產(chǎn)品分類
聯(lián)系我們
產(chǎn)品搜索
水下采油井口裝置液壓系統(tǒng)
首頁 ? 液壓行業(yè)知識 ? 水下采油井口裝置液壓系統(tǒng)
海洋油田除了采用傳統(tǒng)的固定平臺采油以外，近代海洋油田的開發(fā)還采用浮式采油裝置進行采油生產(chǎn)。這樣可以代替造價昂貴的固定采油平臺。為了油井安全等原因，往往將采油樹安裝到水下采油井口裝置。由于采油井口安裝在海底，目前多采用液壓系統(tǒng)來控制。
根據(jù)油井離岸距離、需控制的采油樹井口閥的數(shù)量、油田結構、動作響應時間、信號反饋要求、水深、油田地理位置、操作人員水平、用戶要求等諸多因素的差異，水下采油樹要用多種形式的液壓控制系統(tǒng)。目前常用的有：直接液控系統(tǒng)、先導液控系統(tǒng)、順序液控制系統(tǒng)、多道傳輸電液系統(tǒng)等四種。此外，隨著海洋油田水深的不斷增加，目前又出現(xiàn)了旨在減少液壓控制軟管線的液壓開關系統(tǒng)和適用于超深水域的電子液壓遙控系統(tǒng)。
水下采油樹的順序液壓控制系統(tǒng)，由于有很多優(yōu)點而被廣泛采用。整個液壓系統(tǒng)由水面控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)兩部分組成。水面控制系統(tǒng)由液壓泵、油箱、操縱臺、儀表屏等構成，其主要操作元件是一個壓力調(diào)節(jié)閥，用以控制向水下提供各種壓力的液壓油。水下液控系統(tǒng)如圖4.9-5所示。
蓄能器1、2、3的壓力分別為基準壓力、工作壓力和指令壓力，蓄能器4的壓力是控制調(diào)壓減壓閥5的。基準壓力為lOMPa，作用在液控換向閥6、7、8、9閥芯的左端。指令壓力作用在閥6、7、8、9閥芯的右端。指令壓力從0～24MPa變化時，因各換向閥閥芯端面面積各不相同，可使換向閥按9、8、7、6的順序先后投入工作。這時工作壓力分別經(jīng)過各換向閥，再經(jīng)油口10、11、12、13、14、15分別控制水下采油樹的各井口閥門，完成洗井、采油、修井和泵送工具等各種油井作業(yè)。
該順序液控系統(tǒng)有如下特點：
圖4.9-5水下采油樹順序液控系統(tǒng)原理圖
1、2、3、4-蓄能器 5-調(diào)壓減壓閥 6、7、8、9-液控換向閥
10. 11、12、13、14、15-油口
1)系統(tǒng)十分簡單，從水面到水下僅采用一根軟管，其控制距離可達8 000m以上。
2)該系統(tǒng)由于事先已安排好作業(yè)順序，從而可以消除人為的誤操作。系統(tǒng)可以單獨使用，也可以與電液控制系統(tǒng)組合，作為其備用系統(tǒng)，從而提高控制系統(tǒng)的安全可靠性。
3）控制順序變化靈活。
4）其動作響應比直接液控系統(tǒng)快，但不如電液控制系統(tǒng)。
5）該系統(tǒng)無反饋信號。
4.9.5舊石油管矯直機液壓系統(tǒng)
近年來，我國石油工業(yè)飛速發(fā)展，管材用量猛增，國內(nèi)管材供不應求，與此同時，每年我國卻有大量管材因運輸、保管及使用不當而造成彎曲報廢，急待矯正后回收利用。長期以來油田一直延用落后的手動單點式矯正設備，不但生產(chǎn)效率低、工人勞動強度大，而且矯正精度差，廢管的回收率也很低。
(1)整機概況
某機的液壓原理如圖4.9-6所示，主要由主機、液壓站、矯正輥驅動設備、傳輸裝置及操縱控制臺組成。
主機為該機的核心部分，管材的矯正工作主要由這部分完成。主機的機架為鋼板焊接的整體框架式結構。其上裝有四對矯正輥及帶動矯正輥實現(xiàn)矯正壓下和防止壓損管接頭或管端螺紋實現(xiàn)矯正輥讓位退回動作用的四對液壓缸10和11;裝有矯正輥與主機主軸線夾角的調(diào)整機構；裝有為適應不同管徑工作需要的輥隙調(diào)整機構；裝有感受被矯管材行進中的位置，從而控制矯正輥的壓下或退回動作的六組光電開關9等。
圖4.9-6 舊石油管矯直機液壓系統(tǒng)原理圖
液壓站由液壓泵站、液壓集成塊及蓄能器等組成，用液壓管路與主機上的各液壓缸及各輥縫調(diào)整機構上的液壓馬達相連。矯正輥驅動設備由兩臺電磁調(diào)速電機、減速箱及萬向傳動軸組成，為第1對和第3對兩對主動矯正輥提供轉動動力，用以使被矯管材產(chǎn)生旋轉前進的動作。
(2)液壓系統(tǒng)工作原理
如圖4.9-6所示，各電磁鐵在不同狀態(tài)下的動作列于電磁鐵動作順序表4.9-1中。液壓泵啟動時，電磁鐵SYA處于斷電工況，系統(tǒng)平穩(wěn)地進入運行狀態(tài)，并且在被矯管未進入主機前，泵一直處于卸荷工作狀態(tài)，此時除11YA、21YA、31YA、41YA及6YA外，各電磁鐵均處于斷電狀態(tài)。各液壓缸均退回到后極限位置。
光電開關a、b、c、d、e及f在電氣系統(tǒng)中連成遮光導通工作方式。被矯管從主機左側饋入后，管體前端遮住光電開關a時，SYA通電，泵開始在調(diào)定的壓力下工作。與此同時，11YA斷電，12YA及13YA通電，第1對液壓缸帶動矯正輥外伸并“夾持”住鋼管，下液壓缸11處于上極限限位位置，上液壓缸10處于“浮動”壓下軋制狀態(tài)。在第1對矯正輥的驅動下，鋼管繼續(xù)前進，當管體前端相繼遮住c、e和f時，相繼產(chǎn)生第2對、第3對及第4對矯正輥與第1對矯正輥相同的動作。此時，鋼管全部進入主機，在旋轉行進的過程中得到矯正。
表4 .9-1
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
注：“+”表示光電開關遮光導通訊電磁鐵得電
當鋼管末端行進到光電開關a處，管體對其不產(chǎn)生遮光作用時，13YA和12YA斷電，11YA通電，第1對液壓缸帶動矯正輥退回；行進到光電開關b處，鋼管末端對其不產(chǎn)生遮光作用時，第2對矯正輥退回；行進到d處，鋼管末端對其不產(chǎn)生遮光作用時，第3對與第4對矯正輥同時產(chǎn)生退回動作（第4對矯正輥為從動輥，如不令其與第3對同時退回，鋼管則不能繼續(xù)向前行進）。至此，鋼管完成被矯工序。
液壓缸帶動矯正輥伸出和退回的速度靠調(diào)整單向節(jié)流閥4來保證，與光電開關的位置相配合，以保證矯正輥剛好不壓損管端螺紋或管接頭為準。矯正力靠調(diào)整電磁溢流閥1的設定壓力來保證。由于下液壓缸的有效工作面積大于上液壓缸的有效工作面積。所以矯管過程中能始終保持下缸處于上限限位位置，從而使每對矯正輥“夾持”鋼管的原始位置不變。
當5YA、6YA、7YA通電，其余電磁鐵均斷電時，液壓系統(tǒng)處于輥隙調(diào)整工作狀態(tài)。根據(jù)當批被矯管材的公稱外徑及矯正工藝要求，靠操作三位四通手動換向閥，通過液壓缸10上的液壓馬達及蝸輪蝸桿機構可以上下調(diào)整各個上矯正輥的位置，從而調(diào)整了各對矯正輥間的輥隙達到要求距離。調(diào)整過程中，上矯正輥上下運動的速度靠調(diào)整節(jié)流閥5的開度保證。而其回路中的二位二通電磁換向閥6，在系統(tǒng)正常運行狀態(tài)是斷電的，切斷了該回路與液壓源的聯(lián)系。此時即使誤操作三位四通手動換向閥，輥隙也不會變化，防止了故障的發(fā)生。
電磁溢流閥2的設定壓力略高于電磁溢流閥1的設定壓力。閥上的電磁鐵6YA在系統(tǒng)工作時通電，此時該閥起安全閥作用，防止回路過載。停機時，電磁鐵6YA斷電，以卸掉回路及蓄能器中的油壓。
(3)液壓系統(tǒng)的特點
有效的節(jié)能措施
該液壓系統(tǒng)在主回路上設置了蓄能器8，其作用是：
1)在每對液壓缸伸出、退回時提供大流量的油液，減小了液壓泵的設計排量；
2)該蓄能器與電接點壓力表7、電磁溢流閥1及單向閥3配合使用，使液壓泵在1個矯管周期中，僅有約2/5的時間有載工作，其余時間均為卸荷狀態(tài)。這是因為被矯管一般長為10m，而第1對矯正輥與第4對矯正輥之間的距離為2m，當鋼管全部進入主機后，液壓缸僅僅通過矯正輥對鋼管施加矯正力，不需要流量，主回路壓力很快達到電接點壓力表高壓接點設定值（根據(jù)矯正力上限要求調(diào)整），高壓接點導通，指令電磁鐵SYA通電，通過電磁溢流閥使液壓泵卸荷。僅當主回路壓力低到電接點壓力表低壓接點設定值（根據(jù)矯正力下限要求調(diào)整）時，低壓接點導通，指令電磁鐵SYA斷電，液壓泵才再次有載工作。
此外，液壓系統(tǒng)在非矯管的空運行期間，電磁鐵5YA通電，泵一直處于卸荷工作狀態(tài)，因此該系統(tǒng)的實際能耗很小。
光電開關指令控制
該系統(tǒng)采用了光電開關感受被矯鋼管行進中的位置，具有工作可靠，快速性好，安裝、調(diào)整方便，使用壽命長的特點。
分類：液壓行業(yè)知識
標簽： 液壓系統(tǒng) 液壓馬達
