[实用新型]深海海底液压钳

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋技术领域，特别是涉及一种深海钻井平台上使用的深海海底液压钳。

背景技术

深海海域蕴藏了丰富的石油天然气资源，是地球上尚未被人类充分认识与利用的最大潜在战略资源基地。随着能源问题的加剧，深海海域在战略地位上的重要性也日益凸显出来。中国作为一个正在崛起的海洋大国，要在开发国际深海资源中发挥积极作用，就必须大力发展深海高新技术，提高在国际深海区域的活动能力和勘察能力。在海洋勘察和物探作业时，由于海浪和海流等环境载荷的综合作用，勘察船除前后左右发生摇摆外，还将产生上下升沉运动，这将影响钻井系统钻具的稳定性和水下定位的准确性，即使配备了深沉补偿装置，也不能实现海底精准取样。水下勘察基盘就是保障海洋勘察船在上述工况正常工作的关键装备，而深海底液压钳系统作为水下勘察基盘的核心部件，荷兰等欧美发达国家虽然已经掌握了其设计和制造技术，但自动化程度低，能耗高，耐腐蚀性差，可靠性不高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可在船上遥控，并能够在深海水下钻井平台上自动开合的深海海底液压钳。

本实用新型是通过以下方式实现的：

一种深海海底液压钳，包括螺钉、箱体、蓄能器、封闭式油箱、液压泵、油阻尼、控制系统，其特征是还包括深水油缸、连接销轴、连接法兰、夹持钳、上导向筒、下导向筒、电磁换向阀、压力补偿器、位移传感器、压力变送器、浸油式液压专用电机。深水油缸通过连接销轴对称的连接在箱体的两侧，夹持钳通过连接法兰与深水油缸的缸杆相连。上导向筒、下导向筒通过螺钉分别连接在箱体的上下表面，浸油式液压专用电机与液压泵连接在一起，组成油泵电机组，并通过螺钉安装在封闭式油箱内，压力补偿器通过螺钉安装在封闭式油箱的上部。

所述深海海底液压钳，其特征是可实时监测深水油缸缸杆位移的位移传感器位于深水油缸内部。

所述深海海底液压钳，其特征是压力补偿器位于封闭式油箱上部，可以对不同深度海水压力及温度变化引起的液压油体积的变化进行补偿，以保持油箱内外压力平衡。

所述深海海底液压钳，其特征是浸油式液压专用电机和液压泵组成的油泵电机组有两套，实现了用一备一功能。

所述深海海底液压钳，其特征是电磁换向阀具有机械定位结构，可以实现电磁阀的短信号控制功能。

采用本实用新型设计的深海海底液压钳，具有有益效果如下：

1.采用压力变送器和位移传感器，可实时监测整个系统的参数，并将检测数据通过控制系统发送至甲板上的主机，提高了系统的可靠性和可检测性。

2.采用压力补偿器，可以对不同深度海水压力及温度变化引起的液压油体积的变化进行补偿，可有效保持油箱内外压力平衡。

3.采用两套油泵电机组，提高了液压系统的可靠性，并且采用蓄能器储压，在两套油泵电机组同时出现故障时，确保深海海底钳处于打开状态，可靠性大为提高。

4.电磁换向阀采用机械定位结构，降低了系统的能耗，提高了系统在深海海域的工作时间。

附图说明

图1：本实用新型的液压原理图

图2：本实用新型的深海海底液压钳机械部分结构图

图3：图2的左视图

图4：本实用新型液压站的结构示意图

图中：1-充放油阀、2-吸油滤油器、3-压力补偿器、4-浸油式液压专用电机、5-液压泵、6-单向阀、7-压力变送器、8-蓄能器、9-电磁换向阀、10-安全阀、11-封闭式油箱、12-排气阀、13-油阻尼、14-深水油缸、15-位移传感器、16-控制系统、17-连接销轴、18-螺钉、19-夹持钳、20-钻杆、21-连接法兰、22-箱体、23-上导向筒、24-下导向筒、25-封闭式油箱基体、26-封闭式油箱上盖。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型的最佳实施例。

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型为深海海底液压钳，包括控制系统16、闭式油箱11、浸油式液压专用电机4、液压泵5、单向阀6、压力变送器7、蓄能器8、电磁换向阀9、安全阀10、排气阀12、深水油缸14、箱体22。控制系统16可接收甲板上发送的控制信号以控制深海海底液压钳的工作，并可以将深海海底液压钳的工作状态发送到甲板上。封闭式油箱11是由不锈钢焊接成的封闭式油箱基体25和封闭式油箱上盖26通过螺钉连接在一起构成封闭式结构。由浸油式液压专用电机4和液压泵5组成的油泵电机组通过螺钉连安装在封闭式油箱11的内部。油泵电机组和电磁换向阀9、蓄能器8、安全阀10组成深海海底液压钳的液压系统。为了满足深海可靠性要求，系统采用两套独立的液压系统，并且在每套液压系统中采用两套独立的由浸油式液压专用电机4和液压泵5组成的油泵电机组，一套工作，另一套备用；在其中一套出现故障时，可自动切换到另一套油泵电机组，从而提高了液压系统的可靠性。若两套泵组均出现故障，则可通过蓄能器8使深海海底液压钳打开。压力补偿器3通过螺钉安装在封闭式油箱上盖26上，可以对不同深度海水压力及温度变化引起的液压油体积的变化进行补偿，以保持油箱内外压力平衡。充放油阀1和吸油滤油器2安装在封闭式油箱基体25的合适位置上，其中充放油阀1用于向油箱内充油或放油，完成后封堵。吸油滤油器2对吸入液压泵及液压系统内的油进行过滤，以减少故障，提高系统的可靠性。工作时，首先控制系统16发出指令，由浸油式液压专用电机4和液压泵5组成的油泵电机组启动，同时控制系统16发出指令，控制电磁换向阀9工作，进而实现深水油缸14的前进和后退。单向阀6可切断备用液压泵组回路，防止液压油倒流，油阻尼13可增加液流平稳性，减少冲击。夹持钳19通过螺钉18和连接法兰21连接在一起，连接法兰21的一端与深水油缸14的缸杆连接，这样就实现了夹持钳19和深水油缸14的连接，进而将深水油缸14的前进和后退转换为夹持钳19对钻杆20的夹持和松开。上导向套筒23和下导向套筒24通过螺钉分别连接在箱体22的上端和下端，可以提供钻杆20的对中能力。液压系统工作时，通过位移传感器15和压力变送器7测量的位移及压力参数，判断深海海底液压钳是否完全打开和夹紧。电磁换向阀9具备阀芯位置机械定位功能，可以使电磁换向阀9实现短信号控制，即电磁换向阀9通电时，电磁换向阀9的阀芯换向到位后断电即可保持在原位。这样电磁换向阀阀9短时间通电，就可以使深海海底液压钳保持在打开或夹持位置，降低了能耗。