专利名称：一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及的是用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，属于机 械领域。
背景技术：
海上平台、船舶发生碰撞时，将会严重威胁人员生命安全，造成财产损失和环境污 染等灾难性事故，例如，2005年6月27日，印度国家石油公司BHN平台因供应船意外碰撞立 管而引发平台爆炸后损毁；再如，2010年4月20日晚10点，英国石油BP公司正在美国墨西 哥湾作业的“深水地平线”号半潜式钻井平台发生爆炸，36小时后平台沉没。这一事件不仅 造成11条生命死亡，而且海底原油泄漏，形成大面积严重污染，酿成罕见的环境灾难。事件 中的“深水地平线”钻井平台造价约为3. 5亿美元，但事故造成BP公司市值缩水逾700亿美 元，另外还要支付上百亿美元的赔付费用，教训不可谓不深刻，对于BP公司来说，这无疑是 一笔巨大的损失。但这次事件也将给全世界包括中国在内的石油企业敲响警钟-“在生产 环节上，务必保障安全”，杜绝各环节危险情况发生，防患于未然。由此，根据目前海上井口 平台作业、抢修过程中存在的安全隐患-“大型海洋作业平台与小型井口平台移动对接时， 受风、浪、海流及船舶操控失误等等因素影响，后者容易遭受前者巨大撞击力，造成倒覆、石 油井喷泄漏等重大安全问题”，提出了一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置。本实用新型正是为解决上述海上井口平台存在的重大安全隐患问题而设计的，目 的在于消除安全隐患，避免因井口平台倒覆，所造成的重大经济损失和石油泄漏对海洋环 境的污染，为海上石油开发提供一种有效可靠的安全保护装置。
实用新型内容本实用新型专利要解决的技术问题是提供一种用于海上井口平台防撞击保护的 重大安全装置，该装置能够彻底解决大型海洋作业平台与小型井口平台移动对接过程中， 后者存在遭受撞击威胁的严重安全问题，杜绝隐患事故的发生，实现海上井口平台安全作 业，本实用新型专利的目的是为海上石油开发行业提供一种安全可靠的井口平台防撞击保 护的装置。为解决上述问题，本实用新型专利是这样实现的本实用新型专利主要包括液压 泵站、缓冲单元、换向控制单元、防撞击油缸、控制器、对接块、支撑块和固定块；其特征之一 是通过液压管道，在缓冲单元中，二位两通换向阀的P 口直接与防撞击油缸的无杆腔相连 接；其特征之二是在液压泵站中，通过液压管道，电动液压泵的吸口与手动液压泵的吸口并 联之后，直接与油箱相连接，而电动液压泵的出口与大单向止回阀相连接，手动液压泵的出 口与小单向止回阀相连接；其特征之三是在液压泵站中，通过截止阀，大单向止回阀与小 单向止回阀相连接；其特征之四是在液压泵站中，通过液压管道，电动液压泵出口管路上， 大单向止回阀的出口接有一只安全阀，同时与换向控制单元中三位四通换向阀的P 口相连 接；其特征之五是在液压泵站中，通过液压管道，手动液压泵的出口管路上，小单向止回阀 的出口与缓冲单元中二位两通换向阀的A 口相连接；其特征之六是在缓冲单元中，通过液压管道，二位两通换向阀的A 口同时与蓄液缸的液体腔和比例阀相连接；其特征之七是在 缓冲单元中，通过液压管道，蓄液缸的气体腔与高压气瓶相连接；其特征之八是在换向控制 单元中，通过液压管道，三位四通换向阀的A 口和B 口分别与液控单向阀的A 口和二位三通 换向阀的P 口相连接；其特征之九是在换向控制单元中，通过液压管道，液控单向阀的B 口 和二位三通换向阀的A 口分别与防撞击油缸的无杆腔和有杆腔相连接；其特征之十是防撞 击油缸的活塞杆和对接块采用球铰结构相连接；其特征之十一是防撞击油缸的缸体和固定 块采用球铰结构相连接；其特征之十二是防撞击油缸的活塞杆内装有一只位移传感器；其 特征之十三是通过支撑块和固定块，防撞击油缸与大型海洋作业平台甲板相连接；其特征 之十四是防撞击油缸的数量有一只以上。本海上井口平台防撞击保护装置的工作原理是当海上井口平台的流程设备和油 井发生故障，需要作业抢修时，大型海洋作业平台通过拖轮移位至海上井口平台附近，为防 止对接过程产生撞击，防撞击保护装置进入运行工作状态。第一步，操纵手动液压泵和电动 液压泵，调定液压系统安全阀和比例阀工作压力，突然停电的紧急状态下，通过截止阀的转 换，手动液压泵可替代电动液压泵，达到安全备用目的；第二步，在控制器上操作防撞击油 缸前进按钮，此时，缓冲单元中的二位两通换向阀P 口和A 口处于断开状态，换向控制单元 中的三位四通换向阀P 口和A 口、B 口和T 口处于接通状态，换向控制单元中的二位三通换 向阀P 口和A 口处于接通状态，电动液压泵的压力油进入防撞击油缸的无杆腔，推动防撞击 油缸的活塞杆伸出，使得对接块贴近海上井口平台导管；第三步，在控制器上操作防撞击油 缸停止按钮，此时，缓冲单元中的二位两通换向阀P 口和A 口处于接通状态，换向控制单元 中的三位四通换向阀P 口和A 口、B 口和T 口处于断开状态，换向控制单元中的二位三通换 向阀A 口和T 口处于接通状态，大型海洋作业平台对海上井口平台的撞击力转化为防撞击 油缸活塞对无杆腔的油液挤压力，随着防撞击油缸活塞杆的收缩，位移传感器将检测的位 移量传递到控制器，控制器利用该值实时调节比例阀的压力值，使得大型海洋作业平台平 稳无冲击地与海上井口平台对接。本实用新型能够消除目前海上井口平台作业、抢修过程中存在的安全隐患，解决 大型海洋作业平台与小型井口平台移动对接时，受风、浪、海流及船舶操控失误等等因素影 响，后者容易遭受前者巨大撞击力，造成倒覆、石油井喷泄漏等重大安全问题，装置具有结 构简单可靠，操作性能优越的特点。本实用新型防撞击油缸活塞杆的比例压力实时控制收 缩技术能够有效实现大型海洋作业平台与小型井口平台平台对接，避免撞击，具有非常高 的推广应用价值。
图1是本实用新型一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置立面示意 图。图2是本实用新型一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置平面示意 图。图3是本实用新型一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置液压系统 原理图。1液压泵站2缓冲单元3换向控制单元4防撞击油缸5控制器
4[0013]6对接块7油箱8电动液压泵9手动液压泵10大单向止回阀11小单向止回阀 12截止阀 13安全阀 14 二位两通换向阀15蓄液缸 16比例阀17高压气瓶 18三位四通换向阀19液控单向阀20 二位三通换向阀21位移传感器22支撑块23固定块M海上井口平台导管25大型海洋作业平台甲板
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型专利主要包括液压泵站1、缓冲单元2、换向控 制单元3、防撞击油缸4、控制器5、对接块6、支撑块22和固定块23 ；其特征之一是通过液 压管道，在缓冲单元2中，二位两通换向阀14的P 口直接与防撞击油缸4的无杆腔相连接； 其特征之二是在液压泵站1中，通过液压管道，电动液压泵8的吸口与手动液压泵9的吸口 并联之后，直接与油箱7相连接，而电动液压泵8的出口与大单向止回阀10相连接，手动液 压泵9的出口与小单向止回阀11相连接；其特征之三是在液压泵站1中，通过截止阀12，大 单向止回阀10与小单向止回阀11相连接；其特征之四是在液压泵站1中，通过液压管道， 电动液压泵8出口管路上，大单向止回阀10的出口接有一只安全阀13，同时与换向控制单 元3中三位四通换向阀18的P 口相连接；其特征之五是在液压泵站1中，通过液压管道，手 动液压泵9的出口管路上，小单向止回阀11的出口与缓冲单元2中二位两通换向阀14的 A 口相连接；其特征之六是在缓冲单元2中，通过液压管道，二位两通换向阀14的A 口同时 与蓄液缸15的液体腔和比例阀16相连接；其特征之七是在缓冲单元2中，通过液压管道， 蓄液缸15的气体腔与高压气瓶17相连接；其特征之八是在换向控制单元3中，通过液压管 道，三位四通换向阀18的A 口和B 口分别与液控单向阀19的A 口和二位三通换向阀20的 P 口相连接；其特征之九是在换向控制单元3中，通过液压管道，液控单向阀19的B 口和二 位三通换向阀20的A 口分别与防撞击油缸4的无杆腔和有杆腔相连接；其特征之十是防撞 击油缸4的活塞杆和对接块6采用球铰结构相连接；其特征之十一是防撞击油缸4的缸体 和固定块23采用球铰结构相连接；其特征之十二是防撞击油缸4的活塞杆内装有一只位移 传感器21 ；其特征之十三是通过支撑块22和固定块23，防撞击油缸4与大型海洋作业平台 甲板25相连接；其特征之十四是防撞击油缸4的数量有一只以上。如图1、图2和图3所示，本海上井口平台防撞击保护装置的工作原理是本海上 井口平台防撞击保护装置的工作原理是当海上井口平台的流程设备和油井发生故障，需 要作业抢修时，大型海洋作业平台通过拖轮移位至海上井口平台附近，为防止对接过程产 生撞击，防撞击保护装置进入运行工作状态。第一步，操纵手动液压泵9和电动液压泵8，调 定液压系统安全阀13和比例阀16工作压力，突然停电的紧急状态下，通过截止阀12的转 换，手动液压泵9可替代电动液压泵8，达到安全备用目的；第二步，在控制器5上操作防撞 击油缸4前进按钮，此时，缓冲单元2中二位两通换向阀14的P 口和A 口处于断开状态，换 向控制单元3中三位四通换向阀18的P 口和A 口、B 口和T 口处于接通状态，换向控制单元 3中二位三通换向阀20的P 口和A 口处于接通状态，电动液压泵8的压力油进入防撞击油 缸4的无杆腔，推动防撞击油缸4的活塞杆伸出，使得对接块贴6近海上井口平台导管M ； 第三步，在控制器5上操作防撞击油缸4停止按钮，此时，缓冲单元2中二位两通换向阀14 的P 口和A 口处于接通状态，换向控制单元3中三位四通换向阀18的P 口和A 口、B 口和
5T 口处于断开状态，换向控制单元3中二位三通换向阀20的A 口和T 口处于接通状态，大型 海洋作业平台对海上井口平台的撞击力转化为防撞击油缸4活塞对无杆腔的油液挤压力， 随着防撞击油缸4活塞杆的收缩，位移传感器21将检测的位移量传递到控制器5，控制器5 利用该值实时调节比例阀6的压力值，使得大型海洋作业平台平稳无冲击地与海上井口平 台对接。
权利要求1.一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，包括液压泵站(1)、缓冲单元 (2)、换向控制单元(3)、防撞击油缸(4)、控制器(5)、对接块(6)、支撑块(22)和固定块 (23)；其特征是通过液压管道，在缓冲单元( 中，二位两通换向阀(14)的P 口直接与防撞 击油缸(4)的无杆腔相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在液压泵站(1)中，通过液压管道，电动液压泵(8)的吸口与手动液压泵(9)的吸口并联 之后，直接与油箱(7)相连接，而电动液压泵(8)的出口与大单向止回阀(10)相连接，手动 液压泵(9)的出口与小单向止回阀(11)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在液压泵站(1)中，通过截止阀(12)，大单向止回阀(10)与小单向止回阀(11)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在液压泵站⑴中，通过液压管道，电动液压泵⑶出口管路上，大单向止回阀(10)的出 口接有一只安全阀(13)，同时与换向控制单元(3)中三位四通换向阀(18)的P 口相连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在液压泵站⑴中，通过液压管道，手动液压泵(9)的出口管路上，小单向止回阀(11)的 出口与缓冲单元O)中二位两通换向阀(14)的A 口相连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在缓冲单元O)中，通过液压管道，二位两通换向阀(14)的A 口同时与蓄液缸(1 的液 体腔和比例阀(16)相连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在缓冲单元O)中，通过液压管道，蓄液缸(1 的气体腔与高压气瓶(17)相连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在换向控制单元(3)中，通过液压管道，三位四通换向阀(18)的A 口和B 口分别与液控 单向阀(19)的A 口和二位三通换向阀00)的P 口相连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特征 是在换向控制单元(3)中，通过液压管道，液控单向阀(19)的B 口和二位三通换向阀00) 的A 口分别与防撞击油缸的无杆腔和有杆腔相连接。
10.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特 征是防撞击油缸(4)的活塞杆和对接块(6)采用球铰结构相连接。
11.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特 征是防撞击油缸的缸体和固定桩采用球铰结构相连接。
12.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特 征是防撞击油缸的活塞杆内装有一只位移传感器01)。
13.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特 征是通过支撑块0 和固定块(23)，防撞击油缸(4)与大型海洋作业平台甲板0 相连 接。
14.根据权利要求1所述的一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置，其特 征是防撞击油缸的数量有一只以上。
专利摘要本实用新型专利公开了一种用于海上井口平台防撞击保护的重大安全装置。液压泵站、缓冲单元、换向控制单元、防撞击油缸、控制器、对接块、支撑块和固定块组成海上井口平台防撞击保护的重大安全装置。其主要连接方式为通过液压管道，缓冲单元中二位两通换向阀的P口直接与防撞击油缸的无杆腔相连接。防撞击油缸活塞杆的比例压力实时控制收缩技术，使得海上井口平台的撞击力平稳地转化，一部分压缩了高压气瓶内气体，一部分以比例阀压力溢流形式消耗掉，从而消除目前海上井口平台作业、抢修过程中存在的安全隐患，实现大型海洋作业平台与小型井口平台无撞击对接，避免因井口平台倒覆，所造成的重大经济损失和石油泄漏对海洋环境的污染。
文档编号B63B35/44GK201872917SQ20102060198
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月7日 优先权日2010年11月7日
发明者任永华, 冯展航, 庞兴河, 张兆德, 张培东, 李兆云, 李德堂, 李欣晓, 王来忠, 范玉斌, 谢泳和, 黄永生 申请人:浙江海洋学院, 胜利石油管理局井下作业公司