CN103967848A - 液压储蓄器 - Google Patents

Abstract

一种液压储蓄器组件，其中，液压储蓄器(1)与响应于储蓄器重量的至少一个装置(13)相关联，以提供依赖于储蓄器重量的指示。在本发明的实施例中，响应装置包括至少一个应变计。

Description

液压储蓄器

技术领域

本发明涉及液压储蓄器(hydraulic accumulator)，特别是在水下(例如海下)流体提取井设施中的液压储蓄器。

背景技术

在2010年的墨西哥湾油井事故之后，确认了能够指示在与海下流体提取井设施相关联的液压储蓄器中储存了多少体积的一般客户和行业要求。认为不足的积蓄体积造成海下阀和剪切闸板(shear ram)完全封井的低效。因此，需要提供液压储蓄器中积蓄体积的指示，以提供安全关键系统(阀、剪切闸板等)具有足够的液压动力可用于它们根据需要封闭的增加的置信度。

FR2585086公开了一种液压储蓄器组件，其中，液压储蓄器与响应于储蓄器重量的至少一个装置相关联，以提供依赖于储蓄器重量的指示。

发明内容

根据本发明，提供一种液压储蓄器组件，其中，液压储蓄器与响应于储蓄器重量的至少一个装置相关联，以提供依赖于储蓄器重量的指示，其特征在于，储蓄器包括在水下流体提取井设施中的液压储蓄器。用于储蓄器的罩可由支承装置承载，优选地，在罩的顶部存在套环，用于水平地约束该储蓄器。

该组件可包括支承储蓄器的支承装置，所述至少一个响应装置响应于由储蓄器重量施加到所述支承装置的一部分上的力。

在一个实施例中，所述支承装置包括第一支承构件和用于所述第一支承构件的第二支承构件，储蓄器附连到第一支承构件，所述至少一个响应装置响应于在所述第一与第二支承构件之间的力。在此情况下，所述第一支承构件可至少部分地由所述第二支承构件接纳。用于储蓄器的这种罩可由所述第二支承构件承载。所述第二支承构件中的液压输入和输出接口与所述第一支承构件中的通路连通，以用于将流体供应到储蓄器以及从储蓄器接收流体，并且所述接口可经由柔性软管与所述通路连通。备选地，可存在与所述储蓄器连通的单个液压输入和输出，例如由柔性软管提供。

在另一实施例中，所述支承装置包括支承构件和由附连装置附连到支承构件的至少一个另一构件，所述储蓄器附连到支承构件上，所述至少一个响应装置响应于施加到所述附连装置上的力。在此情况下，用于储蓄器的这种罩可由所述至少一个另一构件承载。在所述至少一个另一构件中的液压输入和输出接口可与所述支承构件中的通路连通，以用于将流体供应到储蓄器以及从储蓄器接收流体，并且所述接口可经由柔性软管与所述通路连通。备选地，可存在与所述储蓄器连通的单个液压输入和输出，例如由柔性软管提供。在使用组件时，所述至少一个另一构件可在所述支承构件上方。

在本发明的实施例中，所述至少一个响应装置通常包括下列中的至少一个：应变计、测力计、测力仪、天平秤、弹簧秤、基于应变计的电子秤和基于流体的重量测量装置。

在其中提供用于储蓄器的罩的本发明的实施例中，所述储蓄器可由所述罩顶部的套环水平地约束。

通常，根据本发明的组件设有用于接收和处理从依赖于储蓄器重量的所述指示得到的数据的装置。

本发明还包括一种监测液压储蓄器中的流体体积的方法，包括：在根据本发明的组件中包括储蓄器；以及，使用至少一个响应装置来提供储蓄器重量的指示。

根据一方面，提供了一种液压储蓄器组件，其中，液压储蓄器与响应于储蓄器的重量的至少一个装置相关联，以提供依赖于储蓄器的重量的指示，其中储蓄器包括在水下流体提取井设施中的液压储蓄器。

优选地，该组件包括支承储蓄器的支承装置，至少一个响应装置响应于由储蓄器的重量施加到支承装置的一部分上的力。

优选地，该组件包括用于储蓄器的罩，罩由支承装置承载。

优选地，储蓄器由位于罩的顶部的套环水平地约束。

优选地，支承装置包括第一支承构件和用于第一支承构件的第二支承构件，储蓄器附连到第一支承构件，至少一个响应装置响应于在第一支承构件与第二支承构件之间的力。

优选地，罩由第二支承构件承载。

优选地，第一支承构件至少部分地由第二支承构件接纳。

优选地，该组件包括与储蓄器连通的单个液压输入和输出。

优选地，该组件包括在第二支承构件中的液压输入和输出接口，其与第一支承构件中的通路连通，以用于将流体供应到储蓄器以及从储蓄器接收流体。

优选地，接口经由柔性软管与通路连通。

优选地，支承装置包括支承构件和由附连装置附连到支承构件的至少一个另一构件，储蓄器附连到支承构件上，至少一个响应装置响应于施加到附连装置上的力。

优选地，罩由至少一个另一构件承载。

优选地，该组件包括与储蓄器连通的单个液压输入和输出。

优选地，该组件包括在至少一个另一构件中的液压输入和输出接口，其与支承构件中的通路连通，以用于将流体供应到储蓄器以及从储蓄器接收流体。

优选地，接口经由柔性软管与通路连通。

优选地，在组件的使用中，至少一个另一构件在支承构件上方。

优选地，至少一个响应装置包括下列中的至少一个：应变计、测力计、测力仪、天平秤、弹簧秤、基于应变计的电子秤和基于流体的重量测量装置。

优选地，该组件设有用于接收和处理从依赖于储蓄器的重量的指示得到的数据的装置。

根据另一方面，提供了一种监测液压储蓄器中的流体体积的方法，其包括：在根据任一前述技术方案的组件中包括储蓄器；以及使用至少一个响应装置来提供储蓄器的重量的指示。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的示意图；

图2为本发明的第二实施例的示意图；

图3为本发明的第三实施例的示意图；以及

图4为本发明的第四实施例的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一实施例的组件，其包括在海下流体提取井设施中的液压储蓄器1。组件安装到呈板形式的两个支承构件上，即较大板2、以及设于较大板2内的较小的二级板3。较大板2分别经由输入接口4和输出接口5容纳液压流体的主输入和输出，第二板3安装在板2顶部的凹部中。储蓄器1通常使用规则的凸缘接口6栓接到较小板3。板2和3经由装置连接，该装置允许转移和容纳加压液压流体，但不在竖直平面中约束板3。这由柔性盘绕的液压软管7和8实现，软管7经由板3中的通路9连接输入接口4与储蓄器1，而软管8经由板3中的通路10连接输出接口5与储蓄器1。储蓄器1安放在由板2承载的海水淹没的保护罩11内，但罩可被密封且填充有补偿流体，若认为需要的话。保护罩11一体地设计，因为其防止外来碎屑和微粒物质引入到组件内，这可妨碍其有效操作。因为组件预期用于海下环境，因而罩在其用于海下时还用来防止在组件内部的海洋生长物。罩11顶部的套环12定位储蓄器1顶部，防止它倾翻，但仅将它约束在水平平面中。这种配置提供优于现有技术组件的显著优点，在现有技术组件中，储蓄器由布置在储蓄器侧面的导向板水平地约束，诸如在FR2585086中示出的组件，因为在该配置中，由于储蓄器造成的力矩(旋转力)而发生高水平的摩擦。这种高水平的摩擦必须利用例如油脂或其它润滑剂来克服，油脂或其它润滑剂并不适用于本发明预期用于的海下环境，因为它们可能逐渐消失。此外，所述导向板可能易受外来碎屑、微粒物质或海洋生长物侵害。使用如在图1至图4的实施例中所示的套环不会出现这些问题。

由于液压储蓄器1在竖直平面中不受约束(忽略微小的摩擦)，储蓄器和上面安装储蓄器的板3的整个重量搁置在应变计13上，该应变计13电连接到逻辑控制器14，应变计位于板2与板3之间且与它们接合。储蓄器1的重量将随其中的流体液位增加或减小而改变。由逻辑控制器14从应变计13接收的重量数据将使之能够计算容纳在储蓄器1内的流体的质量。能够使逻辑控制器用来计算储蓄器1中的可用流体的其它数据将包括流体密度、预充注的气体体积/重量、以及空的储蓄器1及其板3的重量。因此，在初始安装之前或期间，可能需要利用已知体积的预充注气体/液压流体来校准储蓄器1。逻辑控制器14可在海下且与顶侧的设备通信，或者其可本身位于顶侧。

在图2中示出本发明的第二实施例(其中，与图1中的那些相对应的项目具有与图1相同的附图标记)。液压储蓄器1附连到呈板15形式的单个支承构件，板15由通常呈四个支柱17形式的附连装置从环形安装板16悬挂。液压输入接口18经由柔性盘绕的软管19连接到板15中的通路9，而液压输出接口20经由柔性盘绕的软管21连接到板15中的通路10。罩11由板16承载。应变计22附连到支柱17中的相应支柱，这些应变计电连接到逻辑控制器14，该逻辑控制器14同样可在海下且与顶侧设备通信，或者其本身位于顶侧。优选地，为了可靠性和冗余性，存在至少两个应变计22。

如图1的配置那样，储蓄器1的重量将随其中的流体液位增加或减小而改变，并且由逻辑控制器14从应变计22接收的数据将使之能计算容纳于其中的流体的质量。同样，输入液压接口18和输出液压接口20通过盘绕软管19和21与板15隔离。图2的配置具有可能略微优于图1的优点，因为应变计22并不支承储蓄器的全部质量，每一个测量归因于储蓄器1的重量变化的支柱17的应变变化。

图3示出本发明的另一实施例。与图1中的那些相对应的项目具有与图1相同的附图标记。类似于图1，液压储蓄器1安装于一对支承板上，即较大板2、以及设于较大板2内的较小的二级板3。液压储蓄器1同样安装于海水淹没的罩11中，该罩11安装到较大板2。然而，在此实施例中，软管7、8和通路9、10被替换为与储蓄器连通的单个液压输入和输出，其由穿过密封件24、穿过较大板2、较小板3延伸到储蓄器1下表面内的单个柔性软管23提供。在较大板2与较小板3之间的应变计13和随附的逻辑控制器14的布置如参考图1所描述的那样。

图4示出本发明的又一实施例。与图2中的那些相对应的项目具有与图2相同的附图标记。然而，液压储蓄器1附连到呈板15形式的单个支承构件上，该板15附连到环形安装板16而不使用支柱。而且，软管19、21和通路9、10被替换为与储蓄器连通的单个液压输入和输出，其由穿过密封件26、穿过板15延伸到储蓄器1的下表面内的单个柔性软管25提供，并且应变计22位于安装板16与板15之间且与它们接触。

在图1至图4所示的每个实施例中，储蓄器安装到固定板2、16，且包括至少一个应变计。这提供了优于现有技术组件的改进，现有技术组件使用枢轴或弹簧作为补充安装装置，诸如在FR2585086中所示的组件，因为这些组件在用于工业设置特别是海下时可能失去其校准。然而，本发明可使用产生依赖于储蓄器重量的指示的任何合适装置，诸如应变计或测力计或测力仪或天平秤或弹簧秤或基于应变计的电子秤或基于流体(气动或液压)的重量测量装置或者上文所述任何装置的组合。

另一可能的实施例为以下实施例：其中储蓄器位于机械地连接到海下量具的天平梁组件上，该海下量具可由潜水员或遥控机车读取。

使用本发明的优点

本发明能在任何给定时间指示在水下(例如海下)储蓄器中储存的液压流体的体积。如果指示的体积降低到设定极限以下，井主控制系统可自动形成向上传达给处于顶侧控制中心的操作者的警报或警告：海下阀可能不具有足够的积蓄液压流体来根据需要闭合，即，该系统将能够向操作者警示存在于较大、安全关键、采油树或歧管或立管柱阀上的可能不安全的状况。没有这种指示，将不能确认不安全状况。

Claims (10)

1.一种液压储蓄器组件，其中，液压储蓄器与响应于所述储蓄器的重量的至少一个装置相关联，以提供依赖于所述储蓄器的重量的指示，其中所述储蓄器包括在水下流体提取井设施中的液压储蓄器。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，包括支承所述储蓄器的支承装置，所述至少一个响应装置响应于由所述储蓄器的重量施加到所述支承装置的一部分上的力。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，包括用于所述储蓄器的罩，所述罩由所述支承装置承载。

4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述储蓄器由位于所述罩的顶部的套环水平地约束。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的组件，其特征在于，所述支承装置包括第一支承构件和用于所述第一支承构件的第二支承构件，所述储蓄器附连到所述第一支承构件，所述至少一个响应装置响应于在所述第一支承构件与第二支承构件之间的力。

6.根据从属于权利要求3或4时的权利要求5所述的组件，其特征在于，所述罩由所述第二支承构件承载。

7.根据权利要求5或6所述的组件，其特征在于，所述第一支承构件至少部分地由所述第二支承构件接纳。

8.根据任一前述权利要求所述的组件，其特征在于，包括与所述储蓄器连通的单个液压输入和输出。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的组件，其特征在于，包括在所述第二支承构件中的液压输入和输出接口，其与所述第一支承构件中的通路连通，以用于将流体供应到所述储蓄器以及从所述储蓄器接收流体。

10.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述接口经由柔性软管与所述通路连通。