一種隔水管張緊器液壓安全閥組的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于海洋石油鉆井技術領域，用于保障隔水管系統的安全，涉及一種隔水管張緊器液壓安全閥組。
【背景技術】
[0002]半潛式海洋平臺受波浪的影響上下升沉運動，在鉆井作業的過程中要求隔水管與水下井口設備保持相對位置不發生變化，往往會采用隔水管張緊器來抵消平臺升沉運動所產生的影響。
[0003]隔水管張緊器分為液缸直驅式和鋼絲繩式兩種形式，兩種方式實現的方式不一樣，但原理一致。但是，由于半潛式海洋鉆井平臺海洋作業的特殊性，對隔水管系統的安全要求極高，隔水管張緊器負擔著整個隔水管系統的重量，一旦出現致命故障，帶來的經濟損失無法估量。
[0004]為保障隔水管張緊器的安全，在增加張緊系統安全系數的前提下，還要考慮張緊器在失效情況下的保護。目前所知工況包括:1)避免由于張緊器鋼絲繩斷裂或機械連接失效導致補償液缸反沖；2)平臺在遭遇未知災害(比如隔水管斷裂、海底火山、海嘯等)需要緊急撤離時及時切斷和提升隔水管。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種隔水管張緊器液壓安全閥組，解決了現有技術中張緊器液壓安全閥存在處理特殊情況的功能不足，容易導致嚴重后果的問題。
[0006]本發明所采用的技術方案是，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，控制油缸的兩個油腔一方面各自對應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液控單向閥一接回主閥；另一方面，控制油缸的兩個油腔分別通過各自對應的液控換向閥一和液控換向閥二同時與液控先導式截止閥、電磁閥二、電磁閥一連通，液控換向閥一和液控換向閥二一起稱為液控換向閥組，液控單向閥一、液控單向閥二和液控單向閥三還同時與電磁閥一連通；另外，比例換向閥、電磁閥一、電磁閥二、液控換向閥組分別通過管路與泄油口連通。
[0007]本發明的隔水管張緊器液壓安全閥組，其特征還在于:
[0008]主閥設置為兩位，即截止位和流通位，截止位帶節流口，流通位帶比例流量調節。
[0009]控制油缸桿腔內置彈簧。
[0010]每個液控換向閥的一端帶有先導控制，另一端帶有控制油缸。
[0011]本發明的有益效果是，能夠提供正常通路、補償液缸失效時的安全保護、隔水管斷裂保護、補償液缸應急提升及防碰，具體包括:
[0012]I)集成多個液壓閥組成一個安全閥組，解決隔水管張緊器的部分安全問題，整套閥組結構緊湊，安裝方便，符合隔水管作業工況。
[0013]2)采用液壓驅動，能保證閥組在鋼絲繩斷裂或機械連接失效時自動切斷蓄能器和補償液缸的液壓通路，系統可靠性高。
[0014]3)內部的電磁閥、比例閥、以及線性位移傳感器的組合，使得操作人員可以遠程控制主閥的流量，并能實時反饋主閥的開口度，設備自動化程度較高。
[0015]4)為滿足隔水管張緊器工況，主閥1、控制油缸2、液控換向閥組均進行了創新的設置。
【附圖說明】
[0016]圖1是現有的隔水管張緊器原理簡圖；
[0017]圖2是本發明安全閥組在正常工況下結構示意圖；
[0018]圖3是本發明安全閥組在緊急工況下結構示意圖。
[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.液控先導式截止閥；7.液控換向閥一；8.液控換向閥二；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。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0021]如圖1，現有典型的張緊器系統由6組張緊器組成，6組張緊器分別與控制柜連接，每組張緊器由補償液缸、安全閥和蓄能器組成，補償液缸和蓄能器之間通過液壓油交換來補償平臺的升沉運動，安全閥進行預設壓力控制。
[0022]本發明的安全閥組安裝在蓄能器與補償液缸之間，作為流量控制閥。
[0023]參照圖2、圖3，本發明的結構是，包括主閥1，主閥I通過A油口與張緊器補償液缸連通，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的兩個油腔一方面各自對應通過液控單向閥二 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的兩個油腔分別通過各自對應的液控換向閥一 7和液控換向閥二 8同時與液控先導式截止閥6、電磁閥二 5、電磁閥一 4連通，液控換向閥一 7和液控換向閥二 8一起稱為液控換向閥組，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、液控換向閥組分別通過管路與泄油口連通。
[0024]主閥I設置為兩位，即截止位和流通位，截止位帶節流口，流通位帶比例流量調節；控制油缸2桿腔內置彈簧，活塞桿與主閥I的b端連接用于控制主閥I的開度；液控換向閥組中的每個液控換向閥的一端帶有先導控制，另一端帶有控制油缸，以便滿足隔水管張緊器的實際工況。
[0025]上述的一系列閥件共同構成本發明隔水管張緊器液壓安全閥組，采用液壓動力，控制進出隔水管張緊器補償液缸液壓油流量，保障在必要的時候切斷液壓通道，避免補償液缸因為張緊器故障迅速提升產生的風險，并在應急情況下對流量進行控制，操作補償液缸，間接控制隔水管的提升，另外，在應急情況下還具備防碰功能。
[0026]在正常工況下，通過液壓動力保障隔水管張緊器安全，利用主閥1、控制油缸2、液控換向閥組；
[0027]在張緊器失效時，蓄能器和補償液缸兩端產生的壓差使主閥迅速關閉，切斷補償液缸供油，阻止補償液缸的提升。內部集成了比例換向閥3、電磁閥一 4、電磁閥二 5、液控先導式截止閥6，保障隔水管張緊器在應急工況下的操作和安全。利用比例換向閥3調節控制油缸的伸縮進而調節主閥的開度，最終控制進出補償液缸液壓油流量；在應急工況下，還能利用液控先導式截止閥6實現隔水管與水下設備防碰。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，使閥組能通過開關量和比例量信號進行控制，還實時反饋補償液缸進出流量。
[0028]本發明的工作原理是，
[0029]通過閥組內各個液壓元器件的聯合控制，不僅能使隔水管張緊器最大限度的保障安全，還能在應急情況下進行一系列操作。本發明以下兩個方面實現安全保護:第一、正常工況，避免由于張緊器鋼絲繩斷裂或機械連接失效導致的補償液缸迅速上升導致的事故；第二、緊急工況，在突發情況下，能對補償液缸進行應急操作，避免平臺升沉運動使隔水管與水下設備碰撞損壞。
[0030]本發明的具體控制過程是: