油缸加载快速往复运动测试系统及其测试方法与流程

1.本发明涉及油缸加载快速往复运动测试系统领域，尤其是涉及一种油缸加载快速往复运动测试系统及其测试方法。


背景技术：

2.深海石油钻井平台在深海钻进作业期，面对每年的海上台风，防台风避台风是重要挑战之一。常规防台风避台风作业是逐节起出隔水管，然后平台航行离开台风可能的行进路径。此作业方式，每次作业周期长，每年作业次数多，单次作业成本高，年作业累计成本高，并降低了钻井作业效率。
3.新的防台避台作业方式是隔水管不从水下起出，而是以柔性悬挂方式撤台。柔性悬挂装置由执行液压缸，液压泵站，电控系统组成。
4.此新型装置可以大幅缩短防台避台作业时间，提高钻进作业效率性。
5.隔水管悬挂在工作液压缸活塞杆端部，工作缸体坐在井口卡盘上，工作缸随波浪作补偿升沉运动，当平台上升时，隔水管下降；当平台下降时，隔水管上升，以降低隔水管的峰值加速度，相应削减隔水管动载荷。
6.由于此防台装置负载大，系统复杂，安全性，可靠性要求高。所以硬件和软件必须在地面作模拟试验。
7.常规油缸试验方法和装置，常规的液压系统试验装置不能满足隔水管悬挂系统的试验要求。常规油缸运动试验负载值小，速度低；大负载试验按静态做；若做动态负载试验则速度低。无法模拟海上钻井平台的大负载，快速升沉避台风工况。


技术实现要素：

8.本发明的主要目的在于提供一种油缸加载快速往复运动测试系统及其测试方法，解决常规油缸试验方法和装置，无法模拟海上钻井平台的大负载，快速升沉避台风工况的问题。
9.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种油缸加载快速往复运动测试系统，工作缸一端的的工作缸杆端部与抵靠在负载缸的负载缸杆端部或者与负载缸杆端部连接，工作缸另一端的活塞与回位缸的回位缸杆端部连接；还设有负载蓄能器和回位泵站，负载蓄能器与负载缸无杆腔连通，回位泵站与回位缸的有杆腔连通；负载缸与回位缸对工作缸施压形成负载往复运动测试工作缸。
10.优选方案中，工作泵站与工作缸两端连通。
11.优选方案中，还设有主蓄能器，主蓄能器与工作泵站连通或者与工作缸无杆腔体连通。
12.优选方案中，设有回位蓄能器，回位蓄能器与回位泵站连通或者与回位缸回位缸有杆腔连通。
13.优选方案中，负载缸杆端部与工作缸杆之间设有负载测量仪。
14.优选方案中，工作缸缸体上还设有行程测量仪，行程测量仪用于检测工作缸杆的伸缩行程。
15.优选方案中，还设有负载框架，工作缸缸体设在负载框架一端，负载缸设在负载框架另一端。
16.优选方案中，还设有电控柜，电控柜与负载测量仪和行程测量仪电连接。
17.该方法包括：s1、工作缸杆与负载缸的负载缸杆端部对顶，负载框架把工作缸与负载缸连接约束成整；s2、回位缸杆端部与工作缸活塞连接在一起，工作缸由工作泵站控制，主蓄能器驱动液压介质进入工作缸右腔，克服负载阻力，推动工作缸的工作缸杆快速向左运动，模拟上升补偿运动；s3、负载缸由负载蓄能器驱动，向工作缸提供推力，模拟工作负载；s4、回位缸由回位泵站控制，回位蓄能器快速驱动液压介质进入回位缸有杆腔内部，驱动活塞向右运动，把工作缸向右拉回，与负载缸杆的推力联合作用，向右回位；s5、工作缸左右运动，循环不断，模拟钻井平台隔水管随海浪上下动态负载，动态负载值由负载测量仪，即时检测，传回控制中心，作出控制决策；s6、工作缸活塞位移由位移传感器即时检测，传回控制中心，作出控制决策，该试验装置，负载1000kn，平均运动速度0.64米每秒。
18.本发明提供了一种油缸加载快速往复运动测试系统及其测试方法，，主要用于深海石油钻井平台，隔水管悬挂在工作液压缸活塞杆端部，工作缸体坐在井口卡盘上，用于井间移位和防台风，避台风。通过液压泵站控制，为提高反应速度，设置三套蓄能器，蓄能器快速驱动执行缸运动，以与海上波浪周期同步。可验证隔水管悬挂系统的功能的完善性，安全性，可靠性。并推论出悬挂系统在海上工况可以实用。此试验装置，负载1000kn，平均运动速度0.64米每秒。可仿真深海钻井平台避台风工况。可实现所有试验参数采集，处理。根据地面试验结果，可推断出在海上台风工况适用。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1是本发明液压连接系统图；图中：回位蓄能器1；回位泵站2；回位缸3；回位缸杆4；工作缸5；工作缸杆6；行程测量仪7；负载测量仪8；负载框架9；负载缸杆10；负载缸11；负载蓄能器12；主蓄能器13；工作泵站14。
具体实施方式
20.实施例1如图1所示，一种油缸加载快速往复运动测试系统，工作缸5一端的的工作缸杆6端部与抵靠在负载缸11的负载缸杆10端部或者与负载缸杆10端部连接，工作缸5另一端的活塞与回位缸3的回位缸杆4端部连接，负载缸11的负载缸杆10端部抵靠在工作缸杆6端部，回
位缸3的回位缸杆4与工作缸5活塞连接在一起，工作缸5在顶推的过程中，负载缸11和回位缸3对工作缸5施压形成模拟钻井平台隔水管随海浪上下动态负载，使工作缸5得到负载测试。
21.还设有负载蓄能器12和回位泵站2，负载蓄能器12与负载缸11无杆腔连通，回位泵站2与回位缸3的有杆腔连通；负载蓄能器12为负载缸11提供推力，回位泵站2为回位缸3提供拉力，工作缸5在顶推的过程中，负载蓄能器12蓄能顶推负载缸11为对工作缸5施压。负载缸11与回位缸3对工作缸5施压形成负载往复运动测试工作缸5。负载缸11的有杆腔体与大气直通，回位缸3的无杆腔体与大气直通。
22.优选方案中，工作泵站14与工作缸5两端连通。
23.优选方案中，还设有主蓄能器13，主蓄能器13与工作泵站14连通或者与工作缸5无杆腔体连通。主蓄能器13驱动液压介质进入工作缸右腔，克服负载阻力，推动工作缸5的工作缸杆6快速向左运动，模拟上升补偿运动。
24.优选方案中，设有回位蓄能器1，回位蓄能器1与回位泵站2连通或者与回位缸3回位缸3有杆腔连通。回位蓄能器1快速驱动液压介质进入回位缸3有杆腔内部，驱动活塞向右运动，把工作缸5向右拉回，与负载缸杆10的推力联合作用，向右回位。
25.优选方案中，负载缸杆10端部与工作缸杆6之间设有负载测量仪8。负载测量仪8用于检测负载缸杆10与工作缸杆6之间的负载压力。
26.优选方案中，工作缸5缸体上还设有行程测量仪7，行程测量仪7用于检测工作缸杆6的伸缩行程。行程测量仪7用于测量工作缸杆6的行程数据。
27.优选方案中，还设有负载框架9，工作缸5缸体设在负载框架9一端，负载缸11设在负载框架9另一端。工作缸杆6与负载缸11的负载缸杆10端部对顶，负载框架9把工作缸5与负载缸11连接约束成整，检测时工作缸5与负载缸11连接更加稳定。
28.优选方案中，还设有电控柜，电控柜与负载测量仪8和行程测量仪7电连接。电控柜控制整个系统的运行，也对负载测量仪8和行程测量仪7进行供电。
29.实施例2结合实施例1进一步说明，如图1所示，工作缸杆6与负载缸11的负载缸杆10端部对顶，负载框架9把工作缸5与负载缸11连接约束成整。
30.回位缸杆4端部与工作缸5活塞连接在一起，工作缸5由工作泵站14控制，主蓄能器13驱动液压介质进入工作缸右腔，克服负载阻力，推动工作缸5的工作缸杆6快速向左运动，模拟上升补偿运动。
31.负载缸11由负载蓄能器12驱动，向工作缸5提供推力，模拟工作负载。
32.回位缸3由回位泵站2控制，回位蓄能器1快速驱动液压介质进入回位缸3有杆腔内部，驱动活塞向右运动，把工作缸5向右拉回，与负载缸杆10的推力联合作用，向右回位。
33.工作缸5左右运动，循环不断，模拟钻井平台隔水管随海浪上下动态负载，动态负载值由负载测量仪8，即时检测，传回控制中心，作出控制决策。
34.工作缸活塞位移由位移传感器即时检测，传回控制中心，作出控制决策，该试验装置，负载1000kn，平均运动速度0.64米每秒。
35.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的
等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。