，另一端繞過鏈輪9與底盤4連接，主動(dòng)補(bǔ)償缸5和被動(dòng)補(bǔ)償缸6通過驅(qū)動(dòng)鏈輪9升降使隔水管柱做位移補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。在主動(dòng)補(bǔ)償缸5的無(wú)桿腔內(nèi)安裝主動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器17，在被動(dòng)補(bǔ)償缸6的無(wú)桿腔內(nèi)安裝被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器18，變量栗13的入口與油箱12相連。變量栗13的出口經(jīng)變量栗出口單向閥15與補(bǔ)償控制閥16的P口相連;補(bǔ)償控制閥16的A口與主動(dòng)補(bǔ)償缸5的無(wú)桿腔連接，補(bǔ)償控制閥16的B 口與主動(dòng)補(bǔ)償缸5的有桿腔相連，補(bǔ)償控制閥16的T 口與油箱12相連；失電保護(hù)閥21的A 口與被動(dòng)補(bǔ)償缸6的無(wú)桿腔相連，失電保護(hù)閥21的P 口與液動(dòng)切斷閥22的A口相連;液動(dòng)切斷閥22的P口同時(shí)與高壓蓄能器25的出口、補(bǔ)油單向閥24的出口和安全控制閥23的入口相連，補(bǔ)油單向閥24的入口和安全控制閥23的出口連在一起并與油箱12相連；限速閥19的一端與被動(dòng)補(bǔ)償缸6的有桿腔相連，限速閥19的另一端與低壓蓄能器20相連;控制單元26分別與補(bǔ)償控制閥16、主動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器17、被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器18以及固連在平臺(tái)上的加速度傳感器10的電信號(hào)連接?？刂茊卧?6是一臺(tái)帶有模數(shù)A/D和數(shù)模D/A信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的工控機(jī)或單片機(jī)。失電保護(hù)閥21安裝于高壓蓄能器25和被動(dòng)補(bǔ)償缸6之間，失電時(shí)自動(dòng)切斷油路，停止供油。被動(dòng)補(bǔ)償缸6的有桿腔接限速閥19，防止由于隔水管斷裂引起的液壓桿超速上沖。液動(dòng)切斷閥22的控制口與被動(dòng)補(bǔ)償缸6的有桿腔相連，當(dāng)活塞桿超速上行時(shí)，升高的壓力推動(dòng)液動(dòng)切斷閥22換向，切斷高壓蓄能器25與被動(dòng)補(bǔ)償缸6的連接通道，避免惡性事故發(fā)生。
[0021]本發(fā)明的工作原理如下:
[0022]當(dāng)在進(jìn)行隔水管下放或回收作業(yè)時(shí)，主動(dòng)補(bǔ)償缸5與被動(dòng)補(bǔ)償缸6均處于卸荷狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置不工作，此時(shí)隔水管懸掛裝置即為常規(guī)的硬懸掛裝置。
[0023]當(dāng)浮式海洋鉆井平臺(tái)隨波浪下降時(shí)，隔水管I會(huì)隨著平臺(tái)下降，當(dāng)平臺(tái)下降一定行程時(shí)，安裝在平臺(tái)上的加速度傳感器10會(huì)將檢測(cè)到的加速度信號(hào)傳遞給控制單元26，同時(shí)主動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器17和被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器18檢測(cè)到的壓力信號(hào)也傳遞給控制單元26?？刂茊卧?6根據(jù)檢測(cè)到的上述信號(hào)并根據(jù)制定好的控制策略向補(bǔ)償控制閥16發(fā)出控制指令，通過改變主動(dòng)補(bǔ)償缸的流量大小從而使隔水管I相對(duì)于鉆井平臺(tái)上升，增大隔水管I的最小張力，防止隔水管I出現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓縮。
[0024]反之，當(dāng)浮式海洋鉆井平臺(tái)隨波浪上升時(shí)，平臺(tái)會(huì)帶著隔水管丨上升，當(dāng)平臺(tái)上升一定行程時(shí)，安裝在平臺(tái)上的加速度傳感器10會(huì)將檢測(cè)到的加速度信號(hào)傳遞給控制單元26，同時(shí)主動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器17和被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器18檢測(cè)到的壓力信號(hào)也傳遞給控制單元26。控制單元26根據(jù)檢測(cè)到的上述信號(hào)并根據(jù)制定好的控制策略向補(bǔ)償控制閥16發(fā)出控制指令通過改變主動(dòng)補(bǔ)償缸的流量大小從而使隔水管I相對(duì)于鉆井平臺(tái)下降，減小隔水管I的最大張力，防止隔水管I出現(xiàn)懸掛梁過載風(fēng)險(xiǎn)。
[0025]當(dāng)系統(tǒng)由于隔水管I斷裂等事故而突然失載時(shí)，液壓缸活塞桿會(huì)快速上行，被動(dòng)補(bǔ)償缸6有桿腔液壓油流向低壓蓄能器20的流量增大，導(dǎo)致壓力升高從而降低活塞上行的速度；同時(shí)此高壓會(huì)推動(dòng)液動(dòng)切斷閥22換向，切斷高壓蓄能器25與被動(dòng)補(bǔ)償缸6之間的壓力通道;被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器18測(cè)得的壓力信號(hào)超出允許范圍，控制單元26立即發(fā)出控制指令切斷失電保護(hù)閥21的電源，使其處于關(guān)閉狀態(tài)。通過上述三重保護(hù)措施，避免由于失載而導(dǎo)致惡性事故發(fā)生。當(dāng)系統(tǒng)由于某種原因失去電力供應(yīng)的時(shí)候，失電保護(hù)閥21在彈簧的作用下復(fù)位，切斷高壓蓄能器25和被動(dòng)補(bǔ)償缸6之間的油路。
[0026]本發(fā)明克服了傳統(tǒng)隔水管硬懸掛裝置容易使隔水管出現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓縮或懸掛梁過載的缺點(diǎn)，降低了卡盤-萬(wàn)向節(jié)總成的結(jié)構(gòu)高度，同時(shí)使工作空間處于平臺(tái)之上，簡(jiǎn)化了隔水管懸掛操作步驟，縮短懸掛操作時(shí)間，降低了工人的操作風(fēng)險(xiǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海洋浮式鉆井隔水管柔性懸掛器，包括隔水管(I)、卡盤(2)、萬(wàn)向節(jié)(3)、底盤(4)、主動(dòng)補(bǔ)償缸(5)、被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(7)、鏈條(8)、鏈輪(9)、加速度傳感器(10)和平臺(tái)表面(11)，主動(dòng)補(bǔ)償缸(5)與被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)圍繞底盤(4)相間分布安裝在平臺(tái)表面(11)上，液壓缸桿與鏈輪(9)相連，鏈條(8)的一端與平臺(tái)表面(11)固連，另一端繞過鏈輪(9)與底盤(4)相連，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(7)與底盤(4)滑動(dòng)配合，其特征在于，該懸掛器還包括:油箱(12)、變量栗(I3)、電機(jī)(14)、變量栗出口單向閥(15)、補(bǔ)償控制閥(16)、主動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器(17)、被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器(18)、限速閥(19)、低壓蓄能器(20)、失電保護(hù)閥(21)、液動(dòng)切斷閥(22)、安全控制閥(23)、補(bǔ)油單向閥(24)、高壓蓄能器(25)和控制單元(26)，在主動(dòng)補(bǔ)償缸(5)的無(wú)桿腔內(nèi)安裝主動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器(17)，在被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)的無(wú)桿腔內(nèi)安裝被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器(18)，在平臺(tái)上固連加速度傳感器(10);變量栗(13)的入口與油箱(12)相連，變量栗(13)的出口經(jīng)變量栗出口單向閥(15)與補(bǔ)償控制閥(16)的P 口相連;補(bǔ)償控制閥(16)的A口與主動(dòng)補(bǔ)償缸(5)的無(wú)桿腔連接，補(bǔ)償控制閥(16)的B 口與主動(dòng)補(bǔ)償缸(5)的有桿腔相連，補(bǔ)償控制閥(16)的T口與油箱(12)相連;失電保護(hù)閥(21)的A 口與被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)的無(wú)桿腔相連，失電保護(hù)閥(21)的P口與液動(dòng)切斷閥(22)的A口相連;液動(dòng)切斷閥(22)的P口同時(shí)與高壓蓄能器(25)的出口、補(bǔ)油單向閥(24)的出口和安全控制閥(23)的入口相連，補(bǔ)油單向閥(24)的入口和安全控制閥(23)的出口連在一起并與油箱(I 2)相連;限速閥(19)的一端與被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)的有桿腔相連，限速閥(19)的另一端與低壓蓄能器(20)相連;控制單元(26)分別與補(bǔ)償控制閥(16)、主動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器(17)、被動(dòng)補(bǔ)償缸壓力傳感器(18)以及固連在平臺(tái)上的加速度傳感器(10)的電信號(hào)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋浮式鉆井隔水管柔性懸掛器，其特征在于，卡盤(2)與萬(wàn)向節(jié)(3)采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)固聯(lián)于一體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋浮式鉆井隔水管柔性懸掛器，其特征在于，主動(dòng)補(bǔ)償缸(5)和被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)通過驅(qū)動(dòng)鏈輪(9)帶動(dòng)隔水管柱做位移補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋浮式鉆井隔水管柔性懸掛器，其特征在于，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(7)與底盤(4)采用滑軌配合的方式保證卡盤(2)與萬(wàn)向節(jié)(3)沿導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)，并承載隔水管的徑向載荷。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋浮式鉆井隔水管柔性懸掛器，其特征在于，液動(dòng)切斷閥(22)的控制口與被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)的有桿腔相連，當(dāng)活塞桿超速上行時(shí)，升高的壓力推動(dòng)液動(dòng)切斷閥(22)換向，切斷高壓蓄能器(25)與被動(dòng)補(bǔ)償缸(6)的連接通道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海洋鉆井隔水管柔性懸掛器，主要包括卡盤-萬(wàn)向節(jié)總成、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和液壓動(dòng)力單元?？ūP-萬(wàn)向節(jié)總成采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)組合，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)隔水管柱的懸持與起下，又能保證卡盤隨隔水管做一定角度的擺動(dòng)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置采用增程式運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償液壓缸帶動(dòng)卡盤-萬(wàn)向節(jié)總成做補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通過安裝在卡盤-萬(wàn)向節(jié)總成上的滑塊與導(dǎo)軌的滑動(dòng)配合，保證卡盤-萬(wàn)向節(jié)總成沿導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)，并承載隔水管的徑向載荷；液壓動(dòng)力單元為整套裝置提供動(dòng)力和控制。在滿足常規(guī)懸持和起下操作功能的基礎(chǔ)上，降低了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)高度，簡(jiǎn)化了隔水管懸掛操作步驟，縮短懸掛時(shí)間，同時(shí)降低了隔水管內(nèi)載荷的變化幅度，提高了隔水管的懸掛性能和可靠度。
【IPC分類】E21B19/10, E21B41/00, E21B34/08, E21B23/01
【公開號(hào)】CN105649560
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張彥廷, 王志坤, 張英杰, 黃張聰, 黃魯蒙, 張長(zhǎng)齊, 葛政, 何召山, 許亮斌
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日