ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПЛИТА ПОДВОДНОГО МОДУЛЯ УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК E21B33/35 E21B34/04 F15B13/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Предлагаемое изобретение относится к гидравлической плите подводного модуля управления, входящего в состав оборудования системы управления системы подводной добычи углеводородов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Подводный модуль управления предназначен для управления запорной арматурой, установленной на подводной фонтанной арматуре или манифольде. Подводный модуль управления получает электрическое питание, управляющие сигналы и гидравлическое питание с берегового оборудования. Блоки электроники, расположенные внутри подводного модуля управления обрабатывают управляющие сигналы и коммутируют питание на пилотные клапаны, открывающие и закрывающие гидравлические линии управления запорной арматурой.

Из уровня техники известна публикация US20110266002A1, опубл. 03.11.2011, МПК Е21В 33/064, Е21В 41/00, Ε21В 43/01, в которой раскрыт подводный модуль управления, выполненный с возможностью приема текучей среды из линии подачи давления и распределения текучей среды для управления различными функциями подводного модуля управления, причем подводный модуль управления включает в себя гидравлическую плиту со съемными и стационарными секциями для обеспечения расширения функциональных возможностей подводного модуля управления и для облегчения обслуживания и доступа к неисправным гидравлическим компонентам за счет возможности удаления съемных секций гидравлической плиты.

Кроме того, из уровня техники известна публикация WO2010141795A2, опубл. 09.12.2010, МПК Е21В 33/035, Е21В 34/04; Е21В 34/06, Ε21В4 3/12, в которой раскрыт подводный модуль управления оборудованием подводной скважины, содержащий гидравлическую плиту, имеющую множество секций, установленных с возможностью удаления, что также направлено на расширение функциональных возможностей подводного модуля управления и облегчение обслуживания.

Недостатками известных технических решений согласно источнику US20110266002A1 и WO2010141795A2 являются достаточно большие габариты гидравлической плиты, сложность соединительных средств для крепления съемных секций, компоновка гидравлической плиты не позволяет использовать регулируемые дроссельные клапаны и настраивать их после сборки всей гидравлической плиты, включая электрическую часть подводного модуля управления ввиду недостаточной эргономичности компоновки гидравлической плиты.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей предлагаемого изобретения является преодоление по меньшей мере части недостатков технических решений, известных из уровня техники, а также создание эргономичной гидравлической плиты.

Задача решена благодаря тому, что гидравлическая плита подводного модуля управления содержит корпус, имеющий основание; верхнюю поверхность, по существу параллельную основанию; боковую поверхность, по существу перпендикулярную основанию; при этом в корпусе выполнено множество комбинаций отверстий, каждая из которых содержит

выполненное в основании первое отверстие для установки быстроразъемного соединения;

выполненные в верхней поверхности второе отверстие для установки дроссельного клапана, соосное первому отверстию, и третье отверстие для установки датчика давления, ориентированное параллельно первому отверстию;

выполненную в боковой поверхности группу четвертых отверстий для установки распределительного клапана, ориентированных перпендикулярно первым отверстиям;

причем для каждой комбинации отверстий обеспечено расположение продольных осей первого, второго и третьего отверстия в общей плоскости, которая является также секущей плоскостью для установленного распределительного клапана.

В предлагаемой гидравлической плите корпус представляет собой прямоугольный параллелепипед.

В предлагаемой гидравлической плите боковая поверхность корпуса снабжена периферическим выступом, проходящим по периметру нижней части корпуса.

В предлагаемой гидравлической плите группы из четырех отверстий расположены с обеспечением установки распределительного клапана на боковую поверхность корпуса.

В предлагаемой гидравлической плите боковая поверхность представлена четырьмя попарно смежными гранями.

В предлагаемой гидравлической плите в корпусе имеется центральное отверстие для установки несущей центральной колонны подводного модуля управления.

В рамках предлагаемого изобретения подводный модуль управления устанавливают в манифольд или подводную фонтанную арматуру, расположенные на морском дне, с использованием стакана ориентации, обеспечивающего первичную ориентацию инструмента для спуска и подъема подводного модуля управления при установке подводного модуля управления. В нижней части стакана ориентации расположено основание подводного модуля управления. На основании подводного модуля управления расположены ответные части быстроразъемных соединений. Быстроразъемные соединения являются гидравлическими быстроразъемными соединениями, включающими в себя механизм перекрытия гидравлических линий при размыкании без стравливания давления из гидравлических линий.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшенной эргономичной компоновке гидравлической плиты, благодаря которой минимизированы габариты гидравлической плиты, а также обеспечено упрощение сборки и разборки конструкции гидравлической плиты и доступ к ее гидравлическим компонентам для их регулировки без применения специальных инструментов.

В контексте настоящего описания слова «верхний», «нижний», «первый», «второй» и т.д. используются в виде прилагательных исключительно для того, чтобы отличать существительные, к которым они относятся, друг от друга, а не для целей описания какой-либо конкретной связи между этими существительными.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее следует подробное описание предлагаемого изобретения со ссылками на чертежи, на которых:

на Фиг. 1 схематично изображен вид гидравлической плиты в перспективе;

на Фиг. 2 схематично изображен вид гидравлической плиты в разрезе;

на Фиг. 3 проиллюстрирована часть принципиальной гидравлической схемы подводного модуля управления, отображающая принцип компоновки гидравлической плиты;

на Фиг. 4 представлена таблица 1 с расшифровкой обозначений, относящихся к гидравлическим компонентам принципиальной гидравлической схемы по Фиг. 3.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 схематично изображен вид в перспективе гидравлической плиты 1 подводного модуля управления. В гидравлической плите 1 путем пересечения гидравлических каналов, реализована схема коммутации гидравлических компонентов подводного модуля управления. Гидравлическая плита 1 содержит корпус 2, имеющий основание 3 и верхнюю поверхность 4, по существу параллельную основанию 3. Согласно неограничивающему варианту осуществления предлагаемого изобретения корпус 2 гидравлической плиты 1 представляет собой прямоугольный параллелепипед. Однако специалисту в данной области техники очевидны и другие формы исполнения корпуса без изменения сущности предлагаемого изобретения.

Корпус 2 также содержит боковую поверхность 5, по существу перпендикулярную основанию 3. В основании 3 выполнены первые отверстия 6 (см. Фиг. 2), каждое из которых предназначено для установки быстроразъемного соединения 7. Быстроразъемное гидравлическое соединение 7 необходимо для обеспечения соединений гидравлических линий подводного модуля управления и основания подводного модуля управления (на чертежах не показаны). Быстроразъемное гидравлическое соединение 7 выполнено с возможностью многократного разъединения и соединения, благодаря чему обеспечена возможность извлечения подводного модуля управления, в частности, из подводной фонтанной арматуры.

В верхней поверхности 4 выполнены вторые отверстия 8, каждое из которых предназначено для установки в него дроссельного клапана 9 и третьи отверстия 10, каждое из которых предназначено для установки датчика давления 11. В боковой поверхности 5 выполнены группы 12 четвертых отверстий 13, каждая группа 12 четвертых отверстий 13 предназначена для установки распределительного клапана 14. В варианте осуществления предлагаемого изобретения требуется более одного отверстия 13 для установки распределительного клапана 14.

Согласно неограничивающему варианту осуществления предлагаемого изобретения дроссельный клапан 9 включает обратный клапан 15, благодаря чему поток рабочей среды в одном направлении проходит с дросселированием и в обратном направлении проходит через обратный клапан 9 без дросселирования.

Следует понимать, что первые, вторые, третьи и четвертые 6, 8, 10, 13 отверстия представляют собой гидравлические каналы, а быстроразъемное соединение 7, дроссельный клапан 9, датчик давления 11 и распределительный клапан 14 представляют собой гидравлические компоненты.

Принцип организации расположения указанных первых, вторых, третьих и четвертых отверстий 6, 8, 10, 13 далее рассматривается со ссылкой на Фиг. 1 и Фиг. 2, на которых наглядно проиллюстрированы первое отверстие 6, второе отверстие 8 и третье отверстие 10: первое отверстие 6 соосно второму отверстию 8, третье отверстие 10 ориентировано параллельно первому отверстию 6, из чего следует, что третье отверстие параллельно второму отверстию 8. Также первое отверстие 6 предпочтительно параллельно боковой поверхности 5 корпуса 2. Таким образом, принцип организации расположения первого, второго, третьего и четвертого отверстий 6, 8, 10, 13 обеспечивает образование комбинации 16 отверстий, продольные оси которых проходят в одной общей для них плоскости, как это видно из Фиг. 2. Четвертые отверстия ориентированы перпендикулярно первому отверстию 6, второму отверстию 8 и третьему отверстию 10, как это видно из Фиг. 1. Следует понимать, что вышеописанный принцип организации расположения первого, второго, третьего и группы 12 четвертых отверстий 6, 8, 10, 13 также обеспечивает расположение быстроразъемного соединения 7, дроссельного клапана 9, датчика давления 11 и распределительного клапана 14 таким образом, что они через них проходит секущая плоскость, совпадающая с плоскостью, в которой расположена комбинация 16 отверстий. Иными словами, если общую плоскость для осей первых, вторых и третьих отверстий 6, 8, 10 использовать в качестве секущей плоскости для корпуса 2 гидравлической плиты 1, указанная общая плоскость будет являться также секущей плоскостью для распределительного клапана 14, как это видно из Фиг. 2. При этом очевидно, что указанная общая плоскость будет являться также секущей плоскостью для быстроразъемного соединения 7, дроссельного клапана 9, датчика давления 11, что также видно из Фиг. 2.

Указанной секущей плоскостью можно считать вид гидравлической плиты в разрезе по Фиг. 1, поскольку на этом изображении проиллюстрировано сечение плиты именно в той плоскости, в которой проходят центральные оси первых, вторых и третьих 6, 8, 10 отверстий. Указанная секущая плоскость предпочтительно должна проходить через центр симметрии распределительного клапана 14, но это не является обязательным условием для достижения технического результата, поскольку очевидно, что в зависимости от конструктивного исполнения распределительного клапана 14 могут быть незначительные отклонения указанной секущей плоскости от плоскости симметрии распределительного клапана 14. Обязательным условием для достижения технического результата является расположение продольных осей первого, второго и третьего отверстия 6, 8 и 10 в общей плоскости, которая является также секущей плоскостью для установленного распределительного клапана 14. Секущая плоскость обеспечивает возможность перемещения гидравлических элементов друг относительно друга с сохранением эргономичности компоновки гидравлической плиты. Описанный принцип расположения указанных отверстий обеспечивает минимизацию габаритов гидравлической плиты 1, указанные отверстия 6, 8, 10, 13 скомпонованы с экономией пространства, а также благодаря предлагаемой компоновке обеспечено упрощение сборки и разборки конструкции гидравлической плиты 1 и доступ к ее гидравлическим компонентам для их регулировки без применения специальных инструментов.

Боковая поверхность 5 корпуса 2 снабжена периферическим выступом 17, проходящим по периметру нижней части корпуса 2 и облегчающим установку распределительного клапана 14 в группу 12 четвертых отверстий 13 за счет обеспечения возможность по меньшей мере частичной опоры распределительного клапана 14 на периферический выступ 17.

На Фиг. 3 проиллюстрирована принципиальная гидравлическая схема подводного модуля управления, отображающая то, как в гидравлической плите 1 путем пересечения гидравлических каналов, в частности, в виде первых, вторых, третьих и четвертых отверстий 6, 8, 10, 13, реализована схема коммутации гидравлических компонентов подводного модуля управления. Прямоугольником обозначены комбинации 16 повторяющихся гидравлических компонентов: быстроразъемное соединение 7, дроссельный клапан 9, датчик давления 11 и распределительный клапан 14.

На Фиг. 4 представлена таблица 1, содержащая расшифровку обозначений, относящихся к гидравлическим компонентам принципиальной гидравлической схемы по Фиг. 3.

В предлагаемой гидравлической плите с описанной организацией расположения указанных первых, вторых, третьих и четвертых отверстий 6, 8, 10, 13 установку гидравлических компонентов осуществляют следующим образом. На боковой поверхности 5 корпуса 2 в группу 12 четвертых отверстий 13 устанавливают распределительный клапан 14, затем в первое отверстие 6 устанавливают быстроразъемное соединение 7, при этом быстроразъемное соединение 7 находится на минимальном расстоянии от распределительного клапана 14, а во второе отверстие 8 устанавливают дроссельный клапан 9, при этом дроссельный клапан 9 расположен соосно над быстроразъемным соединением 7. Далее в третье отверстие 10 устанавливают датчик давления 11, при этом датчик давления 11 находится на минимальном расстоянии от распределительного клапана 14 и быстроразъемного соединения 7.

Из Фиг. 3 видно, что в части принципиальной гидравлической схемы подводного модуля управления комбинации 16, включающие быстроразъемное соединение 7, дроссельный клапан 9, датчик давления 11 и распределительный клапан 14, организованы последовательно. Следует понимать что однотипные элементы на части принципиальной гидравлической схемы по Фиг. 3 относятся к одному и тому же гидравлическому компоненту и имеют одинаковый номер позиции. Таким образом, специалисту очевидно, что комбинации 16 гидравлических компонентов возможно расположить вдоль ребер на смежных гранях боковой поверхности 5 корпуса 2, если корпус 2 представляет собой, в частности, прямоугольный параллелепипед или другую геометрическую пространственную фигуру, у которой боковая поверхность имеет по существу плоские грани.

В корпусе 2 выполнено центральное отверстие 18 для установки несущей центральной колонны подводного модуля управления.

Модификации и улучшения вышеописанного варианта осуществления настоящего изобретения без выхода за рамки формулы изобретения очевидны специалистам в данной области техники. Настоящее описание представлено только в качестве примера и не накладывает никаких ограничений на объем охраны предлагаемого изобретения. Таким образом, объем охраны предлагаемого изобретения ограничен только объемом прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к гидравлической плите подводного модуля управления, входящего в состав оборудования системы управления системы подводной добычи углеводородов. Техническим результатом является уменьшение габаритов, а также упрощение сборки и разборки конструкции гидравлической плиты и доступ к ее гидравлическим компонентам для их регулировки без применения специальных инструментов. Предложенная гидравлическая плита подводного модуля управления содержит корпус, имеющий основание; верхнюю поверхность, по существу параллельную основанию; боковую поверхность, по существу перпендикулярную основанию. При этом в корпусе выполнено множество комбинаций отверстий, каждая из которых содержит первое отверстие для установки быстроразъемного соединения, второе отверстие для установки дроссельного клапана, третье отверстие для установки датчика давления, группу из четырех отверстий для установки распределительного клапана. Для каждой комбинации отверстий обеспечено расположение продольных осей первого, второго и третьего отверстия в общей плоскости, которая является также секущей плоскостью для установленного распределительного клапана. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гидравлическая плита подводного модуля управления, содержащая:

корпус, имеющий основание;

верхнюю поверхность, по существу параллельную основанию;

боковую поверхность, по существу перпендикулярную основанию; при этом

в корпусе выполнено множество комбинаций отверстий, каждая из которых содержит

выполненное в основании первое отверстие для установки быстроразъемного соединения;

выполненные в верхней поверхности второе отверстие для установки дроссельного клапана, соосное первому отверстию, и третье отверстие для установки датчика давления, ориентированное параллельно первому отверстию;

выполненную в боковой поверхности группу из четырех отверстий для установки распределительного клапана, ориентированных перпендикулярно первым отверстиям;

причем для каждой комбинации отверстий обеспечено расположение продольных осей первого, второго и третьего отверстий в общей плоскости, которая является также секущей плоскостью для установленного распределительного клапана.

2. Гидравлическая плита по п. 1, в которой корпус представляет собой прямоугольный параллелепипед.

3. Гидравлическая плита по п. 1, в которой боковая поверхность корпуса снабжена периферическим выступом, проходящим по периметру нижней части корпуса.

4. Гидравлическая плита по п. 1, в которой группы четвертых отверстий расположены с обеспечением установки распределительного клапана на боковую поверхность корпуса.

5. Гидравлическая плита по п. 2, в которой боковая поверхность представлена четырьмя попарно смежными гранями.

6. Гидравлическая плита по п. 1, в которой в корпусе имеется центральное отверстие для установки несущей центральной колонны подводного модуля управления.