CN110081226B - 一种水下控制模块集成液压基盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水下控制模块集成液压基盘，包括基盘本体、各类液压组件和各连接油路。液压组件中的电液换向阀组插装在基盘本体顶部，其余液压组件通过连接油路连接或者通过螺栓安装在基盘本体顶部；基盘本体内部设有三层互不干扰的控制油液油道结构；基盘本体底部设有多路液压接头、多路电气接头，同时设有水下控制模块对接锁紧装置。本发明通过将水下控制模块使用的液压阀块与对接锁紧装置进行集成，简化了水下控制模块液压系统结构形式，解决了传统水下控制模块因采用对接基盘和液压阀块分体设计带来的液压阀块密封面多，潜在泄露点多，密封可靠性差的问题，显著提高了水下控制模块液压系统的集成度和可靠性。

Description

一种水下控制模块集成液压基盘
技术领域
本发明涉及一种水下控制模块集成液压基盘，属于海洋石油工程领域。
背景技术
近年来在大型石油和天然气资源的探测中，海洋所占比例在六成以上，特别是深海区域之中更有大量未探明的油气资源，根据美国地质局(USGS)的估算，未来全球石油可采储量中，尚未发现的储量有5390亿桶，海洋石油占63％，其中深水占海洋石油的43％。依据相关资料统计，从2001年到2005年，海上油气E&P投资从约690亿美元增长到约900亿美元，增长了三分之一左右；深海油气E&P投资份额占全球海上油气E&P投资总份额的比例也在增大，深海油气E&P投资从约92亿美元增长到约140亿美元，增长了二分之一左右。据统计到2010年，全球深海油气E&P投资达到约200亿美元，较2005年增长43％。由此可见，深水油气资源的开采已逐渐成为全球石油资源开采的重点。
在深水油气田开发系统之中，水下生产系统占据很大的比例，墨西哥湾有85％深水油气田和我国南海流花11-1、流花4-1、番禺35-2/1、流花19-5、荔湾3-1等油气田均采用水下生产系统的开发模式。
水下控制模块(SCM)作为水下生产系统的核心控制装备，在结构上要能在水下实现快速地安装与回收；在控制上，可以接收水上主控站指令，并对各生产阀门执行器进行驱动控制；同时采集水下生产设施上各类传感器数据并反馈到主控站。
目前，现有的水下控制模块均采用将对接基盘和液压阀块进行分体设计的方式，即将各类液压组件、连接油路集成安装在液压阀块上面，之后再将液压阀块安装在对接基盘上面。这种设计方式不仅各个液压组件和液压阀块之间需要设置密封面，还要在液压阀块和对接基盘之间设置密封面才能完成水下控制模块的密封。此种通用的设计方式会造成水下控制模块液压系统结构复杂、密封面多、潜在泄露点多、可靠性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足而提供一种集成液压阀块与对接基盘的水下控制模块集成液压基盘，简化了水下控制模块液压系统结构形式，有效地减少了水下控制模块液压系统组件之间的密封面数量，提高了水下控制模块液压系统的集成度和可靠性。
本发明的目的是这样实现的：包括基盘本体、高压蓄能器、低压蓄能器，在基盘本体顶部插装有电液换向阀组，在基盘本体顶部安装有高压过滤器、低压过滤器，基盘本体底部设置有电气接头安装孔、液压接头安装孔和梭阀安装孔，电气接头安装孔、液压接头安装孔和梭阀安装孔中分别安装有插拔式电器接头、液压接头和梭阀，在基盘底部还设置有粗对接装置和精对接装置，基盘本体内部设置有竖直布置的三层互不干扰的油路，第一层为低压工作油路和高压工作油路、第二层为低压进油油路和高压进油油路、第三层为低压回油油路和高压回油油路，低压进油油路、高压进油油路、低压工作油路、高压工作油路、低压回油油路和高压回油油路上分别设置有压力传感器、流量传感器。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.低压工作油路、高压工作油路、低压回油油路和高压回油油路采用对称布置。
2.当水下控制模块进行液压系统控制时，高压供油油液经梭阀、高压进油油路、高压过滤器进入到高压蓄能器中，低压供油油液经梭阀、低压进油油路、低压过滤器进入到低压蓄能器当中；当需打开水下安全阀时，高压蓄能器中的高压供油油液经油路进入到高压工作油路之中，再经电液换向阀组到达水下安全阀的执行器之中，实现水下安全阀的开启；当需打开水下生产阀门时，低压蓄能器中的低压供油油液经油路进入到低压工作油路中，再经电液换向阀组到达水下生产阀门的执行器中，实现水下生产阀门的开启；当需要关闭阀门时，电液换向阀换位，高、低压油液经电液换向阀组分别进入到高压回油油路、低压回油油路之，实现液压系统回油。
3.低压进油油路、高压进油油路、低压工作油路、高压工作油路、低压回油油路和高压回油油路的油道均为细长孔结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过采用在基盘本体上加工控制油液油道和各液压、电气器件安装孔的方式，将液压阀块和对接基盘进行了集成，缩减了水下控制模块液压系统组件数量，简化了水下控制模块液压系统结构形式，有效地减少了水下控制模块液压系统组件之间的密封面数量，降低了液压系统泄露的可能性，提高了水下控制模块液压系统的集成度和可靠性。
附图说明
图1是本发明水下控制模块集成液压基盘的轴侧图；
图2是本发明水下控制模块集成液压基盘的仰视图；
图3是水下控制模块内部图
图4是本发明水下控制模块集成液压基盘的基盘本体轴侧图；
图5是本发明水下控制模块集成液压基盘的基盘本体油道结构示意图；
图6是本发明水下控制模块集成液压基盘的液压系统原理示意图；
图中主要标号说明：
其中，1.基盘本体，2.电液换向阀组，3.高压过滤器，4.低压过滤器，5.粗对接装置，6.精对接锁紧装置，7.插拔式电气接头，8.流量传感器，9.连接油路，10.单向阀，11.液压接头，12.梭阀，13.电气接头安装孔，14.液压接头安装孔，15.低压回油油路，16.高压进油油路，17.高压回油油路，18.高压工作油路，19.硅油充油/排放溢流阀安装孔，20.低压进油油路，21.低压工作油路。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明是一种水下控制模块集成液压基盘，包括：基盘本体、各类液压组件、各连接油路、多路液压接头和多路电气接头。液压组件中的电液换向阀组插装在基盘本体顶部，其余液压组件通过连接油路连接或者通过螺栓安装在基盘本体顶部；基盘本体内部设有三层互不干扰的控制油液油道结构；基盘本体底部安装有多路液压接头、多路电气接头和梭阀，同时设有水下控制模块对接锁紧装置。所述的基盘本体和对接锁紧装置为一体式结构；基盘本体上设有多个液压组件的安装孔和液压、电气接头安装孔。所述的三层互不干扰的控制油液油道采用竖直布置方式，用于高低压进油、高低压工作和高低压回油，油道均为细长孔结构形式，直接在基盘本体上加工。常规的液压油路的零部件本申请不予详细描述，本发明主要是一种将油路集成在基盘上的结构，现有的水下控制模块具备的结构本申请也有，但不详细描述。
参照图1-6，水下控制模块集成液压基盘，包括：插装在基盘本体1顶部的电液换向阀组2；安装在基盘本体1顶部的高压过滤器3、低压过滤器4、流量传感器8、单向阀10等各类液压组件，彼此之间通过连接油路9进行连接；基盘本体1底部设有电气接头安装孔13、液压接头安装孔14和梭阀安装孔，各液压接头11、插拔式电气接头7和梭阀12安装其中；基盘本体1底部设置有水下控制模块粗对接装置5和精对接锁紧装置6，用于实现水下控制模块在水下的自动精准对接锁紧功能；基盘本体1内部设有三层互不干扰的控制油液油道结构，采用竖直布置方式，油道均为细长孔结构形式：第一层为低压工作油路21和高压工作油路18、第二层为低压进油油路20和高压进油油路16、第三层为低压回油油路15和高压回油油路17，考虑到水下控制模块的控制路数较多，低压工作油路21、高压工作油路18、低压回油油路15和高压回油油路17采用对称布置。
本发明采用以下安装步骤：
第一步：将电液换向阀组2插装在基盘本体1顶部相应的安装孔处；
第二步：将高压过滤器3、低压过滤器4等各类液压组件安装在基盘本体1顶部相应的安装孔处；
第三步：将流量传感器8、连接油路9、单向阀10等连接用液压组件安装在基盘本体1顶部已安装的各类液压组件之间；
第四步：将液压接头11、插拔式电气接头7和梭阀12安装在基盘本体1底部相应的安装孔处；
第五步：将液压堵头安装在基盘本体1上表面的各控制油液油道加工孔处。
本发明的工作原理是：
本发明将液压阀块和对接基盘进行了集成，同时具备水下控制模块对接锁紧和液压系统控制的功能。
当水下控制模块进行下放安装时，通过粗对接装置5和精对接锁紧装置6实现基盘本体1底部各液压接头11、插拔式电气接头7与水下生产设施上对应的各液压、电气插座的精准对接，并固定住水下控制模块。
当水下控制模块进行液压系统控制时，高压供油油液经梭阀12、高压进油油路16、高压过滤器3和连接油路9进入到高压蓄能器当中，低压供油油液经梭阀12、低压进油油路20、低压过滤器4和连接油路9进入到低压蓄能器当中；当需打开水下安全阀时，高压蓄能器中的高压供油油液经连接油路9进入到高压工作油路18之中，再经电液换向阀组2到达水下安全阀的执行器之中，实现水下安全阀的开启；当需打开水下生产阀门时，低压蓄能器中的低压供油油液经连接油路9进入到低压工作油路21之中，再经电液换向阀组2到达水下生产阀门的执行器之中，实现水下生产阀门的开启；当需要关闭阀门时，电液换向阀组2换位，高、低压油液经电液换向阀组2分别进入到高压回油油路17、低压回油油路15之中，实现液压系统回油。在低压进油油路20、高压进油油路16、低压工作油路21、高压工作油路18、低压回油油路15和高压回油油路17上设置有压力传感器、流量传感器8等监测组件，监测水下控制模块液压系统的工作状态。
综上，本发明涉及一种水下控制模块集成液压基盘，包括基盘本体、各类液压组件和各连接油路。液压组件中的电液换向阀组插装在基盘本体顶部，其余液压组件通过连接油路连接或者通过螺栓安装在基盘本体顶部；基盘本体内部设有三层互不干扰的控制油液油道结构；基盘本体底部设有多路液压接头、多路电气接头，同时设有水下控制模块对接锁紧装置。本发明通过将水下控制模块使用的液压阀块与对接锁紧装置进行集成，简化了水下控制模块液压系统结构形式，解决了传统水下控制模块因采用对接基盘和液压阀块分体设计带来的液压阀块密封面多，潜在泄露点多，密封可靠性差的问题，显著提高了水下控制模块液压系统的集成度和可靠性。

Claims (5)

1.一种水下控制模块集成液压基盘，其特征在于：包括基盘本体、高压蓄能器、低压蓄能器，在基盘本体顶部插装有电液换向阀组，在基盘本体顶部安装有高压过滤器、低压过滤器，基盘本体底部设置有电气接头安装孔、液压接头安装孔和梭阀安装孔，电气接头安装孔、液压接头安装孔和梭阀安装孔中分别安装有插拔式电器接头、液压接头和梭阀，在基盘底部还设置有粗对接装置和精对接装置，基盘本体内部设置有竖直布置的三层互不干扰的油路，第一层为低压工作油路和高压工作油路、第二层为低压进油油路和高压进油油路、第三层为低压回油油路和高压回油油路，低压进油油路、高压进油油路、低压工作油路、高压工作油路、低压回油油路和高压回油油路上分别设置有压力传感器、流量传感器。
2.根据权利要求1所述的一种水下控制模块集成液压基盘，其特征在于：低压工作油路、高压工作油路、低压回油油路和高压回油油路采用对称布置。
3.根据权利要求1或2所述的一种水下控制模块集成液压基盘，其特征在于：当水下控制模块进行液压系统控制时，高压供油油液经梭阀、高压进油油路、高压过滤器进入到高压蓄能器中，低压供油油液经梭阀、低压进油油路、低压过滤器进入到低压蓄能器当中；当需打开水下安全阀时，高压蓄能器中的高压供油油液经油路进入到高压工作油路之中，再经电液换向阀组到达水下安全阀的执行器之中，实现水下安全阀的开启；当需打开水下生产阀门时，低压蓄能器中的低压供油油液经油路进入到低压工作油路中，再经电液换向阀组到达水下生产阀门的执行器中，实现水下生产阀门的开启；当需要关闭阀门时，电液换向阀换位，高、低压油液经电液换向阀组分别进入到高压回油油路、低压回油油路之，实现液压系统回油。
4.根据权利要求1或2所述的一种水下控制模块集成液压基盘，其特征在于：低压进油油路、高压进油油路、低压工作油路、高压工作油路、低压回油油路和高压回油油路的油道均为细长孔结构。
5.根据权利要求3所述的一种水下控制模块集成液压基盘，其特征在于：低压进油油路、高压进油油路、低压工作油路、高压工作油路、低压回油油路和高压回油油路的油道均为细长孔结构。
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