电源冗余设计以及电动执行器冗余设计。设计了1500米水深海底高压密封舱,通过Ansys、Abaqus等有限元软件对密封舱外壳、底座和O形密封圈进行建模仿真分析,保证其强度和密封要求。开发了一套水下全电采油树控制系统的软件系统,通过分析采油树控制系统的控制功能和监测功能,设计采油树系统生产回路、环空回路和化学药剂注入回路的工艺流程,最终形成了水下全电采油树系统方案。通过编写水下控制模块中的PMAC控制器程序,完成采油树各回路的逻辑控制和实时监测。采用VB软件编写全电采油树监控界面,实现采油生产、监测控制和故障报警等功能。针对水下全电采油树控制系统的瞬态故障和间歇故障,提出了一套基于动态贝叶斯网络的故障诊断方法,目的是识别故障元件,区分瞬态故障、间歇故障和永久故障等故障类型。通过马尔可夫链模拟无故障、瞬态故障、间歇故障和永久故障四种状态的转换关系,动态贝叶斯网络建立水下全电采油树控制系统的动态退化模型,根据工程经验确立故障诊断判断规则,最终研究了水下全电采油树控制系统的四个故障诊断案例证明此方法的可行性。