專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及的是用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，屬于機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海上平臺(tái)、船舶發(fā)生碰撞時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重威脅人員生命安全，造成財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染等災(zāi)難性事故，例如，2005年6月27日，印度國(guó)家石油公司BHN平臺(tái)因供應(yīng)船意外碰撞立管而引發(fā)平臺(tái)爆炸后損毀；再如，2010年4月20日晚10點(diǎn)，英國(guó)石油BP公司正在美國(guó)墨西哥灣作業(yè)的“深水地平線(xiàn)”號(hào)半潛式鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸，36小時(shí)后平臺(tái)沉沒(méi)。這一事件不僅造成11條生命死亡，而且海底原油泄漏，形成大面積嚴(yán)重污染，釀成罕見(jiàn)的環(huán)境災(zāi)難。事件中的“深水地平線(xiàn)”鉆井平臺(tái)造價(jià)約為3. 5億美元，但事故造成B P公司市值縮水逾700 億美元，另外還要支付上百億美元的賠付費(fèi)用，教訓(xùn)不可謂不深刻，對(duì)于BP公司來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是一筆巨大的損失。但這次事件也將給全世界包括中國(guó)在內(nèi)的石油企業(yè)敲響警鐘-“在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，務(wù)必保障安全”，杜絕各環(huán)節(jié)危險(xiǎn)情況發(fā)生，防患于未然。由此，根據(jù)目前海上井口平臺(tái)作業(yè)、搶修過(guò)程中存在的安全隱患-“大型海洋作業(yè)平臺(tái)與小型井口平臺(tái)移動(dòng)對(duì)接時(shí)，受風(fēng)、浪、海流及船舶操控失誤等等因素影響，后者容易遭受前者巨大撞擊力，造成倒覆、石油井噴泄漏等重大安全問(wèn)題”，提出了一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全
直ο本發(fā)明正是為解決上述海上井口平臺(tái)存在的重大安全隱患問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，目的在于消除安全隱患，避免因井口平臺(tái)倒覆，所造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和石油泄漏對(duì)海洋環(huán)境的污染，為海上石油開(kāi)發(fā)提供一種有效可靠的安全保護(hù)裝置。發(fā)明專(zhuān)利內(nèi)容本發(fā)明專(zhuān)利要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，該裝置能夠徹底解決大型海洋作業(yè)平臺(tái)與小型井口平臺(tái)移動(dòng)對(duì)接過(guò)程中，后者存在遭受撞擊威脅的嚴(yán)重安全問(wèn)題，杜絕隱患事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)海上井口平臺(tái)安全作業(yè)，本發(fā)明專(zhuān)利的目的是為海上石油開(kāi)發(fā)行業(yè)提供一種安全可靠的井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的裝置。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明專(zhuān)利是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明專(zhuān)利主要包括液壓泵站、緩沖單元、換向控制單元、防撞擊油缸、控制器、對(duì)接塊、支撐塊和固定塊；其特征之一是通過(guò)液壓管道，在緩沖單元中，二位兩通換向閥的P 口直接與防撞擊油缸的無(wú)桿腔相連接；其特征之二是在液壓泵站中，通過(guò)液壓管道，電動(dòng)液壓泵的吸口與手動(dòng)液壓泵的吸口并聯(lián)之后，直接與油箱相連接，而電動(dòng)液壓泵的出口與大單向止回閥相連接，手動(dòng)液壓泵的出口與小單向止回閥相連接；其特征之三是在液壓泵站中，通過(guò)截止閥，大單向止回閥與小單向止回閥相連接；其特征之四是在液壓泵站中，通過(guò)液壓管道，電動(dòng)液壓泵出口管路上，大單向止回閥的出口接有一只安全閥，同時(shí)與換向控制單元中三位四通換向閥的P 口相連接；其特征之五是在液壓泵站中，通過(guò)液壓管道，手動(dòng)液壓泵的出口管路上，小單向止回閥的出口與緩沖單元中二位兩通換向閥的A 口相連接；其特征之六是在緩沖單元中，通過(guò)液壓管道，二位兩通換向閥的A 口同時(shí)與蓄液缸的液體腔和比例閥相連接；其特征之七是在緩沖單元中， 通過(guò)液壓管道，蓄液缸的氣體腔與高壓氣瓶相連接；其特征之八是在換向控制單元中，通過(guò)液壓管道，三位四通換向閥的A 口和B 口分別與液控單向閥的A 口和二位三通換向閥的P 口相連接；其特征之九是在換向控制單元中，通過(guò)液壓管道，液控單向閥的B 口和二位三通換向閥的A 口分別與防撞擊油缸的無(wú)桿腔和有桿腔相連接；其特征之十是防撞擊油缸的活塞桿和對(duì)接塊采用球鉸結(jié)構(gòu)相連接；其特征之十一是防撞擊油缸的缸體和固定塊采用球鉸結(jié)構(gòu)相連接；其特征之十二是防撞擊油缸的活塞桿內(nèi)裝有一只位移傳感器；其特征之十三是通過(guò)支撐塊和固定塊，防撞擊油缸與大型海洋作業(yè)平臺(tái)甲板相連接；其特征之十四是防撞擊油缸的數(shù)量有一只以上。本海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)裝置的工作原理是當(dāng)海上井口平臺(tái)的流程設(shè)備和油井發(fā)生故障，需要作業(yè)搶修時(shí)，大型海洋作業(yè)平臺(tái)通過(guò)拖輪移位至海上井口平臺(tái)附近，為防止對(duì)接過(guò)程產(chǎn)生撞擊，防撞擊保護(hù)裝置進(jìn)入運(yùn)行工作狀態(tài)。第一步，操縱手動(dòng)液壓泵和電動(dòng)液壓泵，調(diào)定液壓系統(tǒng)安全閥和比例閥工作壓力，突然停電的緊急狀態(tài)下，通過(guò)截止閥的轉(zhuǎn)換，手動(dòng)液壓泵可替代電動(dòng)液壓泵，達(dá)到安全備用目的；第二步，在控制器上操作防撞擊油缸前進(jìn)按鈕，此時(shí)，緩沖單元中的二位兩通換向閥P 口和A 口處于斷開(kāi)狀態(tài)，換向控制單元中的三位四通換向閥P 口和A 口、B 口和T 口處于接通狀態(tài)，換向控制單元中的二位三通換向閥P 口和A 口處于接通狀態(tài)，電動(dòng)液壓泵的壓力油進(jìn)入防撞擊油缸的無(wú)桿腔，推動(dòng)防撞擊油缸的活塞桿伸出，使得對(duì)接塊貼近海上井口平臺(tái)導(dǎo)管；第三步，在控制器上操作防撞擊油缸停止按鈕，此時(shí)，緩沖單元中的二位兩通換向閥P 口和A 口處于接通狀態(tài)，換向控制單元中的三位四通換向閥P 口和A 口、B 口和T 口處于斷開(kāi)狀態(tài)，換向控制單元中的二位三通換向閥A 口和T 口處于接通狀態(tài)，大型海洋作業(yè)平臺(tái)對(duì)海上井口平臺(tái)的撞擊力轉(zhuǎn)化為防撞擊油缸活塞對(duì)無(wú)桿腔的油液擠壓力，隨著防撞擊油缸活塞桿的收縮，位移傳感器將檢測(cè)的位移量傳遞到控制器，控制器利用該值實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)比例閥的壓力值，使得大型海洋作業(yè)平臺(tái)平穩(wěn)無(wú)沖擊地與海上井口平臺(tái)對(duì)接。本發(fā)明能夠消除目前海上井口平臺(tái)作業(yè)、搶修過(guò)程中存在的安全隱患，解決大型海洋作業(yè)平臺(tái)與小型井口平臺(tái)移動(dòng)對(duì)接時(shí)，受風(fēng)、浪、海流及船舶操控失誤等等因素影響， 后者容易遭受前者巨大撞擊力，造成倒覆、石油井噴泄漏等重大安全問(wèn)題，裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，操作性能優(yōu)越的特點(diǎn)。本發(fā)明防撞擊油缸活塞桿的比例壓力實(shí)時(shí)控制收縮技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)大型海洋作業(yè)平臺(tái)與小型井口平臺(tái)平臺(tái)對(duì)接，避免撞擊，具有非常高的推廣應(yīng)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置立面示意圖。圖2是本發(fā)明一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置平面示意圖。圖3是本發(fā)明一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置液壓系統(tǒng)原理圖。1液壓泵站2緩沖單元3換向控制單元4防撞擊油缸5控制器6對(duì)接塊7 油箱8電動(dòng)液壓泵9手動(dòng)液壓泵 10大單向止回閥11小單向止回閥12截止閥13 安全閥 14 二位兩通換向閥15蓄液缸 16比例閥 17高壓氣瓶 18三位四通換向閥19液控單向閥20位三通換向閥21位移傳感器22支撐塊23固定塊M海上井口平臺(tái)導(dǎo)管25大型海洋作業(yè)平臺(tái)甲板
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明專(zhuān)利主要包括液壓泵站1、緩沖單元2、換向控制單元3、防撞擊油缸4、控制器5、對(duì)接塊6、支撐塊22和固定塊23 ；其特征之一是通過(guò)液壓管道，在緩沖單元2中，二位兩通換向閥14的P 口直接與防撞擊油缸4的無(wú)桿腔相連接；其特征之二是在液壓泵站1中，通過(guò)液壓管道，電動(dòng)液壓泵8的吸口與手動(dòng)液壓泵9的吸口并聯(lián)之后，直接與油箱7相連接，而電動(dòng)液壓泵8的出口與大單向止回閥10相連接，手動(dòng)液壓泵9的出口與小單向止回閥11相連接；其特征之三是在液壓泵站1中，通過(guò)截止閥12，大單向止回閥10與小單向止回閥11相連接；其特征之四是在液壓泵站1中，通過(guò)液壓管道， 電動(dòng)液壓泵8出口管路上，大單向止回閥10的出口接有一只安全閥13，同時(shí)與換向控制單元3中三位四通換向閥18的P 口相連接；其特征之五是在液壓泵站1中，通過(guò)液壓管道，手動(dòng)液壓泵9的出口管路上，小單向止回閥11的出口與緩沖單元2中二位兩通換向閥14的 A 口相連接；其特征之六是在緩沖單元2中，通過(guò)液壓管道，二位兩通換向閥14的A 口同時(shí)與蓄液缸15的液體腔和比例閥16相連接；其特征之七是在緩沖單元2中，通過(guò)液壓管道， 蓄液缸15的氣體腔與高壓氣瓶17相連接；其特征之八是在換向控制單元3中，通過(guò)液壓管道，三位四通換向閥18的A 口和B 口分別與液控單向閥19的A 口和二位三通換向閥20的 P 口相連接；其特征之九是在換向控制單元3中，通過(guò)液壓管道，液控單向閥19的B 口和二位三通換向閥20的A 口分別與防撞擊油缸4的無(wú)桿腔和有桿腔相連接；其特征之十是防撞擊油缸4的活塞桿和對(duì)接塊6采用球鉸結(jié)構(gòu)相連接；其特征之十一是防撞擊油缸4的缸體和固定塊23采用球鉸結(jié)構(gòu)相連接；其特征之十二是防撞擊油缸4的活塞桿內(nèi)裝有一只位移傳感器21 ；其特征之十三是通過(guò)支撐塊22和固定塊23，防撞擊油缸4與大型海洋作業(yè)平臺(tái)甲板25相連接；其特征之十四是防撞擊油缸4的數(shù)量有一只以上。如圖1、圖2和圖3所示，本海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)裝置的工作原理是本海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)裝置的工作原理是當(dāng)海上井口平臺(tái)的流程設(shè)備和油井發(fā)生故障，需要作業(yè)搶修時(shí)，大型海洋作業(yè)平臺(tái)通過(guò)拖輪移位至海上井口平臺(tái)附近，為防止對(duì)接過(guò)程產(chǎn)生撞擊，防撞擊保護(hù)裝置進(jìn)入運(yùn)行工作狀態(tài)。第一步，操縱手動(dòng)液壓泵9和電動(dòng)液壓泵8，調(diào)定液壓系統(tǒng)安全閥13和比例閥16工作壓力，突然停電的緊急狀態(tài)下，通過(guò)截止閥12的轉(zhuǎn)換，手動(dòng)液壓泵9可替代電動(dòng)液壓泵8，達(dá)到安全備用目的；第二步，在控制器5上操作防撞擊油缸4前進(jìn)按鈕，此時(shí)，緩沖單元2中二位兩通換向閥14的P 口和A 口處于斷開(kāi)狀態(tài)，換向控制單元3中三位四通換向閥18的P 口和A 口、B 口和T 口處于接通狀態(tài)，換向控制單元 3中二位三通換向閥20的P 口和A 口處于接通狀態(tài)，電動(dòng)液壓泵8的壓力油進(jìn)入防撞擊油缸4的無(wú)桿腔，推動(dòng)防撞擊油缸4的活塞桿伸出，使得對(duì)接塊貼6近海上井口平臺(tái)導(dǎo)管M ； 第三步，在控制器5上操作防撞擊油缸4停止按鈕，此時(shí)，緩沖單元2中二位兩通換向閥14 的P 口和A 口處于接通狀態(tài)，換向控制單元3中三位四通換向閥18的P 口和A 口、B 口和T 口處于斷開(kāi)狀態(tài)，換向控制單元3中二位三通換向閥20的A 口和T 口處于接通狀態(tài)，大型海洋作業(yè)平臺(tái)對(duì)海上井口平臺(tái)的撞擊力轉(zhuǎn)化為防撞擊油缸4活塞對(duì)無(wú)桿腔的油液擠壓力， 隨著防撞擊油缸4活塞桿的收縮，位移傳感器21將檢測(cè)的位移量傳遞到控制器5，控制器5利用該值實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)比例閥6的壓力值，使得大型海洋作業(yè)平臺(tái)平穩(wěn)無(wú)沖擊地與海上井口平臺(tái)對(duì)接。
權(quán)利要求
1.一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，包括液壓泵站(1)、緩沖單元 (2)、換向控制單元(3)、防撞擊油缸(4)、控制器(5)、對(duì)接塊(6)、支撐塊(22)和固定塊 (23)；其特征是通過(guò)液壓管道，在緩沖單元( 中，二位兩通換向閥(14)的P 口直接與防撞擊油缸(4)的無(wú)桿腔相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在液壓泵站(1)中，通過(guò)液壓管道，電動(dòng)液壓泵(8)的吸口與手動(dòng)液壓泵(9)的吸口并聯(lián)之后，直接與油箱(7)相連接，而電動(dòng)液壓泵(8)的出口與大單向止回閥(10)相連接，手動(dòng)液壓泵(9)的出口與小單向止回閥(11)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在液壓泵站(1)中，通過(guò)截止閥(12)，大單向止回閥(10)與小單向止回閥(11)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在液壓泵站⑴中，通過(guò)液壓管道，電動(dòng)液壓泵⑶出口管路上，大單向止回閥(10)的出口接有一只安全閥(13)，同時(shí)與換向控制單元(3)中三位四通換向閥(18)的P 口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在液壓泵站⑴中，通過(guò)液壓管道，手動(dòng)液壓泵(9)的出口管路上，小單向止回閥(11)的出口與緩沖單元O)中二位兩通換向閥(14)的A 口相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在緩沖單元O)中，通過(guò)液壓管道，二位兩通換向閥(14)的A 口同時(shí)與蓄液缸(1 的液體腔和比例閥(16)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在緩沖單元O)中，通過(guò)液壓管道，蓄液缸(1 的氣體腔與高壓氣瓶(17)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在換向控制單元(3)中，通過(guò)液壓管道，三位四通換向閥(18)的A 口和B 口分別與液控單向閥(19)的A 口和二位三通換向閥00)的P 口相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是在換向控制單元(3)中，通過(guò)液壓管道，液控單向閥(19)的B 口和二位三通換向閥00) 的A 口分別與防撞擊油缸的無(wú)桿腔和有桿腔相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是防撞擊油缸(4)的活塞桿和對(duì)接塊(6)采用球鉸結(jié)構(gòu)相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是防撞擊油缸的缸體和固定樁采用球鉸結(jié)構(gòu)相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是防撞擊油缸的活塞桿內(nèi)裝有一只位移傳感器01)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是通過(guò)支撐塊0 和固定塊(23)，防撞擊油缸(4)與大型海洋作業(yè)平臺(tái)甲板0 相連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置，其特征是防撞擊油缸的數(shù)量有一只以上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置。液壓泵站、緩沖單元、換向控制單元、防撞擊油缸、控制器、對(duì)接塊、支撐塊和固定塊組成海上井口平臺(tái)防撞擊保護(hù)的重大安全裝置。其主要連接方式為通過(guò)液壓管道，緩沖單元中二位兩通換向閥的P口直接與防撞擊油缸的無(wú)桿腔相連接。防撞擊油缸活塞桿的比例壓力實(shí)時(shí)控制收縮技術(shù)，使得海上井口平臺(tái)的撞擊力平穩(wěn)地轉(zhuǎn)化，一部分壓縮了高壓氣瓶?jī)?nèi)氣體，一部分以比例閥壓力溢流形式消耗掉，從而消除目前海上井口平臺(tái)作業(yè)、搶修過(guò)程中存在的安全隱患，實(shí)現(xiàn)大型海洋作業(yè)平臺(tái)與小型井口平臺(tái)無(wú)撞擊對(duì)接，避免因井口平臺(tái)倒覆，所造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和石油泄漏對(duì)海洋環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)F15B13/02GK102464096SQ201010540000
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月7日
發(fā)明者任永華, 馮展航, 龐興河, 張兆德, 張培東, 李兆云, 李德堂, 李欣曉, 王來(lái)忠, 范玉斌, 謝永和, 黃永生 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局井下作業(yè)公司, 浙江海洋學(xué)院