CN105114383A - 一种新型深水电磁控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型深水电磁控制阀,电磁控制阀由电磁端和液压端组成。电磁端通过法兰连接、安装在充满绝缘液体的压力补偿舱外壁上。电缆接头位于压力补偿舱内部,实现电气连接的高可靠性。液压端的供给口和功能口连接液压管线,卸荷口放空,把无效液体排入大海。液压端口的连接灵活方便。电磁阀可应用在海洋深水域,作为先导控制阀准确控制液压主阀的打开和关闭,从而控制深水防喷器打开和关闭等功能。具有快速响应、高可靠性、应用灵活等特点。

Description

一种新型深水电磁控制阀
技术领域
本发明涉及海洋油气钻采装备技术领域,特别涉及一种海洋深水域钻井液压控制系统用电液控制阀,概括说是一种快速响应的电磁阀。
背景技术
随着陆地石油资源的日益减少,各国将眼光纷纷投向海洋石油钻采,我国海洋石油钻采装备制造业发展比较缓慢,装备主要依赖进口。水下防喷器组是保证深水钻井作业安全最关键的设备,其作业是在发生井喷、井涌时控制井口压力,在台风等紧急情况下关闭井口,保证人员、设备安全,避免海洋环境污染和油气资源破坏。由于深海抢险、逃生和救援极为困难,因此对深水防喷器组及其控制系统的技术性能和可靠性要求非常高。
现有技术中,深水防喷器组控制系统主要是电液控制系统,电液控制箱安装在海底,通过平台上发出的电信号进行控制。深水电磁阀是一种低功率、小流量的控制阀,安装在液压系统的先导管路上,通过电磁阀通电和断电来控制先导液的通断,从而控制大流量的液压主阀的通断,来执行深水防喷器组的打开和关闭等功能。常规深水电磁阀电气接口裸露在海水中,在高压恶劣环境下可靠性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种深水用电磁控制阀,及解决深水高压环境下石油钻采井控装置的稳定工作,液压端接口连接灵活等技术问题。
为了实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种新型深水电磁控制阀,由电磁端和液压端组成;左半部分为电磁端,右半部分为液压端;电磁端主要由电缆接头(1)、电气接口外壳(2)、硫化橡胶(3)、电磁端固定螺钉(4)、弹簧(5)、铁芯(6)、电磁线圈(7)、电磁端外壳(8)和铁芯套(9)组成;电缆接头(1)通过螺纹固定在电气接口外壳(2)上,电气接口外壳(2)通过螺钉固定在铁芯套(9)上;电磁端外壳(8)套在铁芯套(9)外侧,并且它们之间设计若干道阻止周围高压液体进入电磁端外壳(8)内部的O型密封圈;穿过电气接口外壳(2)内部的两根电缆接头(1)与电磁线圈(7)的两端相连接;在铁芯套(9)和电磁端外壳(8)之间环空内缠绕电气线圈(7),在铁芯套(9)的内部沿轴线设计有弹簧腔和铁芯腔,分别安装弹簧(5)和铁芯(6);铁芯套(9)的右侧设计成法兰结构,沿法兰一圈设计若干个螺纹孔和若干个通孔;所述若干个螺纹孔用于和液压阀体(10)连接;若干个通孔用于电磁阀在压力补偿舱上连接固定;液压端主要由阀杆(12)、内阀座(13)、小球(14)、阀罩(15)、外阀座(16)、过滤筛(17)、固定杆(18)、液压端外壳(19)和液压端阀体(10)组成;阀杆(12)位于液压端外壳(19)的左端内孔中,其左端与铁芯(6)相抵,液压端外壳(19)中部内孔置有内阀座、外阀座和阀罩,小球(14)位于阀罩(15)内部,内阀座(13)位于阀罩(15)的左侧,外阀座(16)位于阀罩(15)的右侧;内阀座、外阀座和阀罩之间都有O型密封圈;固定杆(18)带有螺纹,固定在液压端外壳(19)的右端内孔上,固定杆(18)外圈上带有O型密封圈,与液压端外壳(19)之间形成密封,端面上有一个用于拧紧的六方孔;液压端外壳(19)外圈设计有若干道防止不同油腔之间产生内泄露的O型密封圈,该液压端外壳(19)装在液压端阀体(10)内,所述固定杆(18)端面用于拧紧的六方孔外露于液压端阀体(10);液压端阀体(10)左端为与电磁端所述法兰连接的法兰结构;在液压端外壳(19)内部的内阀座、外阀座和阀罩的左端与卸荷口T连通,右端与供给口P连通,阀罩处与功能口T连通;所述小球(14)在铁芯(6)受到电磁力作用,向左运动压缩弹簧(5)时,被供给口P处的高压液体推动与内阀座(13)形成密封,此时供给口P和功能口A连通,卸荷口T被封死;所述小球(14)在铁芯(6)释放时,被推动阀杆(12)向右推至与外阀座(16)之间形成密封,此时供给口P处高压液体被封死,功能口A和卸荷口T相连通,功能口A处的高压液体从卸荷口T排出。
所述电磁控制阀通过所述法兰上的固定螺钉固定在压力补偿舱(20)的外壁上,电磁阀和压力补偿舱之间通过密封胶垫密封;压力补偿舱内部充满绝缘液体,与舱外海水压力平衡;电磁端位于压力补偿舱内部,电缆接头(1)在压力补偿舱内部连接电源线。
供给口P、功能口A和卸荷口T的油道设计在液压端阀体(10),液压端阀体(10)左侧的用于与电磁端连接的法兰结构端面上设计有一道密封圈。
所述电气接口外壳(2)内部的两根电缆接头(1)周围环空用绝缘橡胶进行硫化。
本发明的优点和有益效果:本发明通过法兰安装在充满绝缘液体的压力补偿舱外壳上,电磁端位于压力补偿舱内部,克服现有电磁阀电磁端电源接线稳定性差,液压端接口连接不灵活的不足。电磁阀可应用在海洋深水域,作为先导控制阀可准确控制液压主阀的打开和关闭,从而控制深水防喷器功能。具有快速响应、高可靠性、应用灵活等特点,实现深水高压环境下石油钻采井控装置的稳定工作。
附图说明
图1是本发明的新型深水电磁控制阀的剖面示意图。
图2是本发明的深水电磁控制阀液压端的剖面示意图。
图3是本发明的深水电磁控制阀的安装示意图。
图中编号:1-电缆接头,2-电气接口外壳,3-硫化橡胶,4-电磁端固定螺钉,5-弹簧,6-铁芯,7-电磁线圈,8-电磁端外壳,9-铁芯套,10-阀体,11-连接螺钉,12-阀杆,13-内阀座,14-小球,15-阀罩,16-外阀座,17-过滤筛,18-固定杆,19-液压端外壳。
具体实施方案
本发明采用的技术方案是:深水电磁控制阀由电磁端和液压端组成。左半部分是电磁端,右半部分是液压端。
电磁端主要由电缆接头、电气接口外壳、硫化橡胶、电磁端固定螺钉、弹簧、铁芯、电磁线圈、电磁端外壳、铁芯套组成。
电缆接头通过螺纹固定在电气接口外壳上,电气接口外壳通过螺钉固定在铁芯套上。铁芯套和电磁端外壳之间设计四道密封圈,阻止海水进入外壳内部。在电气接口外壳内部两根电缆接头与电磁线圈的两端相连接。周围空间用橡胶进行硫化,防止海水进入电气接口外壳,保证电磁线圈的绝缘性能。
液压端主要由阀杆、内阀座、小球、阀罩、外阀座、过滤筛、固定杆、和液压端外壳组成。小球位于阀罩内部,内阀座位于阀罩的左侧,外阀座位于阀罩的右侧。内阀座、外阀座和阀罩之间都有密封圈。固定杆带有螺纹,固定在外壳上,带有密封圈,与外壳之间形成密封。端面上有六方孔,用于拧紧。
参阅图1。深水电磁控制阀由电磁端和液压端组成。左半部分为电磁端,右半部分为液压端。
电磁端主要由电缆接头1,电气接口外壳2,硫化橡胶3,电磁端固定螺钉4,弹簧5,铁芯6,电磁线圈7,电磁端外壳8,铁芯套9组成。
电缆接头1通过螺纹固定在电气接口外壳2上,电气接口外壳2通过螺钉固定在铁芯套9上。铁芯套9和电磁端外壳8之间设计四道密封圈,阻止海水进入外壳8内部。在电气接口外壳2内部两根电缆接头1分别与电磁线圈7的两端相连接。周围空间用橡胶进行硫化,防止海水进入电气接口外壳2,保证电磁线圈7的绝缘性能。
在铁芯套9和电磁端外壳8之间缠绕电气线圈7,在铁芯套9的内部设计有弹簧腔和铁芯腔,分别安装弹簧5和铁芯6。
铁芯套9的右侧设计成法兰结构,法兰一圈设计4个螺纹孔和4个通孔。4个螺纹孔用于和液压阀体10连接。4个通孔用于电磁阀在压力补偿舱上连接固定。
液压端阀体10设计有供给口P、功能口A和卸荷口T的油道,左侧设计成法兰结构,用于与电磁端连接。端面上设计有一道密封圈,密封电磁阀铁芯腔的高压液体。
参阅图2。液压端主要由阀杆12,内阀座13,小球14,阀罩15,外阀座16,过滤筛17,固定杆18和液压端外壳19组成。小球14位于阀罩15内部,内阀座13位于阀罩15的左侧,外阀座位于阀罩15的右侧。内阀座、外阀座和阀罩之间都有密封圈。固定杆18带有螺纹,固定在外壳19上,带有密封圈,与外壳之间形成密封。端面上有六方孔,用于拧紧。
液压端外壳19外圈设计有四道密封圈,可以防止不同油腔之间产生内泄露。
电磁控制阀的工作过程如下:参阅图1和图2。当给电缆接头1接通24VDC电源时,电磁线圈7通电产生电磁场,铁芯6受到电磁力作用,向左运动压缩弹簧5,供给口P处的高压液体推动小球14向左运动,在液压力作用下,小球14和内阀座13形成密封,此时供给口P和功能口A连通,卸荷口T被封死。当电缆接头1所接电源断开,电磁线圈7断电,电磁力消失,弹簧5推动铁芯6向右运动,铁芯6推动阀杆12向右运动,阀杆12推动小球14向右运动,在弹簧力作用下,小球14和外阀座16之间形成密封,此时供给口P处高压液体被封死,功能口A和卸荷口T相连通,功能口A处的高压液体从卸荷口T排出。
参阅图3:电磁控制阀通过4个固定螺钉22固定在压力补偿舱20的外壁上,电磁阀和压力补偿舱之间通过密封胶垫21密封。压力补偿舱内部充满绝缘液体,与舱外海水压力平衡。电磁端位于压力补偿舱内部,电缆接头1在压力补偿舱内部连接电源线,周围的绝缘液环境保证电磁阀工作的高可靠性。

Claims (4)

1.一种新型深水电磁控制阀,其特征在于,由电磁端和液压端组成;左半部分为电磁端,右半部分为液压端;电磁端主要由电缆接头(1)、电气接口外壳(2)、硫化橡胶(3)、电磁端固定螺钉(4)、弹簧(5)、铁芯(6)、电磁线圈(7)、电磁端外壳(8)和铁芯套(9)组成;电缆接头(1)通过螺纹固定在电气接口外壳(2)上,电气接口外壳(2)通过螺钉固定在铁芯套(9)上;电磁端外壳(8)套在铁芯套(9)外侧,并且它们之间设计若干道阻止周围高压液体进入电磁端外壳(8)内部的O型密封圈;穿过电气接口外壳(2)内部的两根电缆接头(1)与电磁线圈(7)的两端相连接;在铁芯套(9)和电磁端外壳(8)之间环空内缠绕电气线圈(7),在铁芯套(9)的内部沿轴线设计有弹簧腔和铁芯腔,分别安装弹簧(5)和铁芯(6);铁芯套(9)的右侧设计成法兰结构,沿法兰一圈设计若干个螺纹孔和若干个通孔;所述若干个螺纹孔用于和液压阀体(10)连接;若干个通孔用于电磁阀在压力补偿舱上连接固定;液压端主要由阀杆(12)、内阀座(13)、小球(14)、阀罩(15)、外阀座(16)、过滤筛(17)、固定杆(18)、液压端外壳(19)和液压端阀体(10)组成;阀杆(12)位于液压端外壳(19)的左端内孔中,其左端与铁芯(6)相抵,液压端外壳(19)中部内孔置有内阀座、外阀座和阀罩,小球(14)位于阀罩(15)内部,内阀座(13)位于阀罩(15)的左侧,外阀座(16)位于阀罩(15)的右侧;内阀座、外阀座和阀罩之间都有O型密封圈;固定杆(18)带有螺纹,固定在液压端外壳(19)的右端内孔上,固定杆(18)外圈上带有O型密封圈,与液压端外壳(19)之间形成密封,端面上有一个用于拧紧的六方孔;液压端外壳(19)外圈设计有若干道防止不同油腔之间产生内泄露的O型密封圈,该液压端外壳(19)装在液压端阀体(10)内,所述固定杆(18)端面用于拧紧的六方孔外露于液压端阀体(10);液压端阀体(10)左端为与电磁端所述法兰连接的法兰结构;在液压端外壳(19)内部的内阀座、外阀座和阀罩的左端与卸荷口T连通,右端与供给口P连通,阀罩处与功能口T连通;所述小球(14)在铁芯(6)受到电磁力作用,向左运动压缩弹簧(5)时,被供给口P处的高压液体推动与内阀座(13)形成密封,此时供给口P和功能口A连通,卸荷口T被封死;所述小球(14)在铁芯(6)释放时,被推动阀杆(12)向右推至与外阀座(16)之间形成密封,此时供给口P处高压液体被封死,功能口A和卸荷口T相连通,功能口A处的高压液体从卸荷口T排出。
2.根据权利要求1所述的一种新型深水电磁控制阀,其特征在于,所述电磁控制阀通过所述法兰上的固定螺钉固定在压力补偿舱(20)的外壁上,电磁阀和压力补偿舱之间通过密封胶垫密封;压力补偿舱内部充满绝缘液体,与舱外海水压力平衡;电磁端位于压力补偿舱内部,电缆接头(1)在压力补偿舱内部连接电源线。
3.根据权利要求1所述的一种新型深水电磁控制阀,其特征在于,供给口P、功能口A和卸荷口T的油道设计在液压端阀体(10),液压端阀体(10)左侧的用于与电磁端连接的法兰结构端面上设计有一道密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种新型深水电磁控制阀,其特征在于,所述电气接口外壳(2)内部的两根电缆接头(1)周围环空用绝缘橡胶进行硫化。
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PB01 Publication
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Denomination of invention: A new deep water electromagnetic control valve

Effective date of registration: 20211229

Granted publication date: 20180327

Pledgee: China Construction Bank Corporation North China Petroleum Branch

Pledgor: RONGSHENG MACHINERY MANUFACTURE Ltd. OF HUABEI OILFIELD

Registration number: Y2021980017013