電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于：它包括一觸發(fā)裝置、一電控裝置、一動力裝置、若干防噴器執(zhí)行裝置、若干電動泵裝置和一儲液裝置，且電控裝置、動力裝置和電動泵裝置置于內(nèi)部充滿絕緣液的一密閉殼體內(nèi)，防噴器執(zhí)行裝置和儲液裝置則設(shè)置在密閉殼體外。使得本實用新型結(jié)構(gòu)更加緊湊，節(jié)省采購成本，降低空間占用率。本實用新型位于海底井口附近，當(dāng)發(fā)生井噴等事故且海洋鉆井平臺井控系統(tǒng)無法及時可靠地封井時，確保設(shè)備、人員的安全，保護環(huán)境，最大限度減少損失。本實用新型可以廣泛用于海洋科考等領(lǐng)域。
【專利說明】電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)是海洋石油開采過程中海洋鉆井平臺井控系統(tǒng)配備的一種備用控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在海洋鉆井突發(fā)井噴等緊急狀況且海洋鉆井平臺井控系統(tǒng)失效時，將事先儲備在水下蓄能器中的液壓液排出，推動防噴器等執(zhí)行機構(gòu)完成封井操作，確保設(shè)備和人員的安全，保護環(huán)境，減少損失。
[0003]現(xiàn)有水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)一般配備依靠壓縮氣體儲能的傳統(tǒng)蓄能器。隨著海洋鉆井水深的逐漸增加，水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)承受的靜水壓也隨之增加，因此蓄能器壓縮氣體儲存的能量很大一部分要用于克服不斷增加的靜水壓，從而造成蓄能器排出的有效液壓液的液量隨著水深的增加而減少。因此，海洋鉆井水深越深，實現(xiàn)相同封井操作功能所需蓄能器數(shù)量就越多，蓄能器數(shù)量的增多造成采購成本增高，空間占用率增大，在一定程度上限制了水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)的在深水工況下的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種節(jié)約成本且滿足各種深水應(yīng)急封井需求的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括一觸發(fā)裝置、一電控裝置、一動力裝置、若干防噴器執(zhí)行裝置、若干電動泵裝置和一儲液裝置，且所述電控裝置、所述動力裝置和所述電動泵裝置置于內(nèi)部充滿絕緣液的一密閉殼體內(nèi)，所述防噴器執(zhí)行裝置和所述儲液裝置則設(shè)置在所述密閉殼體外；所述觸發(fā)裝置固定在所述密閉殼體的側(cè)壁上，其探頭位于所述密閉殼體外部，且所述探頭通過液壓管線連接海洋鉆井平臺井控系統(tǒng)；所述電控裝置通過信號線分別連接所述觸發(fā)裝置和所述動力裝置；每一所述防噴器執(zhí)行裝置包括兩個對稱設(shè)置的閘板體，且在兩所述閘板體相對的一側(cè)各開設(shè)有一半圓形凹槽，在兩所述閘板體之間形成的柱狀空間內(nèi)設(shè)置有一鉆桿；在所述兩閘板體相向的一側(cè)各設(shè)置有一液缸，兩所述液缸的活塞桿分別與兩所述閘板體連接，且所述液缸內(nèi)位于活塞桿一側(cè)的腔室為開啟腔，另一側(cè)的腔室為關(guān)閉腔；每一所述電動泵裝置包括一電動兩位三通閥、一液壓泵、一電機、一壓力傳感器和一流量計；所述電動兩位三通閥的A 口通過液壓管線分別連通與所述電動泵裝置相對應(yīng)的兩所述液缸的開啟腔，T 口通過液壓管線連通所述密閉殼體外的海水，P 口分成兩個支路:一支路通過液壓管線連通所述儲液裝置，另一支路通過液壓管線連通所述液壓泵的入口 ；所述液壓泵出口的液壓管線上設(shè)置有一溢流閥，所述溢流閥的溢流口通過回油管線連通所述儲液裝置，所述溢流閥的出口通過液壓管線依次連接所述壓力傳感器、所述流量計和與所述電動泵裝置相對應(yīng)的兩所述液缸的關(guān)閉腔；所述電機連接所述液壓泵，所述電動兩位三通閥和所述電機分別通過動力電纜連接所述動力裝置，所述壓力傳感器和所述流量計分別通過信號線連接所述電控裝置。
[0006]所述液壓泵為單向定量泵，所述儲液裝置內(nèi)部具有若干存儲液壓液的儲液箱。
[0007]所述電機通過聯(lián)軸器和鏈條之一連接所述液壓泵。
[0008]所述觸發(fā)裝置采用壓力傳感器。
[0009]所述電控裝置采用微處理器。
[0010]所述動力裝置采用高能電池。
[0011]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型采用電動泵裝置直接將動力裝置儲存的電能，轉(zhuǎn)化為防噴器執(zhí)行裝置所需的壓力能，采用此種方式省去了傳統(tǒng)的蓄能器中氣體壓縮儲能的環(huán)節(jié)，使得能量轉(zhuǎn)化效率得以提高。由于不必大量采用傳統(tǒng)的蓄能器，使得本實用新型結(jié)構(gòu)更加緊湊，節(jié)省采購成本，降低空間占用率。2、本實用新型的防噴器執(zhí)行裝置所需液壓液不需傳統(tǒng)蓄能器提供，且當(dāng)防噴器執(zhí)行裝置完全關(guān)閉后，關(guān)閉腔不再繼續(xù)接收液壓液，多余的液壓液會通過溢流閥的溢流口和回油管線排入儲液裝置中。采用此種方式可以重復(fù)利用開啟腔內(nèi)液壓液，并且減少儲液裝置中儲存的液壓液的使用量。本實用新型可以廣泛用于海洋科考等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2是本實用新型防噴器執(zhí)行裝置和電動泵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0015]如圖1所示，本實用新型包括一觸發(fā)裝置1、一電控裝置2、一動力裝置3、若干防噴器執(zhí)行裝置4、若干電動泵裝置5和一儲液裝置6，且電控裝置2、動力裝置3和電動泵裝置5置于內(nèi)部充滿絕緣液的密閉殼體7內(nèi)，防噴器執(zhí)行裝置4和儲液裝置6則設(shè)置在密閉殼體7外。觸發(fā)裝置I固定在密閉殼體7的側(cè)壁上，其探頭位于密閉殼體7外部，該探頭通過液壓管線8連接海洋鉆井平臺井控系統(tǒng)(圖中未示出)。電控裝置2通過信號線9分別連接觸發(fā)裝置I和動力裝置3。
[0016]上述實施例中，觸發(fā)裝置I可以采用壓力傳感器，電控裝置2可以采用微處理器，動力裝置3可以采用高能電池，儲液裝置6內(nèi)部具有若干存儲液壓液的儲液箱。
[0017]如圖2所示，每一防噴器執(zhí)行裝置4包括兩個對稱設(shè)置的閘板體41，且在兩閘板體41相對的一側(cè)均開設(shè)有一半圓形凹槽，在兩閘板體41之間形成的柱狀空間內(nèi)設(shè)置有一鉆桿42。在兩閘板體41相向的一側(cè)均設(shè)置有一液缸43,兩液缸43的活塞桿分別與兩閘板體41連接，且液缸43內(nèi)位于活塞桿一側(cè)的腔室為開啟腔431，另一側(cè)的腔室為關(guān)閉腔432。
[0018]每一電動泵裝置5包括一電動兩位三通閥51、一液壓泵52、一電機53、一壓力傳感器54和一流量計55。其中，電動兩位三通閥51的A 口通過液壓管線8分別連通與該電動泵裝置5相對應(yīng)的防噴器執(zhí)行裝置4的兩液缸43的開啟腔431，T 口通過液壓管線8連通密閉殼體7外的海水，P 口分成兩個支路:一支路通過液壓管線8連通儲液裝置6，另一支路通過液壓管線8連通液壓泵52的入口。液壓泵52出口的液壓管線8上設(shè)置有一溢流閥56，溢流閥56的溢流口通過回油管線11連通儲液裝置6，溢流閥56的出口通過液壓管線8依次連接壓力傳感器54、流量計55和與該電動泵裝置5相對應(yīng)的防噴器執(zhí)行裝置4的兩液缸43的關(guān)閉腔432。電機53連接液壓泵52，并為液壓泵52運轉(zhuǎn)提供動力。電動兩位三通閥51和電機53分別通過動力電纜10連接動力裝置3，壓力傳感器54和流量計55分別通過信號線9連接電控裝置2 (圖中未示出)。
[0019]上述實施例中，液壓泵52為單向定量泵。電機53通過聯(lián)軸器或鏈條連接液壓泵52。
[0020]上述實施例中，如圖1所示，所有連接至密閉殼體7外部的液壓管線8和回油管線11均通過設(shè)置在密閉殼體7上的液壓穿艙接頭12貫穿至密閉殼體7外部。
[0021]本實用新型工作時:
[0022]I)觸發(fā)裝置I的探頭接收海洋鉆井平臺井控系統(tǒng)發(fā)出的液壓觸發(fā)信號，觸發(fā)裝置I將液壓觸發(fā)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉徒o電控裝置2 ；
[0023]2)電控裝置2對接收的來自觸發(fā)裝置I的電信號進行判斷，并根據(jù)其內(nèi)置的觸發(fā)條件邏輯關(guān)系判斷是否符合關(guān)閉井口觸發(fā)條件，若滿足觸發(fā)條件則通過信號線9向動力裝置3發(fā)送關(guān)閉鉆井井口指令；
[0024]3)動力裝置3根據(jù)接收到的指令為電動兩位三通閥51和電機53供電；
[0025]4)電機53將電能轉(zhuǎn)化為機械能，并通過聯(lián)軸器或鏈條傳送給液壓泵52，轉(zhuǎn)化為液壓泵52運轉(zhuǎn)時需要的液壓能，液壓泵52開啟；電動兩位三通閥51通電后，其A 口連通P口，開啟腔431內(nèi)的液壓液通過電動兩位三通閥51被泵入液壓泵52，同時儲液裝置6中的液壓液也同時被泵入液壓泵52 ；
[0026]5)被泵入液壓泵52的液壓液依次流經(jīng)溢流閥56、壓力傳感器54和流量計55后進入液缸43的關(guān)閉腔432 ;關(guān)閉腔432內(nèi)液壓液逐漸增加，進而推動活塞桿以及與其相連的閘板體41向中心移動，直至兩閘板體41抱緊鉆桿42，后續(xù)操作由執(zhí)行封井操作裝置進行封井;
[0027]6)當(dāng)防噴器執(zhí)行裝置4完全關(guān)閉后，關(guān)閉腔432不再繼續(xù)接收液壓液。液壓泵52的出口壓力迅速提高，當(dāng)高于溢流閥56設(shè)定壓力時，多余的液壓液會通過溢流閥56的溢流口和回油管線11排入儲液裝置6中。同時，壓力傳感器54與流量計55將采集的電動泵裝置5的壓力與流量信號，并通過信號線9反饋至電控裝置2，電控裝置2通過對比判定是否已完全關(guān)閉防噴器執(zhí)行裝置4，若已完全關(guān)閉防噴器執(zhí)行裝置4，則電控裝置2向動力裝置3發(fā)送停止為電動兩位三通閥51和電機53供電的控制命令，進而關(guān)閉電動兩位三通閥51和電機53。
[0028]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括一觸發(fā)裝置、一電控裝置、一動力裝置、若干防噴器執(zhí)行裝置、若干電動泵裝置和一儲液裝置，且所述電控裝置、所述動力裝置和所述電動泵裝置置于內(nèi)部充滿絕緣液的一密閉殼體內(nèi)，所述防噴器執(zhí)行裝置和所述儲液裝置則設(shè)置在所述密閉殼體外；所述觸發(fā)裝置固定在所述密閉殼體的側(cè)壁上，其探頭位于所述密閉殼體外部，且所述探頭通過液壓管線連接海洋鉆井平臺井控系統(tǒng)；所述電控裝置通過信號線分別連接所述觸發(fā)裝置和所述動力裝置； 每一所述防噴器執(zhí)行裝置包括兩個對稱設(shè)置的閘板體，且在兩所述閘板體相對的一側(cè)各開設(shè)有一半圓形凹槽，在兩所述閘板體之間形成的柱狀空間內(nèi)設(shè)置有一鉆桿；在所述兩閘板體相向的一側(cè)各設(shè)置有一液缸，兩所述液缸的活塞桿分別與兩所述閘板體連接，且所述液缸內(nèi)位于活塞桿一側(cè)的腔室為開啟腔，另一側(cè)的腔室為關(guān)閉腔； 每一所述電動泵裝置包括一電動兩位三通閥、一液壓泵、一電機、一壓力傳感器和一流量計；所述電動兩位三通閥的A 口通過液壓管線分別連通與所述電動泵裝置相對應(yīng)的兩所述液缸的開啟腔，T 口通過液壓管線連通所述密閉殼體外的海水，P 口分成兩個支路:一支路通過液壓管線連通所述儲液裝置，另一支路通過液壓管線連通所述液壓泵的入口 ；所述液壓泵出口的液壓管線上設(shè)置有一溢流閥，所述溢流閥的溢流口通過回油管線連通所述儲液裝置，所述溢流閥的出口通過液壓管線依次連接所述壓力傳感器、所述流量計和與所述電動泵裝置相對應(yīng)的兩所述液缸的關(guān)閉腔；所述電機連接所述液壓泵，所述電動兩位三通閥和所述電機分別通過動力電纜連接所述動力裝置，所述壓力傳感器和所述流量計分別通過信號線連接所述電控裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓泵為單向定量泵，所述儲液裝置內(nèi)部具有若干存儲液壓液的儲液箱。
3.如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電機通過聯(lián)軸器和鏈條之一連接所述液壓泵。
4.如權(quán)利要求2所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電機通過聯(lián)軸器和鏈條之一連接所述液壓泵。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述觸發(fā)裝置采用壓力傳感器。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電控裝置采用微處理器。
7.如權(quán)利要求5所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述動力裝置采用聞能電池。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述動力裝置采用高能電池。
9.如權(quán)利要求5所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述動力裝置采用聞能電池。
10.如權(quán)利要求6所述的電驅(qū)水下應(yīng)急安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述動力裝置采用聞能電池。
【文檔編號】E21B43/01GK203769757SQ201420171164
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】耿艷東, 許宏奇, 粟京, 李迅科, 劉健, 牛海峰, 王莎, 王蓓, 王衛(wèi)華, 李慎奎 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 河北華北石油榮盛機械制造有限公司