[发明专利]一种化学药剂水下存储与注入系统及控制方法

权利要求书

1.一种化学药剂水下存储与注入的控制方法，采用化学药剂水下存储与注入系统，所述化学药剂水下存储与注入系统包括：罐体(1)、运输管(2)、化学药剂注入接头(3)、电磁阀(4)、压力测定仪(5)和控制器(6)，所述罐体(1)设置于水下；所述化学药剂注入接头(3)用于与钻井装置(7)的水下部分对接，所述压力测定仪(5)用于设置于所述化学药剂注入接头(3)与钻井装置(7)的对接处，用于监控钻井装置(7)内的液压；所述罐体(1)与所述化学药剂注入接头(3)通过所述运输管(2)连通；所述电磁阀(4)设置于所述运输管(2)上；所述控制器(6)设置于水上，所述电磁阀(4)与所述压力测定仪(5)均通过信号线与所述控制器(6)连接，

其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

步骤S1：通过实验获取电磁阀(4)的阀门局部阻力系数ζ和阀门开度K的关系ζ＝f(K)；

步骤S2：控制器(6)获取压力测定仪(5)的液压值，并计算电磁阀(4)的阀门局部阻力系数ζ；

步骤S3：控制器(6)根据计算得到电磁阀(4)的阀门开度K向电磁阀(4)发送控制开启程度的指令；

步骤S4：电磁阀(4)开启后，罐体(1)存储的化学药剂通过运输管(2)注入至化学药剂注入接头(3)。

2.如权利要求1所述的化学药剂水下存储与注入的控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：计算电磁阀(4)的阀门局部阻力系数，其计算表达式如下：

式中：ρ为海水密度；g为重力加速度；h为化学药剂注入接头(3)处的水深；ΔP为活塞(11)的海水侧与罐内侧的压力差；v为化学药剂注入流速；hf为化学药剂在管中流动过程的沿程阻力损失；hj为阀门局部阻力损失；P为压力测定仪(5)检测的液压值；

其中，化学药剂在管中流动过程的程阻力损失hf的计算表达式为：

式中，λ为运输管(2)的管道摩擦系数；L为注入运输管(2)的长度；d为运输管(2)的内径；

电磁阀(4)的阀门局部阻力损失hj的计算表达式为：

式中，ζ为电磁阀(4)的阀门局部阻力系数；

步骤S22：根据电磁阀(4)的阀门局部阻力系数和阀门开度K的关系ζ＝f(K)计算电磁阀(4)的阀门开度K。

3.如权利要求1所述的化学药剂水下存储与注入的控制方法，其特征在于，

所述罐体(1)的上部设置有活塞(11)，所述活塞(11)上设置有药剂入口(10)，所述罐体(1)的底部设置有药剂出口，所述罐体(1)的底面配置有底座(12)。

4.如权利要求3所述的化学药剂水下存储与注入的控制方法，其特征在于，还包括水下基础(8)，所述底座(12)设置于所述水下基础(8)上。

5.如权利要求3所述的化学药剂水下存储与注入的控制方法，其特征在于，

所述运输管(2)的两端分别通过第一水下接头(21)与药剂出口对接和通过第二水下接头(22)与化学药剂注入接头(3)对接。