[發明專利]一種球鎖磁力式水下閥門執行器低功率保持及失效安全關斷機構

有效

• 申請號: 201611025156.0
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106704687B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 王立權;王向宇;賈鵬;王洪海;張嵐;付孟博;孟永紅;吳博文;董天藝;沈照月
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F16K35/16
• 分類號: F16K35/16;F16K35/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種球鎖磁力式水下閥門執行器低功率保持及失效安全關斷機構，包括水下閥門主體、水下閥門前蓋、水下閥門閥桿、安全關斷復位彈簧、水下閥門低功率保持及失效安全關斷機構。所述的水下閥門閥桿下端的圓筒內部加工有圓形凹槽；所述的水下閥門低功率保持及失效安全關斷機構包括低功率保持機構外殼、鎖緊球、鎖緊滑塊、滑塊蓋板、鎖緊斜桿、低功率保持固定圓盤、鎖緊復位彈簧、彈簧固定塊、彈簧固定圓盤、過渡圓柱、磁性圓盤、電磁鐵元件、電磁鐵固定蓋、電磁鐵保護圓盤等。本發明有效的降低了水下閥門的能耗，設計的低功率保持及失效安全關斷機構原理簡單可靠，有效的實現了水下閥門的低功率保持及失效安全關斷功能。

技術領域

本發明涉及一種水下閘閥執行器，尤其涉及一種球鎖磁力式水下閥門執行器低功率保持及失效安全關斷機構，屬于海洋石油工程領域。

背景技術

隨著全球經濟不斷增長，人們對能源的需求也會不斷的增加，而石油和天然氣是目前世界上的主要能源之一。國際能源署(IEA)發布的世界能源發展預測，從2000～2030年，世界石油需求量會以年1.6％的速率進行增長，到2030年將達到57.69億噸；天然氣的需求量將會以年2.4％的速率增長，到2030年將達到相當于42.03億噸油量。傳統陸地上的能源已經不能滿足人類因社會發展而帶來的巨大需求，因此人類的步伐也從陸地逐步邁向了海洋。

水下生產系統是二十世紀六十年代發展起來的，它利用水下完井技術結合固定式平臺、浮式生產平臺等設施組成不同的海上油田開發形式。水下生產系統可以避免建造昂貴的海上采油平臺，節省大量建設投資，受災害影響較小，可靠性強。隨著海上深水油氣田及邊際油田的開發，水下生產系統在結合固定平臺、浮式生產設施組成完整的油氣田開發方式上得到了廣泛應用。

水下生產系統包括采油樹、井口與管匯、接入出油管系統和控制油井的操縱設備等。安裝在采油樹、管匯及水下分離器上的水下閥門是控制水下采油的重要設備。水下閥門的類型主要包括閘閥、球閥、止回閥等，其中，以水下閘閥應用最為廣泛，而閘閥功能的實現需要閘閥執行器的操作。目前，陸上閘閥執行器的操作一般有手動(人工操作)、氣動、電動、液壓、聯動等動力方式。除氣動和聯動外，其他三種類型的執行器在水下均有應用。由于液壓和電動操作具有反應迅速、驅動能力強、自動化程度高、不受水深限制等優點，一般選擇二者作為主要操作方式。根據API 17D的要求，水下閘閥必須要做到失效安全，即要求一旦失去閥門操作的動力，就要求將閥門關閉。實現此功能的通行做法是通過手動方式進行關閉。

傳統的水下閥門都是靠液壓動力進行驅動的，液壓動力需要持續的供給才能保持閥門打開，浪費能量，失效安全關斷完全依靠復位彈簧來完成，而最新研發的全電式水下閥門完全靠電力進行驅動，電機在打開閥門及保持打開狀態時會消耗大量的能量，而水下閥門在正常工作狀態下是一直處于打開狀態，這就造成了大量的能量浪費。綜上所述，研究閥門打開狀態下的低功耗保持技術及失效安全關斷至關重要。

發明內容

本發明的目的是為了能夠實現水下閥門正常工作的低功耗、失效安全關斷功能而提供一種球鎖磁力式水下閥門執行器低功率保持及失效安全關斷機構。