專利名稱：海洋水下平行雙液缸閘板防噴器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油鉆采裝備技術領域，涉及一種海洋水下平行雙液缸間板防噴 器，
背景技術：
目前的閘板防噴器的液缸，都是由一個活塞將液缸分成開啟和關閉兩個腔，閘板 是靠液控系統(tǒng)提供的液壓流體進入液缸驅動活塞形成推力來關閉和開啟，在設計用于密封 高壓井的閘板防噴器時，為增大活塞推力，只能加大活塞尺寸及相應的液缸尺寸，這樣做的 結果是增加了閘板防噴器的整體高度和重量。水下防噴器在使用過程中，一般都是將幾臺防噴器組合在一起使用，稱水下防噴 器組，水下防噴器組的設計規(guī)范要求，防噴器組上須存有足夠的帶有一定壓力的液壓能 (在儲能器鋼瓶里備有帶壓力的液體)，足以對防噴器組進行幾個循環(huán)操作，由于活塞尺寸 大，關閉和開啟腔所需的液壓流體量很大。如果是高壓、大通徑的防噴器組，甚至需要預存 一千多升的液壓油，增加了防噴器組的尺寸和重量。隨著防噴器的不斷完善，其閘板的機械鎖定系統(tǒng)也越來越復雜。目前的水下閘板 防噴器大都是采用液壓鎖緊，由于設計復雜和零件較多，系統(tǒng)的復雜性降低了可靠性，經(jīng)常 出現(xiàn)間板鎖緊后無法解鎖或者無法鎖緊的現(xiàn)象，相當多的防噴器水下故障停工是由于防噴 器鎖定后無法解鎖造成的，需要將防噴器卸至地面維修，鎖緊失效甚至會造成災難性的后
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發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種海洋水下平行雙液缸閘板防噴器，解決了現(xiàn)有技術 中存在的由于結構復雜、體積龐大，導致經(jīng)常出現(xiàn)閘板鎖緊后無法解鎖或者無法鎖緊的問 題。本實用新型采用的技術方案是，一種海洋水下平行雙液缸間板防噴器，包括在殼 體上設置有多組對稱的側門，側門與殼體固定在一起，每個側門上安裝有一套雙液缸總成， 每一個雙液缸總成都是由二個平行的小直徑的單液缸組成，每一個單液缸通過傳動裝置與 驅動裝置連接。本實用新型的雙液缸閘板防噴器，其特征還在于所述雙液缸總成的結構是，包括兩個單液缸，每個單液缸的缸套一端與側門固定 連接，缸套的另一端安裝有液缸端蓋，每個缸套的內(nèi)腔為臺階形，設置有連接為一體的活塞 和閘板軸，活塞的軸芯通過滑套套裝有鎖定桿，鎖定桿穿出液缸端蓋之外，兩個單液缸的閘 板軸穿出側門后均與中間桿相連，中間桿與閘板總成相連；鎖定桿通過傳動裝置與驅動裝 置連接，每個活塞由活塞頭和活塞體組成，活塞頭和活塞體與缸套內(nèi)部臺階形相對應，活 塞將缸套內(nèi)部分為關閉腔、中間腔、開啟腔，開啟腔外徑小于關閉腔；在液缸端蓋開有關閉腔的液壓油口 A，在缸套大圓周上開有中間腔的液壓油口 B，在側門開有開啟腔的液壓油口 C。 所述活塞為單直徑的軸或帶多個臺階的軸。 所述活塞頭和活塞體上各自設有密封圈。本實用新型的平行雙液缸結構，是用兩個小直徑活塞在同一個軸向平面位置來代 替一個大直徑活塞，降低了閘板防噴器的重量、總高度和復雜性；由于液缸和活塞采用了臺 階形，增加了中間腔，也就減少了閘板開啟時用的液壓油量，減少對防噴器控制系統(tǒng)及儲備 液體的容量的需求；同時閘板的鎖定采用了獨立的驅動裝置，提高了系統(tǒng)可靠性。
圖1是本實用新型裝置的立體結構示意圖；圖2是本實用新型裝置中的平行雙液缸驅動示意圖(閘板處于開啟位)；圖3是本實用新型裝置中的平行雙液缸驅動示意圖(閘板處于關閉位)；圖4是本實用新型裝置中的平行雙液缸與單液缸截面尺寸對比示意圖；圖5是本實用新型裝置中的驅動裝置和傳動裝置實施例示意圖；圖6是圖5實施例的側視簡圖；圖7是帶儲能器鋼瓶的水下防噴器組示意圖。圖中，1.殼體，2.側門，3.螺栓，4.單液缸，5.雙液缸總成，6.活塞腔，7.閘板軸， 8.活塞，9.缸套，10.滑套，11.鎖定桿，12.中間桿，13.液缸端蓋，14.密封圈，15.活塞頭， 16.活塞體，18.關閉腔，19.中間腔，20.開啟腔，21.液壓油口 A，22.液壓油口 B，23.液壓 油口 C，24.驅動裝置，25.電機，26.傳動裝置，27.操作裝置，28.環(huán)形防噴器，29.電動閘板 防噴器，30.液壓閘板防噴器，32.儲能器，33.閘板總成。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。由于在閘板開啟、關閉時，活塞的運動距離是相等的，只有在開啟腔采用較小直徑 的活塞，才能實現(xiàn)開啟所需液壓流體小于關閉所需液壓流體，這樣就能減少閘板關閉、開啟 循環(huán)操作時所需液壓流體，可以減少儲存于防噴器組的液壓流體，這對水下防噴器組有特 殊意義?；钊睆叫?，則液缸的尺寸也就小。減小液缸尺寸的另一個好處是減小開啟閘板 時所產(chǎn)生的力，但在某些情況下，開啟閘板時形成的力不足以推動閘板，但已超過了驅動裝 置中某些零件的設計載荷，這樣會導致系統(tǒng)的失效，所以，減小開啟時的力對驅動裝置起保 護作用，可有效延長裝置的使用壽命。如圖1，是本實用新型裝置實施例的立體結構示意圖，海洋水下平行雙液缸閘板防 噴器組，包括在殼體1上設置有多組對稱的側門2，側門2與殼體1通過螺栓總成3固定在 一起，但可以卸下以便進行間板的維修更換，每個側門2上安裝有一套雙液缸總成5，殼體1 內(nèi)的每個間板都是由一個平行雙液缸5來驅動，每一個平行雙液缸5都是由二個相互平行 的小直徑的單液缸4組成，每一個單液缸4通過傳動裝置26與驅動裝置24連接。如圖2、圖3，本實用新型裝置中的雙液缸總成5的內(nèi)部結構是，在每個側門2上設 置有兩個單液缸4，每個單液缸4的缸套9 一端與側門2固定連接，缸套9的另一端安裝有液缸端蓋13，側門2和液缸端蓋13則同時封堵兩個缸套9，每個缸套9的內(nèi)腔為兩級臺階 形，設置有連接為一體的活塞8和間板軸7，活塞8的軸芯通過滑套10套裝有鎖定桿11，滑 套10與鎖定桿11通過螺紋套接，鎖定桿11穿出液缸端蓋13之外，鎖定桿11通過傳動裝 置26與驅動裝置24連接；兩個單液缸4的閘板軸7穿出側門2后均與中間桿12相連，以 確保兩個活塞8能夠同步運動，中間桿12與閘板總成33相連。每個活塞8由活塞頭15和活塞體16組成，活塞頭15和活塞體16由于外徑不同， 構成與缸套9內(nèi)部臺階形相對應，活塞頭15和活塞體16上各自設有密封圈14，活塞8將缸 套9內(nèi)部分為關閉腔18、中間腔19、開啟腔20三個腔，開啟腔20外徑小于關閉腔18，開啟 腔20所需液壓流體少于關閉腔18。在液缸端蓋13開有關閉腔18的液壓油口 A21，在缸套 9大圓周上開有中間腔19的液壓油口 B22，在側門2開有開啟腔20的液壓油口 C23。由于活塞8和缸套9為臺階形，可以根據(jù)需要形成兩個或多個腔體；活塞體16還 可以是單直徑的軸也可以是帶多個臺階的軸。關閉腔18、開啟腔20均與一個液壓源相連。對于水下防噴器，關閉腔18、開啟腔 20中的流體可以重復利用，也可以排放海底；中間腔19的流體要與海底環(huán)境保持壓力平 衡，確保不影響活塞8的運動，中間腔19可與大海相通或與壓力補償系統(tǒng)相連。本實用新型的平行雙液缸的工作原理是1)在圖3中，閘板軸7伸入殼體1內(nèi)到底，閘板總成33以及平行雙液缸5處于關 閉且鎖緊位置，當需回到開啟位時，先從液壓油口 A21給關閉腔18加壓，卸掉滑套10和鎖 定桿11上的軸向載荷，再旋轉鎖定桿11使滑套10向液缸端蓋13方向運動直至兩者接觸， 此時由液壓油口 C23給開啟腔20加壓，推動活塞8向液缸端蓋13方向運動，同時帶動中間 桿12和閘板總成33回到開啟位實現(xiàn)解鎖，見圖2 ；在平行雙液缸5工作時，中間桿12確保 兩活塞同步，液壓系統(tǒng)對兩個單液缸4的供油也應同步。2)見圖3，平行雙液缸5回到開啟位后，此時，從液壓油口 A21給關閉腔18加壓， 推動活塞8向側門2方向運動，同時，中間腔19和開啟腔20里的流體從液壓油口 B22和液 壓油口 C23排出，活塞8運動到關閉位后，再旋轉鎖定桿11推動滑套10將活塞8鎖緊。圖4是單液缸和平行雙液缸的對比示意圖，其中A代表單液缸大直徑D驅動時活 塞的液壓面積；B則對應直徑d的平行雙液缸的活塞面積，當面積A =面積BX 2時，直徑d =0. 71X直徑D。例如可用直徑為12寸的平行雙液缸代替直徑為17寸的單液缸，這樣， 閘板腔的最小間距可由17寸縮小為12寸，顯著減少對液壓流體的需求。同時，平行雙液缸 5與產(chǎn)生相等推動力的單一大直徑驅動液缸相比，前者的高度小，從而降低防噴器的高度。圖5、圖6是本實用新型裝置中的驅動裝置和傳動裝置實施例示意圖，平行雙液缸 5的兩個鎖定桿11與傳動裝置26連接，傳動裝置26與驅動裝置24連接，驅動裝置24用于 轉動鎖定桿11鎖緊活塞8，驅動裝置24由電機25和ROV操作裝置27組成，當電機或動力 出現(xiàn)故障，可利用ROV方式直接操作其中的操作裝置27，利用儲存的液壓能直接驅動傳動 裝置26。圖7為一個水下防噴器組實施例結構示意圖，包括兩組環(huán)形防噴器28、兩組電動 閘板防噴器29、四組液壓間板防噴器30以及多組儲能器32組成。儲能器32布置在防噴器 組周圍的框架上。由圖7可見，水下防噴器組是一個非常復雜的設備，由多臺環(huán)形和閘板防 噴器組成，單臺閘板防噴器高度越低，則總體高度也越低；由于對防噴器組上存有的液壓能
5安放在水下防噴器組上的儲能器缸瓶，缸瓶里備有帶有壓力的液體的流體量需求減少，可 以減少儲能器瓶體積和數(shù)量，減少了整個防噴器組的重量。平行雙液缸可和上述鎖定裝置及鎖定桿和滑套組合使用，也可和其它各種鎖定機 構組合使用。本實用新型的平行雙液缸結構，是用兩個小直徑活塞在同一個軸向平面位置來代 替一個大直徑活塞，降低了閘板防噴器的重量、總高度和復雜性；由于液缸和活塞采用了臺 階形，增加了中間腔，也就減少了閘板開啟時用的液壓油量，減少對防噴器控制系統(tǒng)及儲備 液體的容量的需求；同時閘板的鎖定采用了獨立的驅動裝置，提高了系統(tǒng)可靠性。本實用新 型既可以應用于水下，也可以應用到陸地、海上平臺等其它場合。
權利要求1.一種海洋水下平行雙液缸間板防噴器，其特征在于包括在殼體(1)上設置有多組 對稱的側門(2)，側門(2)與殼體(1)固定在一起，每個側門(2)上安裝有一套雙液缸總成 (5)，每一個雙液缸總成(5)都是由二個平行的小直徑的單液缸(4)組成，每一個單液缸(4) 通過傳動裝置(26)與驅動裝置(24)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙液缸閘板防噴器，其特征在于所述雙液缸總成(5)的結 構是，包括兩個單液缸(4)，每個單液缸(4)的缸套(9) 一端與側門(2)固定連接，缸套(9) 的另一端安裝有液缸端蓋(13)，每個缸套(9)的內(nèi)腔為臺階形，設置有連接為一體的活塞 (8)和閘板軸(7)，活塞(8)的軸芯通過滑套(10)套裝有鎖定桿(11)，滑套(10)與鎖定桿 (11)通過螺紋套接，鎖定桿(11)穿出液缸端蓋(13)之外，兩個單液缸⑷的閘板軸(7)穿 出側門(2)后均與中間桿(12)相連，中間桿(12)與閘板總成(33)相連；鎖定桿(11)通過 傳動裝置(26)與驅動裝置(24)連接，每個活塞(8)由活塞頭(15)和活塞體(16)組成，活塞頭(15)和活塞體(16)與缸 套(9)內(nèi)部臺階形相對應，活塞⑶將缸套(9)內(nèi)部分為關閉腔(18)、中間腔(19)、開啟 腔(20)，開啟腔(20)外徑小于關閉腔(18)；在液缸端蓋(13)開有關閉腔(18)的液壓油 口 A(21)，在缸套(9)大圓周上開有中間腔(19)的液壓油口 B(22)，在側門(2)開有開啟腔 (20)的液壓油口 C (23)。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙液缸閘板防噴器，其特征在于所述活塞(8)為單直徑的 軸或帶多個臺階的軸。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙液缸間板防噴器，其特征在于所述活塞頭(15)和活塞體 (16)上各自設有密封圈(14)。
專利摘要本實用新型公開了一種海洋水下平行雙液缸閘板防噴器，包括在殼體上設置有多組對稱的側門，側門與殼體固定，每個側門上安裝有一套雙液缸總成，所述雙液缸總成的結構是，包括兩個平行的單液缸，每個單液缸的缸套一端與側門固定連接，缸套的另一端安裝有液缸端蓋，每個缸套的內(nèi)腔為臺階形，設置有連接為一體的活塞和閘板軸，活塞的軸芯通過滑套套裝有鎖定桿，滑套與鎖定桿通過螺紋套接，鎖定桿穿出液缸端蓋之外與驅動裝置連接，兩個單液缸的閘板軸穿出側門后均通過中間桿與閘板總成相連。本實用新型的裝置，是用兩個小直徑活塞代替一個大直徑活塞，降低了閘板防噴器的重量、總高度和復雜性；減少對防噴器控制系統(tǒng)及儲備液體的容量的需求。
文檔編號F15B11/22GK201778740SQ201020302218
公開日2011年3月30日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權日2010年2月3日
發(fā)明者任鋼峰, 盧韻皎, 王定亞, 鄧平 申請人:寶雞石油機械有限責任公司