一種隔水管張緊器液壓安全閥組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，用于保障隔水管系統(tǒng)的安全，涉及一種隔水管張緊器液壓安全閥組。
【背景技術(shù)】
[0002]半潛式海洋平臺受波浪的影響上下升沉運(yùn)動(dòng)，在鉆井作業(yè)的過程中要求隔水管與水下井口設(shè)備保持相對位置不發(fā)生變化，往往會(huì)采用隔水管張緊器來抵消平臺升沉運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的影響。
[0003]隔水管張緊器分為液缸直驅(qū)式和鋼絲繩式兩種形式，兩種方式實(shí)現(xiàn)的方式不一樣，但原理一致。但是，由于半潛式海洋鉆井平臺海洋作業(yè)的特殊性，對隔水管系統(tǒng)的安全要求極高，隔水管張緊器負(fù)擔(dān)著整個(gè)隔水管系統(tǒng)的重量，一旦出現(xiàn)致命故障，帶來的經(jīng)濟(jì)損失無法估量。
[0004]為保障隔水管張緊器的安全，在增加張緊系統(tǒng)安全系數(shù)的前提下，還要考慮張緊器在失效情況下的保護(hù)。目前所知工況包括:1)避免由于張緊器鋼絲繩斷裂或機(jī)械連接失效導(dǎo)致補(bǔ)償液缸反沖；2)平臺在遭遇未知災(zāi)害(比如隔水管斷裂、海底火山、海嘯等)需要緊急撤離時(shí)及時(shí)切斷和提升隔水管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種隔水管張緊器液壓安全閥組，解決了現(xiàn)有技術(shù)中張緊器液壓安全閥存在處理特殊情況的功能不足，容易導(dǎo)致嚴(yán)重后果的問題。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種隔水管張緊器液壓安全閥組，包括主閥，主閥通過A油口與張緊器補(bǔ)償液缸連通，主閥通過B油口與蓄能器連通；主閥的閥芯與控制油缸的活塞桿前端傳動(dòng)連接，控制油缸的活塞桿尾端連接有線性位移傳感器，控制油缸的兩個(gè)油腔一方面各自對應(yīng)通過液控單向閥二和液控單向閥三與比例換向閥連通，比例換向閥再通過另外一個(gè)液控單向閥一接回主閥；另一方面，控制油缸的兩個(gè)油腔分別通過各自對應(yīng)的液控?fù)Q向閥一和液控?fù)Q向閥二同時(shí)與液控先導(dǎo)式截止閥、電磁閥二、電磁閥一連通，液控?fù)Q向閥一和液控?fù)Q向閥二一起稱為液控?fù)Q向閥組，液控單向閥一、液控單向閥二和液控單向閥三還同時(shí)與電磁閥一連通；另外，比例換向閥、電磁閥一、電磁閥二、液控?fù)Q向閥組分別通過管路與泄油口連通。
[0007]本發(fā)明的隔水管張緊器液壓安全閥組，其特征還在于:
[0008]主閥設(shè)置為兩位，即截止位和流通位，截止位帶節(jié)流口，流通位帶比例流量調(diào)節(jié)。
[0009]控制油缸桿腔內(nèi)置彈簧。
[0010]每個(gè)液控?fù)Q向閥的一端帶有先導(dǎo)控制，另一端帶有控制油缸。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，能夠提供正常通路、補(bǔ)償液缸失效時(shí)的安全保護(hù)、隔水管斷裂保護(hù)、補(bǔ)償液缸應(yīng)急提升及防碰，具體包括:
[0012]I)集成多個(gè)液壓閥組成一個(gè)安全閥組，解決隔水管張緊器的部分安全問題，整套閥組結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，符合隔水管作業(yè)工況。
[0013]2)采用液壓驅(qū)動(dòng)，能保證閥組在鋼絲繩斷裂或機(jī)械連接失效時(shí)自動(dòng)切斷蓄能器和補(bǔ)償液缸的液壓通路，系統(tǒng)可靠性高。
[0014]3)內(nèi)部的電磁閥、比例閥、以及線性位移傳感器的組合，使得操作人員可以遠(yuǎn)程控制主閥的流量，并能實(shí)時(shí)反饋主閥的開口度，設(shè)備自動(dòng)化程度較高。
[0015]4)為滿足隔水管張緊器工況，主閥1、控制油缸2、液控?fù)Q向閥組均進(jìn)行了創(chuàng)新的設(shè)置。
【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有的隔水管張緊器原理簡圖；
[0017]圖2是本發(fā)明安全閥組在正常工況下結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明安全閥組在緊急工況下結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1.主閥；2.控制油缸；3.比例換向閥；4.電磁閥一 ；5.電磁閥二 ；6.液控先導(dǎo)式截止閥；7.液控?fù)Q向閥一；8.液控?fù)Q向閥二；9.線性位移傳感器，10.液控單向閥一，
11.液控單向閥二，12.液控單向閥三。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]如圖1，現(xiàn)有典型的張緊器系統(tǒng)由6組張緊器組成，6組張緊器分別與控制柜連接，每組張緊器由補(bǔ)償液缸、安全閥和蓄能器組成，補(bǔ)償液缸和蓄能器之間通過液壓油交換來補(bǔ)償平臺的升沉運(yùn)動(dòng)，安全閥進(jìn)行預(yù)設(shè)壓力控制。
[0022]本發(fā)明的安全閥組安裝在蓄能器與補(bǔ)償液缸之間，作為流量控制閥。
[0023]參照圖2、圖3，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，包括主閥1，主閥I通過A油口與張緊器補(bǔ)償液缸連通，主閥I通過B油口與蓄能器連通，主閥I為本發(fā)明閥組液壓油主要對外流通通道；主閥I的閥芯(或閥板)與控制油缸2的活塞桿前端傳動(dòng)連接，控制油缸2的活塞桿尾端連接有線性位移傳感器9，控制油缸2的兩個(gè)油腔一方面各自對應(yīng)通過液控單向閥二 11和液控單向閥三12與比例換向閥3連通，比例換向閥3再通過另外一個(gè)液控單向閥一 10接回主閥1，液控單向閥一 10、液控單向閥二 11和液控單向閥三12 —起稱為液控單向閥組?’另一方面，控制油缸2的兩個(gè)油腔分別通過各自對應(yīng)的液控?fù)Q向閥一 7和液控?fù)Q向閥二 8同時(shí)與液控先導(dǎo)式截止閥6、電磁閥二 5、電磁閥一 4連通，液控?fù)Q向閥一 7和液控?fù)Q向閥二 8一起稱為液控?fù)Q向閥組，液控單向閥一 10、液控單向閥二 11和液控單向閥三12還同時(shí)與電磁閥一 4連通；另外，比例換向閥3、電磁閥一 4、電磁閥二 5、液控?fù)Q向閥組分別通過管路與泄油口連通。
[0024]主閥I設(shè)置為兩位，即截止位和流通位，截止位帶節(jié)流口，流通位帶比例流量調(diào)節(jié)；控制油缸2桿腔內(nèi)置彈簧，活塞桿與主閥I的b端連接用于控制主閥I的開度；液控?fù)Q向閥組中的每個(gè)液控?fù)Q向閥的一端帶有先導(dǎo)控制，另一端帶有控制油缸，以便滿足隔水管張緊器的實(shí)際工況。
[0025]上述的一系列閥件共同構(gòu)成本發(fā)明隔水管張緊器液壓安全閥組，采用液壓動(dòng)力，控制進(jìn)出隔水管張緊器補(bǔ)償液缸液壓油流量，保障在必要的時(shí)候切斷液壓通道，避免補(bǔ)償液缸因?yàn)閺埦o器故障迅速提升產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，并在應(yīng)急情況下對流量進(jìn)行控制，操作補(bǔ)償液缸，間接控制隔水管的提升，另外，在應(yīng)急情況下還具備防碰功能。
[0026]在正常工況下，通過液壓動(dòng)力保障隔水管張緊器安全，利用主閥1、控制油缸2、液控?fù)Q向閥組；
[0027]在張緊器失效時(shí)，蓄能器和補(bǔ)償液缸兩端產(chǎn)生的壓差使主閥迅速關(guān)閉，切斷補(bǔ)償液缸供油，阻止補(bǔ)償液缸的提升。內(nèi)部集成了比例換向閥3、電磁閥一 4、電磁閥二 5、液控先導(dǎo)式截止閥6，保障隔水管張緊器在應(yīng)急工況下的操作和安全。利用比例換向閥3調(diào)節(jié)控制油缸的伸縮進(jìn)而調(diào)節(jié)主閥的開度，最終控制進(jìn)出補(bǔ)償液缸液壓油流量；在應(yīng)急工況下，還能利用液控先導(dǎo)式截止閥6實(shí)現(xiàn)隔水管與水下設(shè)備防碰。比例換向閥3、電磁閥一 4、電磁閥二 5、線性位移傳感器9的加入，使閥組能通過開關(guān)量和比例量信號進(jìn)行控制，還實(shí)時(shí)反饋補(bǔ)償液缸進(jìn)出流量。
[0028]本發(fā)明的工作原理是，
[0029]通過閥組內(nèi)各個(gè)液壓元器件的聯(lián)合控制，不僅能使隔水管張緊器最大限度的保障安全，還能在應(yīng)急情況下進(jìn)行一系列操作。本發(fā)明以下兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)安全保護(hù):第一、正常工況，避免由于張緊器鋼絲繩斷裂或機(jī)械連接失效導(dǎo)致的補(bǔ)償液缸迅速上升導(dǎo)致的事故；第二、緊急工況，在突發(fā)情況下，能對補(bǔ)償液缸進(jìn)行應(yīng)急操作，避免平臺升沉運(yùn)動(dòng)使隔水管與水下設(shè)備碰撞損壞。
[0030]本發(fā)明的具體控制過程是: