Гидравлическая система управления подводным устьевым оборудованием Советский патент 1992 года по МПК E21B33/35 

31

случае невозможности аварийного зарытия 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 система управления предусматривает постоянную подачу электропитания одновременно на несколько электромаг- нитных гид рораспределителей для обеспечения эксплуатационного режима скважины. Указанные недостатки снижают надежность и эксплуатационные качества системы управления.

Известна система управления подводным оборудованием скважины, со держащая гидравлические,исполнительные механизмы, электромагнитные гидрораспределители, напорные магистрали, шлангокабель, соединяющий надводный пульт управления с подводным оборудованием. Эта система управления снабжена дополнительной скважин- ной автономной логической системой управления с автономным источником электроснабжения. Одной из целей известного изобретения является обеспе чение управления подводной скважи- ной, например аварийное закрытие задвижек при повреждении шлангока- беля.

Недостатком такой системы являет ся наличие автономного источника энергоснабжения, имеющего небольшой энергоресурс и требу ющего периодической-замены его или же подзарядки в случ ае использования аккумуляторных батарей. Наличие дополнительной сква жинной автономной логической системы управления усложняет в целом систему управления подводным оборудованием скважины. Это снижает надежность системы управления и ухудшает эксплуатационные качества системы.

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

Для достижения этой цели гидравлическая система управления подводным оборудованием содержащая гидрав- лические исполнительные механизмы, связанные с основной и дополнитель529304

ной напорными магистралями, магистрали управления, электромагнитные гидрораспределители и обратные кла паны снабжена установленными на входе гидрораспределителей запорными электромагнитными клапанами, дополнительным обратным и имеющим магистраль управления перепускным клапа10 нами и дополнительным гидрораспределителем, который установлен на входе запорных клапанов на основной напорной магистрали с возможностью сообщения последней со сливом, при15 чем дополнительный обратный клапан размещен параллельно гидрораспределителям и запорным клапанам и соединен своим входом с гидравлическим исполнительным механизмом, а выхо20 дом - с входом запорного клапана, при этом основная и дополнительная напорные магистрали соединены между собой перепускным клапаном, магистраль управления которого связана

25 напорной магистралью.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема системы управления подводным устьевым оборудованием.

30 В состав системы входят фильтры 1 и 2, основной насос 3 с приводом k и дополнительный насос 5 с приводом 6. Дополнительный насос 5 развивает давление больше, чем основ35 ной насос 3.

Система управления имеет основную напорную магистраль 7, дополнительную напорную магистраль 8, магистрали 9-1, обводные магистрали 40 15-18, предохранительные клапаны 19 и 20, настроенные на заданные давления, реле 21-25 давления, реагирующие на изменения давления в соответствующих магистралях путем

45 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, дополнительный электромагнитный

55 гидрораспределитель 32, запорные

электромагнитные клапаны , обратные клапаны 37 и 38, дополнитель- ные обратные клапаны , перепускной клапан 3, установленный между i

5

основной и пополнительной напорными магистралями, имеющие разные давления.

Гидравлические исполнительные ме ханизмы размещены под водой и предназначены для управления фонтанной арматурой (задвижками), установленной на трубопроводах, ко- торыми оснащена подводная скважина. Эти механизмы выполнены с односторо 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 3 имеет магистраль 8 управления, связанную с основной напорной магистралью 7«

Рабочая жидкость насосами подается в основную напорную магистраль 7 и дополнительную напорную магистраль 8, заполняя гидроаккумуляторы 26 и 27. Степень зарядки гидроакку - муляторов определяют соответствующие реле 22-25 давления. На чертеже изображено обесточенное положение всех электромагнитных гидрораспределителей .

При включенных запорных электромагнитных клапанах жидкость поступает в рабочие камеры гидрав лических исполнительных механизмов . Приводя в действие рабочий орган гидравлических исполнительных механизмов, запорные электромагнитные клапаны обесточиваются. Магистрали соединяют вход запорных электромагнитных клапанов с выходными отверстиями электромагнитных гидрораспределителей 28-31, при этом на магистралях 1$- 18 установлены дополнительные обратные клапаны с возможностью запирания потоков, направ ленных от источника энергии рабочей жидкости (насосов) к гидравлическим исполнительным механизмам.

Для закрытия задвижек магистрали 10-13 соединяют при помощи электромагнитных гидрораспределителей 28-31 со сливом. При этом пружины в гидравлических исполнительных механизмах вытесняют жидкость из - рабочих камер и задвижки закрываютс

Характерной особенностью системы управления является возможность из всех электромагнитных гидрораспр

20

529306

i делителей постоянно подавать напряжение лишь на один дополнительный электромагнитный гидрораспределитель

, 32. Остальные электромагнитные гидро- распределители после выполнения функций на открытие или закрытие задвижек обесточиваются. Это улучшает эксплуатационные качества сис 10 темы управления.

При обрыве магистрали f (идущей, например, с поверхности на подводную скважину) давление в ней падает, и жидкость из гидравличе15 ских исполнительных механизмов 5 7 по магистралям 10-12 и через дополнительные обратные клапаны 39- k1 вытесняется пружинами из рабочих камер гидравлических исполнительных механизмов. Происходит аварийное закрытие задвижек.

Так как пружина перепускного клапана 3 настроена на давление основной г напорной магистрали, то при падении

давления в магистрали 1 и магистрали 8 управления (при обрыве шланг- га) происходит соединение магистрали И с магистралью 8. Рабочая жидкость при этом из гидравлического

30 исполнительного механизма kk пружиной вытесняется из рабочей камеры гидравлического исполнительного механизма, задвижка закрывается. В случае обрыва электрического

35 кабеля управления электромагнитный гидрораспределитель 32, обесточивается. При этом магистраль 14 соединяется со сливом и через перепускной клапан 3 с магистралью 8. Жидкость

40 вытесняется пружинами из рабочих камер гидравлических исполнительных механизмов. При этом все задвижки аварийно закрываются, не допуская утечки продукта из скважины при

45 аварийном состоянии гидравлической системы управления. Это повышает надежность работы истемы управления.

Формула изобретения

5U

Гидравлическая система управления подводным устьевым оборудованием, содержащая гидравлические исполнительные механизмы, связанные с

55 основной и дополнительной напорными магистралями, магистрали управления, , электромагнитные гидрораспределители и обратные клапаны, отличающ а я с я тем, что, с целью повы шения надежности в работе системы за счет возможности аварийного закрытия фонтанной арматуры при от- сутствии Электрического сигнала или нарушении герметичности напорных магистралей при одновременном улучшении эксплуатационных качеств систмы, она снабжена установленными на входе гидрора определителей запорными электромагнитными клапанами, дополнительным обратным и имеющим магистраль управления перепускным клапаном и дополнительным гидрорасп делителем, который установлен на

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

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 гидрав- лическиийи исполнительными механизмами, размещенными под водой. Известна гидравлическая система управления эксплуатационным комплексом, содержащая гидравлические исполнительные механизмы, напорные магистрали (шланги), электрокабели, боту ГИМ, после операции закрытия- открытия 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

Я

fa

2