[發(fā)明專利]活塞式深海水壓補(bǔ)償蓄能器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010172612.0
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101832303A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慎奎;許宏奇;王肖;耿艷東;王俊洲
• 申請（專利權(quán)）人: 河北華北石油榮盛機(jī)械制造有限公司
• 主分類號: F15B1/04
• 分類號: F15B1/04
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 李玉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深海石油鉆采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及深海作業(yè)的液壓機(jī)械設(shè)備，是一種新型的深海水壓補(bǔ)償蓄能器。

背景技術(shù)

隨著人類對石油需求的不斷增加，陸地上的油氣資源迅速減少，油氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)由陸地轉(zhuǎn)向海洋，并不斷的向深海進(jìn)軍，這就對深海鉆采液壓設(shè)備以及機(jī)具使用的蓄能器提出了更高的要求，而常規(guī)蓄能器雖然能滿足深海工作的要求，但是效率卻很低。

目前，常規(guī)蓄能器在水上首先預(yù)充一定量的氣體，產(chǎn)生一定的預(yù)充壓力，將蓄能器放入水下工作時，海水的靜水壓力使得蓄能器內(nèi)預(yù)充氣體的壓力大大增加，所以蓄能器工作時壓力液的排放必須克服水下的靜水壓力。隨著水深的增加，靜水壓力越來越大，壓力液排放所需要克服的阻力勢能越大，導(dǎo)致蓄能器所排出的有效液量越來越少，工作效率就越低。美國著名的水下防噴器生產(chǎn)商喀麥隆公司，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計算得出：在3000米水深下，常規(guī)的蓄能器所排出的有效液量只有約10％。為了滿足水下防噴器工作所需的能量，需要安裝大量的蓄能器。隨著蓄能器數(shù)量增多，大大提高了設(shè)備制造成本，同時增加了防噴器組的重量和水下有效的占用空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種活塞式深海水壓補(bǔ)償蓄能器，消除海水靜水壓對排出液量的影響，提高蓄能器有效液量的排出，利用少量的蓄能器為深海作業(yè)的水下液壓設(shè)備及機(jī)具工作提供充足的能量，并降低制造成本。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：活塞式深海水壓補(bǔ)償蓄能器，主要由氣腔端蓋、充氣閥、上活塞、上殼體、連接隔板、海水過濾器、液壓閥門、活塞桿、下活塞、真空腔端蓋、密封絲堵組成，其特征在于：在圓柱形連接隔板的兩端分別固定有圓筒形上殼體和下殼體。

在上殼體的另一端螺紋固定有圓柱體形氣腔端蓋，氣腔端蓋有與上殼體內(nèi)部連通的充氣孔，在充氣孔外端部固定有單向充氣閥。

在下殼體的另一端螺紋固定有圓柱體形真空腔端蓋，真空腔端蓋有與下殼體內(nèi)部連通的通孔，在通孔外端部固定有密封絲堵。

連接隔板有中心孔，在連接隔板的中心孔內(nèi)有活塞桿，活塞桿與連接隔板中心孔滑動配合，在活塞桿的上端固定有上活塞，上活塞與上殼體內(nèi)壁滑動配合；在活塞桿的下端固定有下活塞，下活塞與下殼體內(nèi)壁滑動配合；當(dāng)活塞桿在連接隔板的中心孔內(nèi)往復(fù)滑動時，上活塞在上殼體內(nèi)往復(fù)滑動；下活塞在下殼體內(nèi)往復(fù)滑動。

在上殼體內(nèi)并在上活塞與上端蓋之間形成氣腔，上活塞與連接隔板之間形成液腔；在下殼體內(nèi)并在連接隔板與下活塞之間形成海水腔，下活塞與下端蓋之間形成真空腔。

連接隔板有軸向孔和徑向孔，軸向孔與徑向孔連通形成壓力液通路，軸向孔的另一端與液腔連通，徑向孔另一端固定有液壓閥門。通過壓力液通路，能向液腔內(nèi)注入高壓液體或高壓液體從液腔內(nèi)流出。

連接隔板有軸向孔和徑向孔，軸向孔與徑向孔連通形成海水通路，軸向孔的另一端與海水腔連通，徑向孔另一端固定有海水過濾器。通過海水過濾器和海水通路，能使海水進(jìn)出海水腔。

為了提高密封性能，在上端蓋與上殼體之間有密封圈；在下端蓋與下殼體之間有密封圈；在上活塞與上殼體之間有密封圈；在下活塞與下殼體之間有密封圈；在連接隔板的上端外壁與上殼體內(nèi)壁之間有密封圈；在連接隔板的下端外壁與下殼體內(nèi)壁之間有密封圈；在連接隔板中心孔壁上有密封圈。

上活塞和下活塞裝有兩道截面為T形的密封圈，使下活塞在下殼體中自由滑動且保持良好的密封，在連接隔板內(nèi)孔裝有三道截面為T形的密封圈，使活塞桿在連接隔板中自由滑動且保持良好的密封，其T形截面密封圈，摩擦力小，不易變形和扭曲，密封更好，持久耐用等特點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明活塞式深海水壓補(bǔ)償蓄能器的結(jié)構(gòu)原理，能衍生三種不同形式：差動式深海水壓補(bǔ)償蓄能器、彈簧式深海水壓補(bǔ)償蓄能器和差動彈簧式深海水壓補(bǔ)償蓄能器。

差動式深海水壓補(bǔ)償蓄能器：上殼體和下殼體的內(nèi)徑比為1∶1.5～3之間。上活塞與下活塞的直徑比為1∶1.5～3之間，在海水壓強(qiáng)不變的情況下，增加了海水與下活塞的接觸面積，從而增大了連接桿的拉力，使液腔內(nèi)的壓力增加，能提高蓄能器有效液量的排出。

彈簧式深海水壓補(bǔ)償蓄能器：在氣腔內(nèi)加彈簧，即在上活塞的上端面上固定有壓縮彈簧，還可以在彈簧的上端固定有一個輔助活塞。利用彈簧壓縮后能儲存能量，彈簧式深海水壓補(bǔ)償蓄能器能利用海水的靜壓力，同時改變了氣體蓄能器受外界環(huán)境影響，使排出的有效液量提高。所述的彈簧可以采用的是內(nèi)外雙層壓縮彈簧，提高彈簧儲存能量的能力。