CN112555899A - 一种海洋石油平台火炬头点火设备 - Google Patents

Abstract

一种海洋石油平台火炬头点火设备，包括安装座、升降装置、高能点火装置和控制系统，升降装置用于承托并升降高能点火装置，控制系统用于升降装置的升或降、以及点火装置点火的控制，升降装置包括动力组件和与其传动连接的丝杆组件，高能点火装置安装在与丝杆组件滑动配合的法兰盘组件上，法兰盘组件通过梯形螺母与丝杆组件之梯形丝杆传动配合；升降装置设有行程调节和自锁机构。工作时，在控制系统的控制下，动力组件带动梯形丝杆转动，梯形螺母带动法兰盘组件高能点火装置升降。本设备之高能点火装置升降平稳，可实现任意高度自锁，点火完成后确保高能点火装置远离火炬头，设备安装、操作简单，使用寿命长，点火装置拆装、维修即更换机配件简便。

Description

一种海洋石油平台火炬头点火设备

技术领域

本发明涉及一种点火设备，尤其涉及一种海洋石油平台火炬头点火设备。

背景技术

火炬头点火设备是海洋石油平台火炬点火控制系统的重要组成部分，用于点燃处理接收到的来自原油处理系统、燃气系统、生产水系统、注水系统等的压力释放阀、气体紧急排气阀所释放出的高压碳氢化合物气体，以保障油田和生产作业的安全。

目前的海洋石油平台火炬头点火设备主要通过气动缸和液压缸驱动伺服控制杆体上升和下降，或通过输油管调节点火，这些技术主要存在以下不足：

1．以气动缸+气动伺服电控+点火装置的点火设备：缸密封件容易老化，密封性难以保证，驱动伺服控制故障相对电机控制要高，杆体下降速度缓慢，系统操作较手控系统复杂。

2．以液压缸＋液缸伺服电控+点火装置的点火设备：液缸升降与气缸升降电控一样，电控复杂，虽然液缸密封比气动缸密封稍微好一些，但缸体部分裸露，不能给缸体“三防”保证，电控系统较复杂。

3.固定试点火装置的点火设备：通过输油管调节点火，点火枪无保护，点火头易老化，导致不能正常点火。

发明内容

本发明目的在于提供一种海洋石油平台火炬头点火设备，以克服已有技术所存在的上述不足。

本发明的技术方案是：

一种海洋石油平台火炬头点火设备，包括安装座、升降装置、高能点火装置和控制系统，所述升降装置用于承托并升降高能点火装置，所述高能点火装置用于点火，所述控制系统用于升降装置的升或降、以及点火装置点火的控制；

所述升降装置包括动力组件和丝杆组件，所述动力组件安装在安装座下部，所述丝杆组件安装在动力组件上部并与动力组件传动连接，所述丝杆组件包括梯形丝杆、位于梯形丝杆两侧的导向轴、上固定板组件和下固定板组件，所述上固定板组件连接在导向轴的顶端，下固定板组件连接在导向轴的底端，梯形丝杆上端与上固定板组件转动连接，下端穿过下固定板组件与动力组件传动连接；

所述高能点火装置安装在与丝杆组件滑动配合的法兰盘组件上，所述法兰盘组件两侧设有导向孔并分别与左右两导向轴滑动配合，法兰盘组件通过两导向孔之间的梯形螺母与梯形丝杆传动配合；

所述高能点火装置包括机箱和点火枪，所述机箱安装在法兰盘组件一侧，点火枪安装在法兰盘组件的另一侧，所述点火枪通过高压屏蔽电缆与机箱内的电容储能器和脉冲控制电路连接；

所述控制系统包括控制箱和操作盒，所述控制箱安装在安装座底部，操作盒设在设备外供控制人员操作；所述动力组件、高能点火装置之电容储能器和脉冲控制电路与控制箱内的控制单元电连接；

工作时，在控制单元的控制下，动力组件带动梯形丝杆转动，通过梯形螺母带动法兰盘组件高能点火装置上升或下降。

其进一步的技术方案是：

所述升降装置设有行程调节和自锁机构，包括调节杆Ⅰ、接近开关Ⅰ、接近开关Ⅱ和调节杆Ⅱ，所述调节杆Ⅰ滑动安装在导向轴上并通过套筒螺栓固定，所述接近开关Ⅰ设在法兰盘组件顶面并与调节杆Ⅰ轴向正对，所述接近开关Ⅱ设在法兰盘组件另一侧的底面上，所述调节杆Ⅱ固定安装在接近开关Ⅱ正对的下固定板组件顶面上，所述接近开关Ⅰ和接近开关Ⅱ与控制系统的控制单元电连接。

更进一步：所述高能点火装置采用LHD-N-X6高能点火装置，其单点火花为2焦耳。

又进一步：所述动力组件包括减速器、直流电机和联轴器；所述控制箱包括驱动器、MORNSUN开关电源模块、功率型继电器、可编程控制器；所述操作盒面板上设有电源开关及上升、下降、急停、点火功能按钮和红/绿状态指示灯。

由于采取上述技术方案，与现有技术相比，本发明之一种海洋石油平台火炬头点火设备具有以下有益效果：

1．本发明驱动部分采用直流电机驱动丝杆组件，从而带动法兰盘组件升降，高能点火装置与点火枪随法兰盘组件升降，升降速度适中，稳定性好（升降、下降速度均为35mm/s），点火完成后下降，可保证高能点火装置远离火炬头，起到保护点火装置的作用；

2．本发明升降装置设有行程调节和自锁机构，当法兰盘组件顶面的接近开关Ⅰ与调节杆Ⅰ接触时，电机停止转动，实现任意高度自锁；通过调整行程调节和自锁机构在导向轴上的高度，可以调节设在法兰盘组件上的高能点火装置升降的高度；法兰盘组件底面的接近开关Ⅱ与下固定板组件上的调节杆Ⅱ时接触时，电机停止转动，法兰盘组件停止在初始状态，可避免法兰盘组件与下固定板组件的碰撞；

3．本发明设备采用LHD-N-X6高能点火装置，单点火花能达2J(焦耳)，其半导体点火嘴具有很强的自洁能力，抗油、抗水、抗结焦、耐高温、不受气氛污染，使用寿命长，可远程控制；

4．本发明设备安装简单，操作简单，点火装置拆装维修容易，不需登高作业，可以直接更换点火装置模块；机械故障时，易于更换机械配件。

下面结合附图和实施例对本发明之一种海洋石油平台火炬头点火设备的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1～图3为本发明之一种海洋石油平台火炬头点火设备结构示意图；

图1为主视图（初始状态），图2为左视图，图3为后视图（法兰盘组件上升状态）；

图中：

1—梯形丝杆，2—导向轴，3—安装座，4—上固定板组件，5—下固定板组件，6—法兰盘组件，7—调节杆Ⅰ，8—动力组件，9—接近开关Ⅰ，10—高压屏蔽电缆，11—点火枪，12—机箱，13—控制箱，14—接近开关Ⅱ，15—调节杆Ⅱ。

具体实施方式

一种海洋石油平台火炬头点火设备，包括安装座、升降装置、高能点火装置和控制系统，所述升降装置用于承托并升降高能点火装置，所述高能点火装置用于点火，所述控制系统用于升降装置的升或降、以及点火装置点火的控制；

所述升降装置包括动力组件8和丝杆组件，所述动力组件安装在安装座下部，所述丝杆组件安装在动力组件上部并与动力组件传动连接，所述丝杆组件包括梯形丝杆1、位于梯形丝杆两侧的导向轴2、上固定板组件4和下固定板组件5，所述上固定板组件连接在导向轴的顶端，下固定板组件连接在导向轴的底端，梯形丝杆上端与上固定板组件4转动连接，下端穿过下固定板组件45与动力组件传动连接；

所述高能点火装置安装在与丝杆组件滑动配合的法兰盘组件6上，所述法兰盘组件两侧设有导向孔并分别与左右两导向轴滑动配合，法兰盘组件通过两导向孔之间的梯形螺母与梯形丝杆1传动配合；

所述高能点火装置包括机箱12和点火枪11，所述机箱安装在法兰盘组件6一侧，点火枪安装在法兰盘组件6的另一侧，所述点火枪通过高压屏蔽电缆10与机箱内的电容储能器和脉冲控制电路连接；

所述控制系统包括控制箱13和操作盒，所述控制箱安装在安装座底部，操作盒设在设备外供控制人员操作；所述动力组件、高能点火装置之电容储能器和脉冲控制电路与控制箱内的控制单元电连接；

工作时，在控制单元的控制下，动力组件带动梯形丝杆转动，通过梯形螺母带动法兰盘组件高能点火装置上升或下降。

所述升降装置设有行程调节和自锁机构，包括调节杆Ⅰ7、接近开关Ⅰ9、接近开关Ⅱ14和调节杆Ⅱ15，所述调节杆Ⅰ7滑动安装在导向轴上并通过套筒螺栓固定，所述接近开关Ⅰ9设在法兰盘组件顶面并与调节杆Ⅰ轴向正对，所述接近开关Ⅱ14设在法兰盘组件另一侧的底面上，所述调节杆Ⅱ15固定安装在接近开关Ⅱ正对的下固定板组件顶面上，所述接近开关Ⅰ9和接近开关Ⅱ14与控制系统的控制单元电连接。

所述高能点火装置采用LHD-N-X6高能点火装置，其单点火花为2焦耳。

所述动力组件包括减速器、直流电机和联轴器；所述控制箱包括驱动器、MORNSUN开关电源模块、功率型继电器、可编程控制器；所述操作盒面板上设有电源开关及上升、下降、急停、点火功能按钮和红/绿状态指示灯。

操作步骤：

按下操作盒上升按钮，直流电机带动减速器以3.5转/s转动梯形丝杠，法兰盘组件按35mm/s上升，当法兰盘组件上升到丝杠制动位置时，法兰盘组件顶面的接近开关Ⅰ与调节杆Ⅰ接触，电机停止转动，梯形螺母套锁定在丝杠上止动，此时高能点火装置点火枪进入火炬头，按下操作盒点火按钮，启动点火装置完成火炬头油气点火，点火成功后，按下操作盒下降按钮，启动直流电机工作，带动梯形丝杠反转，法兰盘组件下降至初始位置，法兰盘组件底面的接近开关Ⅱ与下固定板组件上的调节杆Ⅱ接触，电机停止转动，法兰盘组件停止在初始状态，点火工作完成。

Claims (4)

1.一种海洋石油平台火炬头点火设备，其特征在于：包括安装座、升降装置、高能点火装置和控制系统，所述升降装置用于承托并升降高能点火装置，所述高能点火装置用于点火，所述控制系统用于升降装置的升或降、以及点火装置点火的控制；

所述升降装置包括动力组件（8）和丝杆组件，所述动力组件安装在安装座下部，所述丝杆组件安装在动力组件上部并与动力组件传动连接，所述丝杆组件包括梯形丝杆（1）、位于梯形丝杆两侧的导向轴（2）、上固定板组件（4）和下固定板组件（5），所述上固定板组件连接在导向轴的顶端，下固定板组件连接在导向轴的底端，梯形丝杆上端与上固定板组件（4）转动连接，下端穿过下固定板组件（5）与动力组件传动连接；

所述高能点火装置安装在与丝杆组件滑动配合的法兰盘组件（6）上，所述法兰盘组件两侧设有导向孔并分别与左右两导向轴滑动配合，法兰盘组件通过两导向孔之间的梯形螺母与梯形丝杆（1）传动配合；

所述高能点火装置包括机箱（12）和点火枪（11），所述机箱安装在法兰盘组件（6）一侧，点火枪安装在法兰盘组件（6）的另一侧，所述点火枪通过高压屏蔽电缆（10）与机箱内的电容储能器和脉冲控制电路连接；

所述控制系统包括控制箱（13）和操作盒，所述控制箱安装在安装座底部，操作盒设在设备外供控制人员操作；所述动力组件、高能点火装置之电容储能器和脉冲控制电路与控制箱内的控制单元电连接；

工作时，在控制单元的控制下，动力组件带动梯形丝杆转动，通过梯形螺母带动法兰盘组件高能点火装置上升或下降。

2.如权利要求1所述一种海洋石油平台火炬头点火设备，其特征在于：所述升降装置设有行程调节和自锁机构，包括调节杆Ⅰ（7）、接近开关Ⅰ（9）、接近开关Ⅱ（14）和调节杆Ⅱ（15），所述调节杆Ⅰ（7）滑动安装在导向轴上并通过套筒螺栓固定，所述接近开关Ⅰ（9）设在法兰盘组件顶面并与调节杆Ⅰ轴向正对，所述接近开关Ⅱ（14）设在法兰盘组件另一侧的底面上，所述调节杆Ⅱ（15）固定安装在接近开关Ⅱ正对的下固定板组件顶面上，所述接近开关Ⅰ（9）和接近开关Ⅱ（14）与控制系统的控制单元电连接。

3.如权利要求2所述一种海洋石油平台火炬头点火设备，其特征在于：所述高能点火装置采用LHD-N-X6高能点火装置，其单点火花为2焦耳。

4.如权利要求3所述一种海洋石油平台火炬头点火设备，其特征在于：所述动力组件包括减速器、直流电机和联轴器；所述控制箱包括驱动器、MORNSUN开关电源模块、功率型继电器、可编程控制器；所述操作盒面板上设有电源开关及上升、下降、急停、点火功能按钮和红/绿状态指示灯。

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