海上石油平台专用液压动力站

技术领域

本发明属于远程爆破装置领域，具体涉及一种海上石油平台专用液压动力站。

背景技术

液压动力站是海上油气开采平台重要设备之一，其主要用于为水下生产系统中各种液压控制阀提供液压动力，其结构和性能质量对生产安全和设备安全有着直接影响作用。

申请人长期致力于液压动力站的研究，并在早期即提出了专利号为“CN201911175651.3”，名称为“液压动力站”、专利号为“CN201922066018.2”，名称为“液压动力站的液压回路”等系列专利申请，主要就液压动力站的安全性和可靠性等问题进行优化解决，但申请人后期在现场使用过发现该设备仍存在诸多不足，如动力站侧向抗冲击能力较弱、针对大容积设备的冲压速度较慢，以及整体稳定性欠缺，油路现场使用控制不合理等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种海上石油平台专用液压动力站，以解决现有技术中，液压动力站稳定性较差，油路不合理等问题。

其技术方案如下：

一种海上石油平台专用液压动力站，包括撬体和设置于该撬体内的出油箱和回油箱，以及分别与所述出油箱和回油箱相连的出油管路和回油管路，且任意出油管路上均设有供油电机泵，其关键在于：所述撬体内设PLC控制柜和电机控制中心，所述供油电机泵与PLC控制柜和电机控制中心均通讯连接，撬体外侧壁上具有与PLC控制柜通讯连接的LCP本地控制面板，所述LCP本地控制面板配置有触摸屏，所述撬体外侧壁上对应电机控制中心的操作面板开设有窗口。

采用以上方案，增设电机控制中心，通过电机控制中心的操作面板，在撬体外部不经过PLC控制系统即可对所有电机泵进行本地控制，另一方面通过LCP本地控制面板可现场进行本地操作和监控，提高操作反应速度，尤其在配置触摸屏之后更便于对相应传感器设置监测参数等，提高本地手动控制的可行性。

作为优选：所述出油箱和/或回油箱内设有油箱加热器，以及与所述PLC控制柜连接的温度传感器。采用以上方案，温度传感器可将油箱温度及时反馈至PLC，再由远程控制或者LCP做出相应的反馈措施，有利于提高油箱温度控制的及时性。

作为优选：所述供油电机泵具有与其配套设置的电机加热器，且所述电机加热器与电机控制中心连接。采用以上方案，电机控制中心为电机加热器供电，并控制其加热时机，确保电机能够在极寒环境下保持较佳的待机温度，以便快速响应工作指令。

作为优选：所述出油箱和回油箱之间设循环回路，所述循环回路上设循环电机泵和过滤器，且所述循环回路上在过滤器的相邻上下游均设有双闭排气球阀。采用以上方案，通过循环回路可实现两个油箱油液的自循环，避免油液冻结或沉淀等，同时通过两个双闭排气阀可以更好的隔断检修过滤器。

作为优选：所循环电机泵与PLC控制柜和电机控制中心通讯连接。采用以上方案，可以根据需要通过LCP设置循环参数，实现定时循环或者定温循环。

作为优选：所述出油管路包括低压出油管路和高压出油管路，其中低压出油管路和高压出油管路上分别设有低压蓄能器和高压蓄能器，其中低压出油管路上具有与低压蓄能器一一串联的预充气瓶。采用以上方案，当蓄能器压力不足时，预充气瓶可为其补充，预充气瓶与蓄能器结合可达到两个蓄能器的效果，但是其成本相对两个蓄能器而言更低。

作为优选：所述低压出油管路具有至少一个低压出油支路，高压出油管路具有至少一个高压出油支路，且所述低压出油支路和高压出油支路均设有调压阀和静电阀；

所述出油管路具有预充油路，所述预充油路的进油端位于低压出油支路的上游，出油端分支连接至低压出油支路和高压出油支路上调压阀和静电阀之间的位置，并具有与其一一对应设置的预充针阀。采用以上方案，因为有调压阀的存在，会对管路油压进行限制，而当控制设备为大容积时，常规操作会增加充压时间，而本方案中通过预充油路跳过调压阀对其进行预充油压，则可相对提高充速度，即缩短设备的反应时长，且可减少对调压阀的磨损。

作为优选：所述低压出油管路和高压出油管路均设有测试油路，所述测试油路的进油端位于调压阀和静电阀之间，测试油路上设有测试针阀，以及位于测试针阀下游的压力变送器和压力表。采用以上方案，可根据需要快速实现对工件的保压测试，测试时工件与测试油路尾端相连，打开测试针阀，即可通过压力表读取压力数据，同时通过压力变送器记录数据与曲线，具有较好的可靠性。

作为优选：所述撬体呈长方体状，其长度方向的两侧侧壁至少部分由折弯板构成。采用以上方案，有利于提高撬体整体的侧向抗冲击能力。

作为优选：所述液压动力站的质心与撬体几何中心位于同一铅垂线上。采用以上方案，有利于提高撬体的吊装稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的海上石油平台专用液压动力站，对撬体结构进行优化，提高撬体整体稳定性，增设电机控制中心以及LCP本地控制面板，便于本地快速控制内部电机及其他内部设备，提高现场反应速度，此外优化油路结构，增设预充油路，满足大容量工具使用的快速充压需求，缩短现场等待时长，增设测试油路以满足工具现场保压测试需求。

附图说明

图1为撬体结构示意图(去顶盖)；

图2为图1俯视图；

图3为图1前视图；

图4为图1右视图；

图5为低压蓄能器、预充气瓶以及高压蓄能器安装示意图；

图6为液压回路的第一种实施例原理图(第一部分)；

图7为图6所示液压回路第一种实施例中的循环回路示意图；

图8为液压回路第一种实施例原理图(第二部分气路供应)；

图9为液压回路第一种实施例原理图(第三部分)；

图10为低压出油支路上预充油路和测试油路示意图；

图11为高压出油支路上预充油路和测试油路示意图；

图12为液压回路的第二种实施例原理图(第一部分)；

图13为图12所示液压回路第二种实施例中的循环回路示意图；

图14为液压回路第二种实施例中的循环回路示意图(第二部分)；

图15为液压回路第二种实施例中的循环回路示意图(第三部分)；

图16为图15中A处局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参考图1至图16所示的海上石油平台专用液压动力站，主要包括大体呈长方体结构的撬体100，以及设置于该撬体100内的出油箱110和回油箱120，出油箱110和回油箱120可由如图12所示的两个独立箱体构成，也可由如图6所示的一个箱体内部分隔形成，本申请中为提高撬体100整体侧向抗冲击能力，故撬体100长度方向的两侧侧壁至少部分由折弯板构成，与此同时，液压动力站的质心与撬体100几何中心位于同一铅垂线上，实施时，其质心位于撬体100几何中心的正下方，有利于提高动力站在未固定情况下的稳定性，以此缓解振动影响。

液压动力站配置有相应的液压回路，其主要包括分别与出油箱110和回油箱120相连的出油管路200和回油管路，且任意出油管路200上均设有供油电机泵111，通过供油电机泵111可进行油压控制，撬体100内设PLC控制柜130和电机控制中心140(简称MCC)，PLC控制柜130具有PLC控制系统，供油电机泵111与PLC控制柜130和电机控制中心140均通讯连接，撬体100外侧壁上具有与PLC控制柜130通讯连接的LCP本地控制面板131，LCP本地控制面板131配置有触摸屏132，撬体100外侧壁上对应电机控制中心140的操作面板开设有窗口101，具体而言，通过MCC的面板可直接实现供油电机泵的启停，而不经过PLC控制系统，有利于操控可靠性。另一方面，通过LCP本地控制面板131即可实现液压动力站的本地手动控制和本地自动控制，通过触摸屏132可以快速修改参数，满足本地自动控制需求。

具体实施时，PLC控制柜130还与远程PCS通讯连接，这样即可实现液压动力站的远程手动和自动控制。

出油箱110和/或回油箱120内设有油箱加热器，以及与PLC控制柜130连接的温度传感器，本实施例中在出油箱110上设置油箱加热器112，以及温度传感器113，这样可以对出油温度做出更为精准的控制。

在此基础之上，本申请在出油箱110和回油箱120之间设循环回路153，循环回路上设循环电机泵150和过滤器151，且循环回路153上在过滤器151的相邻上下游均设有双闭排气球阀152，以图13为例，出油箱110上下两侧分别设有循环油进口N27和循环油出口N20，回油箱120上上下两侧分别设有循环油进口N15和循环油出口N4，循环回路153(图中虚线所示)连通循环油进口N27、循环油出口N20、循环油进口N15和循环油出口N4，其上设循环电机泵150(电机泵CP1/1)，以及三通阀EBV1/1，这样可以根据需要对出油箱110和回油箱120两个油箱内的油进行循环，或者单个油箱内的油液进行自循环，以防止油液冻结沉淀等情况发生。

如图所示，循环回路153上设置的过滤器151为过滤器HF1/1，两个双闭排气球阀152分别为双闭排气球阀DV3/2和双闭排气球阀DV3/1。

以图7为例，该实施例中的出油箱110上下两侧分别设有循环油进口N9和循环油出口N19，回油箱120上上下两侧分别设有循环油进口N8和循环油出口N16。

两种实施例中，循环电机泵150均与PLC控制柜130和电机控制中心140通讯连接，均可根据需要对其进行控制。

本申请中供油电机泵111具有与其配套设置的电机加热器，且电机加热器与电机控制中心140连接，电机加热器由PLC进行控制，并由MCC供电。

本申请的出油管路200主要包括低压出油管路300和高压出油管路400，其中低压出油管路300和高压出油管路400上分别设有低压蓄能器310和高压蓄能器410，其中低压出油管路上具有与低压蓄能器310一一串联的预充气瓶320。具体而言，参考图1、图2和图5，本申请中，低压蓄能器310、高压蓄能器410以及预充气瓶320位于撬体100内的一端，PLC控制柜130和电机控制中心140则位于与之相对的一端，出油箱110和回油箱120靠近撬体100的后侧，所有电机泵则靠近撬体100的中部，其余管线和仪器仪表等则靠近撬体100的前侧。

参考图9至图11，低压出油管路300具有至少一个低压出油支路330，高压出油管路400具有至少一个高压出油支路420，且低压出油支路330和高压出油支路420均设有调压阀和静电阀。具体实施时，低压出油支路330和高压出油支路420各有三条，分别为第一低压出油支路331、第二低压出油支路332和第三低压出油支路333，以及第一高压出油支路421、第二高压出油支路422和第三高压出油支路423，具体而言，三条低压出油支路330上分别设有调压阀HR2/1、调压阀HR2/2和调压阀HR2/3，以及静电阀FV1/3、静电阀FV1/4、和静电阀FV1/5，三条高压出油支路420行分别设有调压阀HR1/1、调压阀HR1/3和调压阀HR1/2，以及静电阀FV1/1、静电阀FV1/6、和静电阀FV1/2。

出油管路200具有预充油路340(虚线表示)，预充油路340的进油端位于低压出油支路330的上游，即位于低压出油管路300的总路上，其出油端分支连接至低压出油支路330和高压出油支路420上调压阀和静电阀之间的位置，并具有与其一一对应设置的预充针阀，分别为预充针阀NV1/29，预充针阀NV1/33、预充针阀NV1/37，以及预充针阀NV1/17、预充针阀NV1/44和预充针阀NV1/21。

重点参考图10，对第一低压出油支路331出口端的设备进行预充压，操作过程大体如下，关闭各支路上的针阀，即关闭针阀NV1/26、关闭针阀NV1/30、关闭针阀NV1/34，然后打开针阀NV1/40和预充针阀NV1/29，这样即可对第一低压出油支路331所连接的设备进行预充压，充压过程绕开了调压阀HR2/1可，减少对调压阀磨损，且线路简单可大幅提高对脐带缆等大容积设备的充压速度。

相应的如果对第一高压出油支路421出口端的设备进行预充压，前面操作过程相似，最后打开预充针阀NV1/17即可。

预充油路340连接回油线230，并设置减压阀RV4/1，通过合理设置减压阀RV4/1压力，可对后端设备进行保护。

参考图10和图11，另一方面，本申请为进一步提高液压回路的利用效率，故在低压出油管路300和高压出油管路400上均设有测试油路210(虚线表示，Test)，测试油路210的进油端位于任一出油支路上调压阀和静电阀之间，测试油路210上设有测试针阀，以及位于测试针阀下游的压力变送器和压力表，如图所示，以低压测试为例，该测试油路210上设测试针阀NV1/38、压力变送器PT2/8和压力表PG5/7，测试油路210连接测试工件，通过调压阀HR2/3调压，打开针阀NV1/38对测试工件充压，到预定值后关闭NV1/38开始保压，可通过压力表PG5/7读数，压力变送器PT2/8记录数据与曲线。

高压的测试油路210上设有测试针阀NV1/22、压力变送器PT1/6和压力表PG4/5，其保压测试步骤与低压一样。

测试油路210连接有泄压油路220，低压和高压的测试油路210均连接到到一条泄压油路220，分别通过针阀NV1/39和针阀NV1/23进行连通控制，实现测试功能测试完毕后即可打开对应的针阀进行快速泄压。

再参考图15和图16，为加强对各出油支路的流量监测，故在每条出油支路均设有流量计FM1/1，同时在流量计FM1/1的上下游相近的位置设置双闭排气针形阀。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。