Гидравлическая система управления подводным устьевым оборудованием

 

Изобретение относится к оборудованию подводных разведочных и эксплуатационных скважин, может быть использовано для управления гидравлическими исполнительными механизмами (ГИМ), размещенными под водой, и позволяет подавать напряжения на один дополнительный электромагнитный гидрораспределитель, При этом остальные электромагнитные гидрораспределители , обеспечивающие раИзобретение относится к оборудованию подводных разведочных и эксплуатационных скважин и может быть использовано для управления гидравлическиийи исполнительными механизмами , размещенными под водой. Известна гидравлическая система управления эксплуатационным комплексом , содержащая гидравлические исполнительные механизмы, напорные магистрали (шланги), электрокабели, боту ГИМ, после операции закрытияоткрытия обесточиваются. В случае нарушения герметичности гидравлического шланга или повреждения электрокабелей , идущих от пульта управления , размещенного на поверхности, происходит аварийнее закрытие всех задвижек. Для этого на входе электромагнитных гидрораспределителей установлены запорные клапаны. Параллельно им установлены дополнительные обратные клапаны, входы которых соединены с ГИМ. Выходы их соединены с входами запорных клапанов . При этом основная и дополнительная напорные магистрали соединены между собой через перепускной клапан. Его магистраль управления соединена с основной напорной магистралью . На входе запорных клапанов на основной напорной магистрали установлен дополнительный электромагнитный гидрораспределитель, соединяющий в обесточенном состоянии основную/ напорную магистраль со сливом. 1 ил. соединяющие надводный пульт управления с подводном оборудованием, и гидроаппаратуру. В известной системе управления в случае нарушения герметичности (обрыва) напорных магистрапей (шлангов ) или же неисправности электрокабелей отсутствует возможность аварийного закрытия фонтанной арматуры (задвижек). При этом возможна такая ситуация, при которой в Х| (Л hO ю СА) О

(И) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

51)5 Е 21 В 33/035

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ПОКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4806045/03 (22) 26.03.90 (46) 07.08.92. Бюл. 1" 29 .(71) Производственное объединение

"Баррикады" (72) В.И.Бражников, R.Е.Алабушев и В.Г.Сердюков (56) Гидравлическая система управления эксплуатационным комплексом.Проспект фирмы Саве оп Троп Works. (ША), 1984, с.1-2.

Патент США 1 4052703, кл. Е 21 В 7/12, опублик. 1977. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОДВОДН61М УСТЬЕВ61М ОБОРУДОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к оборудованию. подводных разведочных и эксплуатационных скважин, может быть использовано для управления гидравлическими исполнительными механизмами (ГИМ), размещенными под водой, и позволяет подавать напряжения на один дополнительный электромагнитный гидрораспределитель, При этом остальные электромагнитные гидрораспределители, обеспечивающие ра-

Изобретение относится к оборудованию подводных разведочных и эксплуатационных скважин и может быть использовано для управления гидравлическииЭи исполнительными механизмами, размещенными под водой.

Известна гидравлическая система управления эксплуатационным комплексом, содержащая гидравлические исполнительные механизмы, напорные магистрали (шланги), электрокабели, 2 боту ГИМ, после операции закрытияоткрытия обесточиваются. В случае нарушения герметйчности гидравлического шланга или повреждения электрокабелей, идущих от пульта управления, размещенного на поверхности, происходит аварийнве закрытие всех задвижек. Для этого на входе элек" тромагнитных гидрораспределителей установлены запорные клапаны. Параллельно им установлены дополнительные обратные клапаны, входы которых соединены с ГИМ. Выходы их соединены с входами запорных клапанов, При этом основная и дополни" тельная напорные магистрали соединены между собой через перепускной клапан. его магистраль управления соединена с основной напорной магистралью. На входе запорных клапанов на основной напорной магистрали установлен дополнительный электромагнитный гидрораспределитель, соединяющий в обесточенном состоянии основную напорную магистраль со сливом. 1 ил., соединяющие надводный пульт управления с подводнь1м оборудованием, и гидроаппаратуру.

В известной системе управления в случае нарушения герметйчйости (обрыва) напорных магистралей (шлан- гов) или же неисправности электрокабелей отсутствует возможность а варийного закрытия Фонтанной арматуры {задвижек). При этом возможна такая ситуация, при которой в з !7 случае невозможности аварийного за, крытия одной из задвижек при аварий-. ной ситуации на скважине при повреждении (обрыве) линий управления (шланга), возможна утечка нефтепродуктов из скважины во внешнюю среду. Кроме того, известная систе- . ма управления предусматривает постоянную подачу электропитания одновременно на несколько электромаг- нитных гидрораспределителей для обеспечения эксплуатационного режима скважины, Указанные недостатки снижают надежность и эксплуатационные качества системы управления.

Известна система управления подводным оборудованием скважины, содержащая гидравлические. исполнительные механизмы, электромагнитные гидрораспределители, напорные магистра:ли, шлангокабель, соединяющий надводный пульт управления с подводйым оборудованием. Эта система управления снабжена дополнительной скважинной автономной логической системой управления с автономным источником электроснабжения. Одной из целей известного изобретения является обеспечение управления подводной скважи ной, например аварийное закрытие

-задвижек при повреждении шлангокабеля.

Недостатком такой системы являет" ся наличие автономного источника энергоснабжения, имеющего небольшой энергоресурс и требующего периодической. замены его или же подзарядки в случае использования аккумуляторных батарей. Наличие дополнительной скважинной автономной логической .системы управления усложняет в целом систему управления подводным оборудованием скважины. Это снижает надежность сйстемы управления и ухудшает эксплуатационные качества системы °

Цель изобретения - повышение надежности в работе системы за счет возможности аварийного закрытия фон-; танной арматуры при отсутствии электрического сигнала или нарушении герметичности напорных магистралей при одновременном улучшении эксплуатационных качеств системы.

Для достижения этой цели гидравлическая сйстема управления подвод ным оборудованием содержащая гидррав лические исполнительные механизмы, связанные с основной и дополнитель52930 4 рудованием.

30 В состав системы входят фильтры

1 и 2, основной насос 3 с приводом

4 и дополнительный насос 5 с приводом 6. Дополнительный насос 5 развивает давление больше, чем основg5 ной насос 3.

Система управления имеет основную напорную магистраль 7, дополнительную напорную магистраль 8, магистрали 9-14, обводные магистрали 0 15-18, предохранительные клапаны

19 и 20, настроенные на заданные гирующие на изменения давления в. соответствующих магистралях путем подачи электрического сигнала на пульт управления. В системе применены основной гидроаккумулятор 26 и дополнительный гидроаккумулятор

27, необходимые для накопления и ак50 кумулирования под заданным давлением определенного объема жидкости.

На магистралях размещены электромагнитные гидрораспределители 28-31, ll дополнительный электромагнитныи у гидрораспределитель 32, запорные электромагнитные клапаны 33-36, обрат" ные клапаны 37 и. 38, дополнительные обратные клапаны 39-42, перепускной клапан 43, установленный между 1

20 ной напорными магистралями, магистрали управления, электромагнитные гидрораспределители и обратные клапаны снабжена установленными на входе гидрораспределителей запорными электромагнитными клапанами, дополнительным обратным и имеющим магистраль управления перепускным клапанами и дополнительным гидрораспределителем, который установлен на входе запорных клапанов на основной напорной магистрали с возможностью сообщения последней со сливом, при". чем дополнительный обратный клапан . размещен параллельно гидрораспределителям и запорным клапанам и соединен своим входом с гидравлическим исполнительным механизмом, а выходом - с входом запорного клапана, при этом основная и дополнительная напорные магистрали соединены между собой перепускным клапаном, магистраль управления которос.о связана напорной магистралью.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема системы управления подводным устьевым ободавления, реле 21-25 давления, реа5 основной и дополнительной напорными магистралями, имеющие разные давле-:, ния.

Гидравлические исполнительные ме ханизмы 44-47 размещены под водой и предназначены для управления фонтанной арматурой (задвижками), установленной на трубопроводах, ico торыми оснащена подводная скважина.

Эти механизмы выполнены с односторон ним воздействием рабочей жидкости на исполнительный )орган. В случае отсутствия давления в рабочей камере исполнительного механизма, исполнительный орган возвращается в исходное положение при помощи пружины. Перепускной- клапан 43 имеет магистраль 48 управления, связанную с основной напорной магистралью 7.

Рабочая жидкость насосами подается в основную напорную магистраль !

7 и дополнительную напорную магист" раль 8, заполняя гидроаккумуляторы

26 и 27. Степень зарядки гидроакку =": муляторов определяют соответствующие реле 22-2 давления. На чертеже изображено обесточенное положение всех электромагнитных гидрораспреде" лителей.

При включенных запорных электромагнитных клапанах 33-36 жидкость поступает в рабочие камеры гидрав лических исполнительных механизмов

44-47. Приводя в действие рабочи и орган гидравлических исполнительных

?52930

" 25 кость при этом из гидравлического

ЗО исполнительного механизма 44 пружи 5 10

l5

20 делителей постоянно подавать напряжение лишь на один дополнительный электромагнитный гидрораспределитель

32. Остальные электромагнитные гидрораспределители после выполнения

Функций на открытие или закрытие задвижек обесточиваются. Это улучшает эксплуатационные качества системы управления.

При обрыве магистрали 14 (идущей, например, с поверхности на подводную скважину) давление в ней падает, и жидкость из гидравлических-исполнительных механизмов 4547 по магистралям 10"12 и через до" полнительные обратные клапаны 3941 вытесняется пружинами из рабочих камер гидравлических исполнительных механизмов. Происходит аварийное закрытие задвижек.

Так как пружийа перепускного клапана 43 настроена на давление основной напорной магистрали, то при падении давления в магистрали 14 и магистрали 48 управления (при обрыве шлангга) происходит соедийение магистрали 14 с магистралью 8. Рабочая жидной вытесняется из рабочей камеры гидравлического исполнительного механизма, задвижка закрывается.

В случае обрыва электрического кабеля управления электромагнитный гидрораспределитель 32 обесточивает40

55 механизмов, запорные электромагнит": ные клапаны 33-36 обесточиваются.

Иагистрали 15-18 соединяют вход за" порных электромагнитных клапанов

33-36 с выходными отверстиями элек тромагнитных гидрораспределителей

28-31, при этом на магистралях 15-

18 установлены дополнительные об" ратные клапаны 39«42 с возмож" ностью запирания потоков, направ" ленных от источника энергии ра- бочей жидкости (насосов) к гидрав- " : лическим исполнительным механизмам.

Для закрытия задвижек магистрайи

10-13 соединяют при помощи элек-. тромагнитных гидрораспределителей

28-31 со сливом, При этом пружины в гидравлических исполнительных механизмах вытесняют жидкость иэ.-рабочих камер и задвижки закрываются

Характерной особенностью системы управления является возможность йз всех электромагнитных гидрораспр4" ся. При этом .магистраль 14 соединяется со сливоМ и через перейускной клапан 43 с магистралью 8. Жидкость вытесняется пружинами из рабочих камер гидравлических исполнительных механизмов. При этом все задвижки аварийно закрываются, не допуская утечки продукта из скважины при аварийном состоянии гидравлической системы управления. Это повышает надежность работы системы управления.

Формула изобретения

Гидравлическая система управления подводным устьевым оборудованием, содержащая гидравлические исполнительные механизмы, связанные с основной и дополнительной -напорными магистралями, магистрали управления, электромагнитные гидрораспределители и обратные клапаны, о т л и ч а ю1752930 .. щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности в работе системы за счет воэможности аварийного закрытия фонтанной арматуры при отсутствии электрического сигнала или нарушении герметичности напорных . магистралей при одновременном улучшении.эксплуатационных качеств системы, она снабжейа установлеййыми на щ входе гидрораспределителей эапорными электромагнитными клапанами, дополнительным обратным и имеющим магистраль управления перепускным клапаном и дополнительным гидрораспре".)5 делителем, который установлен на

1 входе запорных клапанов на основ" ной напорной магистрали с возмож" йостью соединения последней со сли-, вом, причем дополнительный обратный клапан размещен параллельно гидрораспределителям и запорным клапанам и соединен своим входом с гидравлическим исполнительным механизмом, а выходом " с входом запорного клапана, при этом основная и дополнительная напорные .магистрали соединены между собой перепускным клапаном, магистраль управления которого связана с основной магистралью.