專(zhuān)利名稱(chēng)：深海海底液壓鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種深海鉆井平臺(tái)上使用的深海海底液壓鉗。
背景技術(shù)：
深海海域蘊(yùn)藏了豐富的石油天然氣資源，是地球上尚未被人類(lèi)充分認(rèn)識(shí)與利用的最大潛在戰(zhàn)略資源基地。隨著能源問(wèn)題的加劇，深海海域在戰(zhàn)略地位上的重要性也日益凸顯出來(lái)。中國(guó)作為一個(gè)正在崛起的海洋大國(guó)，要在開(kāi)發(fā)國(guó)際深海資源中發(fā)揮積極作用，就必須大力發(fā)展深海高新技術(shù)，提高在國(guó)際深海區(qū)域的活動(dòng)能力和勘察能力。在海洋勘察和物探作業(yè)時(shí)，由于海浪和海流等環(huán)境載荷的綜合作用，勘察船除前后左右發(fā)生搖擺外，還將產(chǎn)生上下升沉運(yùn)動(dòng)，這將影響鉆井系統(tǒng)鉆具的穩(wěn)定性和水下定位的準(zhǔn)確性，即使配備了深沉補(bǔ)償裝置，也不能實(shí)現(xiàn)海底精準(zhǔn)取樣。水下勘察基盤(pán)就是保障海洋勘察船在上述工況正常工作的關(guān)鍵裝備，而深海底液壓鉗系統(tǒng)作為水下勘察基盤(pán)的核心部件，荷蘭等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家雖然已經(jīng)掌握了其設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，但自動(dòng)化程度低，能耗高，耐腐蝕性差，可靠性不高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可在船上遙控，并能夠在深海水下鉆井平臺(tái)上自動(dòng)開(kāi)合的深海海底液壓鉗。本實(shí)用新型是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的一種深海海底液壓鉗，包括螺釘、箱體、蓄能器、封閉式油箱、液壓泵、油阻尼、控制系統(tǒng)，其特征是還包括深水油缸、連接銷(xiāo)軸、連接法蘭、夾持鉗、上導(dǎo)向筒、下導(dǎo)向筒、電磁換向閥、壓力補(bǔ)償器、位移傳感器、壓力變送器、浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)。深水油缸通過(guò)連接銷(xiāo)軸對(duì)稱(chēng)的連接在箱體的兩側(cè)，夾持鉗通過(guò)連接法蘭與深水油缸的缸桿相連。上導(dǎo)向筒、下導(dǎo)向筒通過(guò)螺釘分別連接在箱體的上下表面，浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)與液壓泵連接在一起，組成油泵電機(jī)組，并通過(guò)螺釘安裝在封閉式油箱內(nèi)，壓力補(bǔ)償器通過(guò)螺釘安裝在封閉式油箱的上部。所述深海海底液壓鉗，其特征是可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)深水油缸缸桿位移的位移傳感器位于深水油缸內(nèi)部。所述深海海底液壓鉗，其特征是壓力補(bǔ)償器位于封閉式油箱上部，可以對(duì)不同深度海水壓力及溫度變化引起的液壓油體積的變化進(jìn)行補(bǔ)償，以保持油箱內(nèi)外壓力平衡。所述深海海底液壓鉗，其特征是浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)和液壓泵組成的油泵電機(jī)組有兩套，實(shí)現(xiàn)了用一備一功能。所述深海海底液壓鉗，其特征是電磁換向閥具有機(jī)械定位結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)電磁閥的短信號(hào)控制功能。采用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的深海海底液壓鉗，具有有益效果如下I.采用壓力變送器和位移傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)控制系統(tǒng)發(fā)送至甲板上的主機(jī)，提高了系統(tǒng)的可靠性和可檢測(cè)性。2.采用壓力補(bǔ)償器，可以對(duì)不同深度海水壓力及溫度變化引起的液壓油體積的變化進(jìn)行補(bǔ)償，可有效保持油箱內(nèi)外壓力平衡。3.采用兩套油泵電機(jī)組，提高了液壓系統(tǒng)的可靠性，并且采用蓄能器儲(chǔ)壓，在兩套油泵電機(jī)組同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，確保深海海底鉗處于打開(kāi)狀態(tài)，可靠性大為提高。4.電磁換向閥采用機(jī)械定位結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的能耗，提高了系統(tǒng)在深海海域的工作時(shí)間。

圖I :本實(shí)用新型的液壓原理圖圖2 :本實(shí)用新型的深海海底液壓鉗機(jī)械部分結(jié)構(gòu)圖 圖3:圖2的左視圖圖4 :本實(shí)用新型液壓站的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1_充放油閥、2-吸油濾油器、3-壓力補(bǔ)償器、4-浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)、5-液壓泵、6-單向閥、7-壓力變送器、8-蓄能器、9-電磁換向閥、10-安全閥、11-封閉式油箱、12-排氣閥、13-油阻尼、14-深水油缸、15-位移傳感器、16-控制系統(tǒng)、17-連接銷(xiāo)軸、18-螺釘、19-夾持鉗、20-鉆桿、21-連接法蘭、22-箱體、23-上導(dǎo)向筒、24-下導(dǎo)向筒、25-封閉式油箱基體、26-封閉式油箱上蓋。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例。如圖I、圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型為深海海底液壓鉗，包括控制系統(tǒng)16、閉式油箱11、浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)4、液壓泵5、單向閥6、壓力變送器7、蓄能器8、電磁換向閥
9、安全閥10、排氣閥12、深水油缸14、箱體22。控制系統(tǒng)16可接收甲板上發(fā)送的控制信號(hào)以控制深海海底液壓鉗的工作，并可以將深海海底液壓鉗的工作狀態(tài)發(fā)送到甲板上。封閉式油箱11是由不銹鋼焊接成的封閉式油箱基體25和封閉式油箱上蓋26通過(guò)螺釘連接在一起構(gòu)成封閉式結(jié)構(gòu)。由浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)4和液壓泵5組成的油泵電機(jī)組通過(guò)螺釘連安裝在封閉式油箱11的內(nèi)部。油泵電機(jī)組和電磁換向閥9、蓄能器8、安全閥10組成深海海底液壓鉗的液壓系統(tǒng)。為了滿(mǎn)足深?？煽啃砸螅到y(tǒng)采用兩套獨(dú)立的液壓系統(tǒng)，并且在每套液壓系統(tǒng)中采用兩套獨(dú)立的由浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)4和液壓泵5組成的油泵電機(jī)組，一套工作，另一套備用；在其中一套出現(xiàn)故障時(shí)，可自動(dòng)切換到另一套油泵電機(jī)組，從而提高了液壓系統(tǒng)的可靠性。若兩套泵組均出現(xiàn)故障，則可通過(guò)蓄能器8使深海海底液壓鉗打開(kāi)。壓力補(bǔ)償器3通過(guò)螺釘安裝在封閉式油箱上蓋26上，可以對(duì)不同深度海水壓力及溫度變化引起的液壓油體積的變化進(jìn)行補(bǔ)償，以保持油箱內(nèi)外壓力平衡。充放油閥I和吸油濾油器2安裝在封閉式油箱基體25的合適位置上，其中充放油閥I用于向油箱內(nèi)充油或放油，完成后封堵。吸油濾油器2對(duì)吸入液壓泵及液壓系統(tǒng)內(nèi)的油進(jìn)行過(guò)濾，以減少故障，提高系統(tǒng)的可靠性。工作時(shí)，首先控制系統(tǒng)16發(fā)出指令，由浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)4和液壓泵5組成的油泵電機(jī)組啟動(dòng)，同時(shí)控制系統(tǒng)16發(fā)出指令，控制電磁換向閥9工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)深水油缸14的前進(jìn)和后退。單向閥6可切斷備用液壓泵組回路，防止液壓油倒流，油阻尼13可增加液流平穩(wěn)性，減少?zèng)_擊。夾持鉗19通過(guò)螺釘18和連接法蘭21連接在一起，連接法蘭21的一端與深水油缸14的缸桿連接，這樣就實(shí)現(xiàn)了夾持鉗19和深水油缸14的連接，進(jìn)而將深水油缸14的前進(jìn)和后退轉(zhuǎn)換為夾持鉗19對(duì)鉆桿20的夾持和松開(kāi)。上導(dǎo)向套筒23和下導(dǎo)向套筒24通過(guò)螺釘分別連接在箱體22的上端和下端，可以提供鉆桿20的對(duì)中能力。液壓系統(tǒng)工作時(shí)，通過(guò)位移傳感器15和壓力變送器7測(cè)量的位移及壓力參數(shù)，判斷深海海底液壓鉗是否完全打開(kāi)和夾緊。電磁換向閥9具備閥芯位置機(jī)械定位功能，可以使電磁換向閥9實(shí)現(xiàn)短信號(hào)控制，即電磁換向閥9通電時(shí)，電磁換向閥9的閥芯換向到位后斷電即可保持在原位。這樣電磁換向閥閥9短時(shí)間通電，就可以使深海海底液壓鉗保持在打開(kāi)或夾持位置，降低了能耗。權(quán)利要求1.一種深海海底液壓鉗，包括螺釘(18)、箱體(22)、蓄能器(8)、封閉式油箱(11)、液壓泵(5)、油阻尼(13)、控制系統(tǒng)(16)，其特征是還包括深水油缸(14)、連接銷(xiāo)軸(17)、連接法蘭(21)、夾持鉗(19)、上導(dǎo)向筒(23)、下導(dǎo)向筒(24)、電磁換向閥(9)、壓力補(bǔ)償器(3)、位移傳感器(15)、壓力變送器(7)、浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)(4);深水油缸(14)通過(guò)連接銷(xiāo)軸(17)對(duì)稱(chēng)的連接在箱體(22)的兩側(cè)，夾持鉗(19)通過(guò)連接法蘭(21)與深水油缸(14)的缸桿相連；上導(dǎo)向筒(23)、下導(dǎo)向筒(24)通過(guò)螺釘分別連接在箱體(22)的上下表面；浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)(4)與液壓泵(5)連接在一起，組成油泵電機(jī)組，并通過(guò)螺釘安裝在封閉式油箱(11)內(nèi)；壓力補(bǔ)償器⑶通過(guò)螺釘安裝在封閉式油箱(11)的上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深海海底液壓鉗，其特征是可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)深水油缸(14)缸桿位移的位移傳感器(15)位于深水油缸(14)內(nèi)部；壓力補(bǔ)償器(3)位于封閉式油箱(11)上部；電磁換向閥(9)具有機(jī)械定位結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的深海海底液壓鉗，其特征是浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)(4)和液壓泵(5)組成的油泵電機(jī)組有兩套。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于海洋技術(shù)領(lǐng)域，是一種可在船上遙控、并能夠在深海水下鉆井平臺(tái)上自動(dòng)開(kāi)合的深海海底液壓鉗。它包括螺釘、箱體、蓄能器、封閉式油箱、液壓泵、油阻尼、控制系統(tǒng)，還包括深水油缸、連接銷(xiāo)軸、連接法蘭、夾持鉗、上導(dǎo)向筒、下導(dǎo)向筒、電磁換向閥、壓力補(bǔ)償器、位移傳感器、壓力變送器、浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)；深水油缸通過(guò)連接銷(xiāo)軸對(duì)稱(chēng)的連接在箱體的兩側(cè)，夾持鉗通過(guò)連接法蘭與深水油缸的缸桿相連。上導(dǎo)向筒、下導(dǎo)向筒通過(guò)螺釘分別連接在箱體的上下表面，浸油式液壓專(zhuān)用電機(jī)與液壓泵連接在一起，組成油泵電機(jī)組。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)可靠、自動(dòng)化程度高、能耗低、耐腐蝕性強(qiáng)。
文檔編號(hào)E21B19/16GK202483484SQ201220101078
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月17日
發(fā)明者劉延俊, 劉敬喜, 季念迎, 張德玉, 陶幸珍 申請(qǐng)人:山東拓普液壓氣動(dòng)有限公司