CN102182862A

CN102182862A - 直浸式电磁先导阀

Info

Publication number: CN102182862A
Application number: CN2011101533067A
Authority: CN
Inventors: 赵宏宇; 徐著华; 陈宗勇; 俞祖英; 王洪杰
Original assignee: CHENGDU OUXUN OCEAN ENGINEERING EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHENGDU OUXUN OCEAN ENGINEERING EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2011-09-14

Abstract

一种直浸式电磁先导阀，属于海洋油气开采装备的设计制造技术领域，采用高压密封、电磁力打开的方式，设计了一种可以用于深海防喷器主机液压系统的直浸式高压电磁先导阀，包括二位三通液压阀、直浸式电磁铁和水密接插件组成，设计的动铁心采用了446SS不锈钢软磁材料与二位三通液压阀形成的密封结构设计，能在2800米以下深水实现21MPa的二位三通阀的转换功能，具有准确进行二位三通液压阀的打开或者关闭的特点。

Description

直浸式电磁先导阀

技术领域

一种直浸式电磁先导阀，用于2800米及以下深水域石油钻探的井口防喷器及装置的先导控制，属于海洋油气开采装备的设计制造技术领域。

背景技术：

在海上实施石油天然气的开采，特别是在2800米以下的深水域实施钻探施工时，为了保证钻探工程的顺利进行，以及满足海洋环保的要求，水下控制设备的安全运行及高可靠性是十分重要的装备，如果设备控制无效，就会造成海洋的灾难；DDV先导阀，或叫继动阀，英文名称为PILOT VALVE，是海洋石油钻完井水下防喷器系统控制容器舱内的主要设备；水下防喷器系统用于安全钻完井，在钻于高压油气层或者在对高压油气层的完井试油过程中，需要通过防喷器闸板的开启或者关闭实施对万能防喷器的控制，在紧急关头，还可以操纵防喷器的剪切闸板切断钻具，实施全封井眼的工作，这些工作的目的是为了达到防止井喷，也可为下一步实施压井重新建立井内液柱系统的平衡做好铺垫，以便继续钻进或实施完井作业，进而投产等，总之，水下防喷器系统是装在水下井口上，用于实现安全钻完井必不可少的关键设备，如果水下防喷器的操控失灵就会造成严重的后果，海上钻井平台爆炸沉海就会造成大面积的海上原油污染，而这种事故的发生就是因为防喷器控制系统失灵而无法控制造成的灾难。

现有技术中，用于控制水下防喷器系统各种开关动作方式，包括控制全封胶芯的关或者开，闸板的关或者开，是否动用剪切闸板等动作都由防喷器地面控制系统来完成，而这个操控都是通过电液控制系统来完成的，电液控制系统的能量转换就需要通过装在水下防喷器组上部的控制盒来完成，而先导阀就是启动后续液动阀的先导者，目前这种先导阀全部靠国外进口，国内尚无相同产品的技术。

发明内容：

本发明是针对目前防喷器主机液压系统中先导驱动高压阀的问题，采用高压密封、电磁力打开的方式，设计了一种可以用于深海防喷器主机液压系统的直浸式电磁先导阀。

本发明是这样实现的：本发明包括二位三通液压阀、直浸式电磁铁和水密接插件组成，其特征在于：

所述二位三通液压阀1由螺塞6、过滤筛7、左阀座8、密封圈9、阀体11、阀杆12、右阀座15、支撑座16、钢球17构成，阀杆12安装在阀体11内，钢球17设置在支撑座16中；

所述直浸式电磁铁3包括静铁心19、动铁心21、不锈钢弹簧27、线圈组件22，直浸式电磁铁3由螺钉2设置在外壳28中，静铁心19设置在外壳28的左端，动铁心21设置在静铁心19中，不锈钢弹簧27设置在动铁心21的内前端；

所述接插件包括接插头5、橡胶硫化体25、插针24和插头密封圈26；接插头5由螺栓4安装在外壳28的右端，接插头5由插头密封圈26密封；插针24由橡胶硫化体25硫化成型在接插头5内；

在所述阀体11的前、中、后端外圆设置有橡胶密封组件10、13、14和18；

所述静铁心19由铁心密封圈20和23密封；

在所述静铁心19、线圈组件22之间用真空灌铸有环氧树脂；

使用时，先组装本发明的二位三通液压阀1与直浸式电磁铁3，组装后将本发明插装在深水防喷器设备上，再通过接插头5连接控制系统；为接插头5通入24V直流电压，动铁心21压缩不锈钢弹簧27使钢球17脱开左阀座8，这时P端口与T端口接通，在液压作业的状态下，钢球17压住右阀座15就使A端口密封；为接插头5断电时，在不锈钢弹簧27作用下，阀杆12推动钢球17压住左阀座8就能实现二位三通液压阀1的P端口的密封，这时T端口与A端口接通，使T端口泄压。

本发明的优点和有益效果是：本发明的动铁心21采用了446SS不锈钢软磁材料与二位三通液压阀形成的密封结构设计，使本发明能在2800米海水下实现21Mpa高压的二位三通阀的转换功能，在直浸式电磁铁3的驱动下，能准确高效地进行二位三通液压阀1的打开活着关闭，本发明可应用于海底天然气水合物和海洋油气资源的调查与开采及水下环境监测等所需的液压驱动系统。

附图说明

图1是本发明的总装剖示结构示意图。

图2是本发明图1中图号1的放大剖视结构示意图。

图3是本发明没有连接图2时的剖视结构示意图。

具体实施方法：

下面结合附图给出本发明的实施例。

实施例1：

本发明的结构如下：

本发明由二位三通液压阀，直浸式电磁铁和水密接插件组成，二位三通液压阀1由螺塞6、过滤筛7、左阀座8、密封圈9、阀体11、阀杆12、右阀座15、支撑座16、钢球17和橡胶密封组件构成，阀杆12安装在阀体11内，在阀体11的前、中、后端外圆都设置有橡胶密封组件10、13、14和18，钢球17设置在支撑座16中；

直浸式电磁铁3由螺钉2设置在外壳28中，直浸式电磁铁3包括静铁心19，动铁心21、不锈钢弹簧27、线圈组件22、外壳28和密封圈，其中，外壳28、静铁心19和动铁心21的制作材料是446SS，不锈钢弹簧27的制作材料是INCONEL718；静铁心19设置在外壳28的左端，由铁心密封圈20和23密封，动铁心21设置在静铁心19中，在所述静铁心19、线圈组件22之间用真空灌铸有环氧树脂；不锈钢弹簧27设置在动铁心21的内前端；

接插件包括接插头5、橡胶硫化体25、插针24和插头密封圈26，其中接插头5由316L的材料制成，橡胶硫化体25的材料是4170R；接插头5由螺栓4安装在外壳28的右端，接插头5由插头密封圈26密封；插针24由橡胶硫化体25硫化成型在接插头5内；

实施例2：

本发明的组装顺序是：

第一步，首先将装好密封圈9的右阀座15涂抹润滑脂装入阀体11的左端孔中，再装入过滤筛7和螺塞6，装好后备用；

第二步，先将装好铁心密封圈20的静铁心19涂抹润滑脂后装入壳体28中，将接插头5装上插头密封圈26后，将静铁心19的两根引出导线分别与接插头5上的两根插针24焊接牢固，以上工作完成后将接插头5涂抹润滑脂后装入壳体28的另一端后，再装上螺塞6的连接螺钉并拧紧，以上工作完成后再将不锈钢弹簧27和动铁芯21分别装入静铁芯19的内孔中；

第三步，将阀杆12装入第一步已装好右阀座15的阀体11的右端孔中，再在阀体11外圆装上橡胶密封组件，再涂抹润滑脂后与第二步装配好的部件进行总装，再由螺钉2拧紧，整个装配过程全部完成。

实施例3：

本发明的使用过程如下：使用时，将本发明的二位三通液压阀1与直浸式电磁铁3通过螺钉2连接，组装后将本发明插装在深水防喷器设备上，再通过接插头5连接控制系统；

本发明的工作过程如下：在不锈钢弹簧的27作用下，直浸式电磁铁3向左移动，使阀杆12推动钢球17压住左阀座8就能实现二位三通液压阀1的P端口的密封；相反，通过为接插头5通入24V直流电压，使直浸式电磁铁3工作，动铁心21压缩不锈钢弹簧27使钢球17脱开左阀座8，P端口与T端口接通，在液压作业的状态下，钢球17压住右阀座15就使A端口密封；为接插头5断电时，直浸式电磁铁3的动铁心21在不锈钢弹簧27作用下，阀杆12推动钢球17压住左阀座8就能实现二位三通液压阀P端口的密封，T端口与A端口接通，使T端口泄压；通过上述的动作，就实现了二位三通液压阀1的转换功能。

Claims

1.一种直浸式电磁先导阀，包括二位三通液压阀、直浸式电磁铁和水密接插件组成，其特征在于：

所述二位三通液压阀由螺塞、过滤筛、阀座、密封圈、阀体、阀杆、阀座、支撑座、钢球构成，阀杆安装在阀体内，钢球设置在支撑座中；

所述直浸式电磁铁包括静铁心、动铁心、不锈钢弹簧、线圈组件，直浸式电磁铁由螺钉设置在外壳中，静铁心设置在外壳的左端，动铁心设置在静铁心中，不锈钢弹簧设置在动铁心的内前端；

所述接插件包括接插头、橡胶硫化体、插针和插头密封圈；接插头由螺栓安装在外壳的右端，接插头由插头密封圈密封，插针由橡胶硫化体硫化成型在接插头内。

2.根据权利要求1所述的直浸式电磁先导阀，其特征在于：在所述阀体的前、中、后端外圆设置有橡胶密封组件。

3.根据权利要求1所述的直浸式电磁先导阀，其特征在于：所述静铁心由铁心密封圈密封。

4.根据权利要求1所述的直浸式电磁先导阀，其特征在于：在所述静铁心、线圈组件之间用真空灌铸有环氧树脂。