[實用新型]深海海底液壓鉗

有效

• 申請號: 201220101078.9
• 申請日: 2012-03-17
• 公開（公告）號: CN202483484U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 劉敬喜;張德玉;季念迎;劉延俊;陶幸珍
• 申請（專利權）人: 山東拓普液壓氣動有限公司
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本實用新型屬于海洋技術領域，特別是涉及一種深海鉆井平臺上使用的深海海底液壓鉗。

背景技術

深海海域蘊藏了豐富的石油天然氣資源，是地球上尚未被人類充分認識與利用的最大潛在戰略資源基地。隨著能源問題的加劇，深海海域在戰略地位上的重要性也日益凸顯出來。中國作為一個正在崛起的海洋大國，要在開發國際深海資源中發揮積極作用，就必須大力發展深海高新技術，提高在國際深海區域的活動能力和勘察能力。在海洋勘察和物探作業時，由于海浪和海流等環境載荷的綜合作用，勘察船除前后左右發生搖擺外，還將產生上下升沉運動，這將影響鉆井系統鉆具的穩定性和水下定位的準確性，即使配備了深沉補償裝置，也不能實現海底精準取樣。水下勘察基盤就是保障海洋勘察船在上述工況正常工作的關鍵裝備，而深海底液壓鉗系統作為水下勘察基盤的核心部件，荷蘭等歐美發達國家雖然已經掌握了其設計和制造技術，但自動化程度低，能耗高，耐腐蝕性差，可靠性不高。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種可在船上遙控，并能夠在深海水下鉆井平臺上自動開合的深海海底液壓鉗。

本實用新型是通過以下方式實現的：

一種深海海底液壓鉗，包括螺釘、箱體、蓄能器、封閉式油箱、液壓泵、油阻尼、控制系統，其特征是還包括深水油缸、連接銷軸、連接法蘭、夾持鉗、上導向筒、下導向筒、電磁換向閥、壓力補償器、位移傳感器、壓力變送器、浸油式液壓專用電機。深水油缸通過連接銷軸對稱的連接在箱體的兩側，夾持鉗通過連接法蘭與深水油缸的缸桿相連。上導向筒、下導向筒通過螺釘分別連接在箱體的上下表面，浸油式液壓專用電機與液壓泵連接在一起，組成油泵電機組，并通過螺釘安裝在封閉式油箱內，壓力補償器通過螺釘安裝在封閉式油箱的上部。

所述深海海底液壓鉗，其特征是可實時監測深水油缸缸桿位移的位移傳感器位于深水油缸內部。

所述深海海底液壓鉗，其特征是壓力補償器位于封閉式油箱上部，可以對不同深度海水壓力及溫度變化引起的液壓油體積的變化進行補償，以保持油箱內外壓力平衡。

所述深海海底液壓鉗，其特征是浸油式液壓專用電機和液壓泵組成的油泵電機組有兩套，實現了用一備一功能。

所述深海海底液壓鉗，其特征是電磁換向閥具有機械定位結構，可以實現電磁閥的短信號控制功能。

采用本實用新型設計的深海海底液壓鉗，具有有益效果如下：

1.采用壓力變送器和位移傳感器，可實時監測整個系統的參數，并將檢測數據通過控制系統發送至甲板上的主機，提高了系統的可靠性和可檢測性。

2.采用壓力補償器，可以對不同深度海水壓力及溫度變化引起的液壓油體積的變化進行補償，可有效保持油箱內外壓力平衡。

3.采用兩套油泵電機組，提高了液壓系統的可靠性，并且采用蓄能器儲壓，在兩套油泵電機組同時出現故障時，確保深海海底鉗處于打開狀態，可靠性大為提高。

4.電磁換向閥采用機械定位結構，降低了系統的能耗，提高了系統在深海海域的工作時間。

附圖說明

圖1：本實用新型的液壓原理圖

圖2：本實用新型的深海海底液壓鉗機械部分結構圖

圖3：圖2的左視圖

圖4：本實用新型液壓站的結構示意圖

圖中：1-充放油閥、2-吸油濾油器、3-壓力補償器、4-浸油式液壓專用電機、5-液壓泵、6-單向閥、7-壓力變送器、8-蓄能器、9-電磁換向閥、10-安全閥、11-封閉式油箱、12-排氣閥、13-油阻尼、14-深水油缸、15-位移傳感器、16-控制系統、17-連接銷軸、18-螺釘、19-夾持鉗、20-鉆桿、21-連接法蘭、22-箱體、23-上導向筒、24-下導向筒、25-封閉式油箱基體、26-封閉式油箱上蓋。

具體實施方式

下面結合附圖給出本實用新型的最佳實施例。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型為深海海底液壓鉗，包括控制系統16、閉式油箱11、浸油式液壓專用電機4、液壓泵5、單向閥6、壓力變送器7、蓄能器8、電磁換向閥9、安全閥10、排氣閥12、深水油缸14、箱體22。控制系統16可接收甲板上發送的控制信號以控制深海海底液壓鉗的工作，并可以將深海海底液壓鉗的工作狀態發送到甲板上。封閉式油箱11是由不銹鋼焊接成的封閉式油箱基體25和封閉式油箱上蓋26通過螺釘連接在一起構成封閉式結構。由浸油式液壓專用電機4和液壓泵5組成的油泵電機組通過螺釘連安裝在封閉式油箱11的內部。油泵電機組和電磁換向閥9、蓄能器8、安全閥10組成深海海底液壓鉗的液壓系統。為了滿足深海可靠性要求，系統采用兩套獨立的液壓系統，并且在每套液壓系統中采用兩套獨立的由浸油式液壓專用電機4和液壓泵5組成的油泵電機組，一套工作，另一套備用；在其中一套出現故障時，可自動切換到另一套油泵電機組，從而提高了液壓系統的可靠性。若兩套泵組均出現故障，則可通過蓄能器8使深海海底液壓鉗打開。壓力補償器3通過螺釘安裝在封閉式油箱上蓋26上，可以對不同深度海水壓力及溫度變化引起的液壓油體積的變化進行補償，以保持油箱內外壓力平衡。充放油閥1和吸油濾油器2安裝在封閉式油箱基體25的合適位置上，其中充放油閥1用于向油箱內充油或放油，完成后封堵。吸油濾油器2對吸入液壓泵及液壓系統內的油進行過濾，以減少故障，提高系統的可靠性。工作時，首先控制系統16發出指令，由浸油式液壓專用電機4和液壓泵5組成的油泵電機組啟動，同時控制系統16發出指令，控制電磁換向閥9工作，進而實現深水油缸14的前進和后退。單向閥6可切斷備用液壓泵組回路，防止液壓油倒流，油阻尼13可增加液流平穩性，減少沖擊。夾持鉗19通過螺釘18和連接法蘭21連接在一起，連接法蘭21的一端與深水油缸14的缸桿連接，這樣就實現了夾持鉗19和深水油缸14的連接，進而將深水油缸14的前進和后退轉換為夾持鉗19對鉆桿20的夾持和松開。上導向套筒23和下導向套筒24通過螺釘分別連接在箱體22的上端和下端，可以提供鉆桿20的對中能力。液壓系統工作時，通過位移傳感器15和壓力變送器7測量的位移及壓力參數，判斷深海海底液壓鉗是否完全打開和夾緊。電磁換向閥9具備閥芯位置機械定位功能，可以使電磁換向閥9實現短信號控制，即電磁換向閥9通電時，電磁換向閥9的閥芯換向到位后斷電即可保持在原位。這樣電磁換向閥閥9短時間通電，就可以使深海海底液壓鉗保持在打開或夾持位置，降低了能耗。