[发明专利]深度补偿致动器及其与可移动的起伏补偿器相关联的用途

说明书

本公告涉及一种深度补偿致动器(0)，其用于针对海底提升操作的可移动直列式深度补偿起伏补偿器。致动器(1，10)包括圆柱形本体(11)和具有旨在暴露于外部水压的活塞杆(3，13)的活塞(12)，与致动器相关联的第一和第二连接装置(14)。进一步，致动器包括深度补偿器(20)，其包括缸体、活塞和活塞杆，活塞杆的端部暴露于周围的水中；以及导管装置(17)，其在致动器中的至少一个容积和深度补偿器中的一个容积之间。活塞和活塞杆被形成为以下任一种：中空活塞杆、环形活塞、环形活塞杆。深度补偿致动器解决了针对尺寸、种类、所需流体消耗、内部/固有摩擦和适用性而改进深度补偿性能的问题。另外，要求保护深度补偿致动器的用途。

技术领域

本发明涉及一种用于海底用途的深度补偿致动器，其补偿出现水压的变化。此外，本发明涉及一种适用于海底提升操作的深度补偿致动器，其包括一致动器，该致动器包括圆柱形本体和具有活塞杆的、能够在圆柱内往复运动的活塞、与圆柱相关联的连接装置，起伏补偿器还包括用于容纳流体的容积，并且具有设置有旨在暴露于外部水压效应的表面的布置。

背景技术

现有技术的深度补偿致动器确实存在。US2008/0251980A1涉及一种深度补偿被动起伏补偿器。该现有技术的起伏补偿器由三个主要部件组成：致动器装置；蓄积器和深度补偿器。致动器包括设置有活塞和活塞杆的第一缸体，第一缸体直接或借助于起重机在其上端连接到容器。活塞杆从位于第一缸体内的活塞穿过其下端延伸，并连接将上升或下降的海底设备或有效负载。蓄积器由包含可移动活塞的第二缸体组成，而深度补偿器由包含可移动活塞和活塞杆的第三缸体组成，活塞杆向下延伸穿过缸体的下端并设有暴露于周围水压的表面。致动器的上部容积与深度补偿器的上部容积流体连通，而致动器的下部容积与蓄积器的活塞下方的容积流体连通。当暴露于由于水深增加而增加的水压时，外部水压将作用在第三缸体的暴露的活塞杆的自由表面上，迫使活塞向上，迫使活塞上方的液体离开第三缸体并进入第一缸体的上部容积，影响致动器活塞的位置。当外部水压降低时，会产生相反的效果。以这种方式，消除或至少缓解外部压力对起伏补偿器的影响。

现有技术利用外部缸体形式的增压器原理进行补偿，以补偿作用在活塞杆上的水压的影响。这需要连接到主液压缸(致动器)的第二液压缸(深度补偿器)。与本发明的实施例相比，现有技术的主要缺点在于：

-更大的空间要求

-更大的重量

-更大的摩擦力

-欠缺用于主动活塞杆控制的自由压力表面。

发明内容

现有技术与根据本发明的补偿器之间的主要区别在于获得深度补偿的方式和方法，以及使用主动杆控制的可能性。根据本发明，提供了用于提供旨在与致动器集成的深度补偿装置的不同方式和装置。

通常，致动器深度补偿器和蓄积器包括缸体、活塞以及固定到活塞的集成活塞杆，活塞可移动地布置在相应的缸体内，而深度补偿器杆的至少一端穿过缸体的端部封闭件伸出，杆的自由端具有表面，暴露于周围的水压。

根据本发明各种实施例，提供了致动器和深度补偿器两者，并且可以以合适的方式组合和配置，并且都在本发明的发明构思内，以获得有效且实用的组合，形成集成的、细长的和有效的单元，例如适合用作海底起伏补偿器。

在下面的公开中，高压意味着高达500巴或更高的压力，而低压或真空意味着低于2巴的压力。

本发明的一个目的是提供一种深度补偿致动器，其中补偿器的整体尺寸、细长度和/或重量，例如补偿缸体的增加的重量和所需的可能的增压器装置以及所需的液压流体的体积与现有技术的补偿器相比显着减少。

本发明的另一目的是提供一种系统，在该系统中具有减小的固有摩擦，即，例如由液压密封件和/或系统中的流体传递引起的摩擦，以及补偿器的运动部件的摩擦和增加惯性。