[发明专利]一种海底基盘液压系统及系统的节能控制方法

说明书

本发明公开了一种海底基盘液压系统，适用于海洋地质勘察船核心装备之一的海底基盘，可降低海底基盘液压系统的能耗、提高液压系统可靠性。本发明主要包括电机、液压泵、液压控制阀组、分流集流阀、液压缸、蓄能器、回油过滤器、传感器、油箱等。本发明结构紧凑、能效及可靠性较高，可有效降低系统能耗，满足海底基盘对空间尺寸的苛刻要求。同时，还为海底基盘的下放和回收提供了一种节能、安全、可靠的技术方案。

技术领域

本发明属于海洋地质勘察装备技术领域，具体涉及一种海底基盘液压系统，还涉及一种海底基盘液压系统的节能控制方法。

背景技术

海底基盘是海洋地质勘察船的核心设备之一，须下放至海床面工作，其主要功用是保障勘察船在海上恶劣条件下能够更加精准可靠地完成取样工作。具体工况包括：钻井作业时定位井口、导向钻具，以及在动力取样时固定钻具。其中固定钻具动作都是借助液压系统驱动液压缸来完成的。

目前，应用最广泛的液压系统是执行元件为两个对向安装的液压缸的电驱液压系统，操作人员通过远程控制电机启停和电磁阀换向来实现海底基盘各种工况要求。对于作业深度通常在海底一千米以上的液压系统来说，存在的主要问题是电能传输和系统可靠性问题，现有的技术解决方案是有缆供电和蓄电池供电两种模式。随着勘探水深的增加，有缆供电劣势凸显，如何合理有效地利用蓄电池以及提高液压系统的可靠性问题，已成为亟待解决的重点问题。

现有解决方案是在海底基盘液压系统主油路上安装蓄能器，在保压和应急工况下代替液压泵作为液压系统的动力源，提供液压缸动作所需的压力油，达到节能和提高系统可靠性的目的。由于该解决方案中，蓄能器始终与液压系统主油路接通，液压缸每次换向时，蓄能器都会瞬间泄掉一部分压力，最后在液压泵的持续加压下达到并保持在系统工作压力。这种反复的泄压、充压对于海底基盘液压系统来说是不必要的也是十分耗能的，为此，海底基盘须配备较大容量的蓄电池，导致海底基盘制造成本和重量随之增加。除此之外，各液压控制阀常采用板式安装阀，需要一个较大的阀板舱单独安装，占地空间大，降低了海底基盘的空间利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种海底基盘液压系统，在稳定、可靠地实现海底基盘夹紧或松开钻具的前提下，能够有效避免蓄能器不必要的泄压、充压带来的能量损失。

本发明的另一目的是提供一种海底基盘液压系统的节能控制方法。

本发明采用的技术方案是，一种海底基盘液压系统，包括入口端连接在油箱内的液压泵，液压泵连接电机，液压泵出口端连接卸荷阀，卸荷阀出口端连接至油箱，液压泵出口端还连接单向阀进口端，单向阀出口端连接二位四通电磁换向阀端口a，单向阀与二位四通电磁换向阀端口a之间还分别连接二位二通电磁换向阀、压力传感器，二位二通电磁换向阀分别连接压力继电器测压口、蓄能器，卸荷阀出口端连接二位四通电磁换向阀端口b，二位四通电磁换向阀端口c依次连接液控单向阀、分流集流阀，还包括两个活塞杆相对设置的液压缸，每个液压缸有活塞杆内腔连接二位四通电磁换向阀端口d，每个液压缸无活塞杆腔体连接分流集流阀。

本发明的特点还在于：

每个液压缸输出端均连接位移传感器。

压力继电器包括最高压力触发点和最低压力触发点。

单向阀与二位四通电磁换向阀端口a之间还连接电磁溢流阀一端，电磁溢流阀另一端连接在卸荷阀出口端与二位四通电磁换向阀端口b之间。

卸荷阀出口端通过回油过滤器连接至油箱。

本发明采用的另一技术方案是，一种海底基盘液压系统的节能控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、电机带动液压泵旋转，液压泵泵出压力油经卸荷阀流回油箱，液压泵无负载启动；