CN111895144A - 一种浅水水下控制模块的压力调节装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于浅海油气生产技术领域，涉及一种浅水下控制模块的压力调节装置及其使用方法，包括：水下控制模块的机箱，压力补偿组件以及承压腔；机箱的底部是有若干条液压流道，各液压流道上设有至少一个控制液压流道开闭的电磁阀；压力补偿组件位于机箱内，用于调节机箱内的压力，使其与对应深度的水压一致；承压腔固定在机箱的底部，用于放置电磁阀，并使承压腔内的压力接近于标准大气压；电磁阀为普通的不耐压的电磁阀。其由于承压腔内的气压接近于标准大气压，因此电磁阀可选用非耐压的电磁阀，降低了浅水水下控制模块的成本，提升了产品的竞争力。

Description

一种浅水水下控制模块的压力调节装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种浅水水下控制模块的压力调节装置及其使用方法，属于浅海油气生产技术领域。

背景技术

浅水水下控制模块(Subsea Control Module，SCM)是海洋油气田用来控制水下采油树、管汇等石油钻采设备的核心控制部件，其具备以下基本功能：1)监测位于水下钻采设备上的各项传感器参数，并将参数信息传输至海面平台主控站；2)基于海面平台主控站发送的控制信号，控制位于水下钻采设备上的液压驱动器及阀门的开闭状态。

浅水水下控制模块具有压力补偿器，由于压力补偿器的存在，浅水水下控制模块的内部压力与外部水深压力通常保持一致，因此需要选用可承受外部水深压力的元器件，导致浅水水下控制模块造价昂贵，削弱了产品的竞争力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种浅水水下控制模块的压力调节装置及其使用方法，其无需使用特别的可承压的电磁阀，而只要选择普通电磁阀即可，降低了浅水水下控制模块的成本。

实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种浅水下控制模块的压力调节装置，包括：水下控制模块的机箱，压力补偿组件以及承压腔；机箱的底部是有若干条液压流道，各液压流道上设有至少一个控制液压流道开闭的电磁阀；压力补偿组件位于机箱内，用于调节机箱内的压力，使其与对应深度的水压一致；承压腔固定在机箱的底部，用于放置电磁阀，并使承压腔内的压力接近于标准大气压；电磁阀为普通的不耐压的电磁阀。

进一步，压力补偿组件包括胶囊腔室、中空胶囊以及液压管；胶囊腔室固定在机箱内，且与机箱外环境相通，其内设中空胶囊，液压管一端与中空胶囊连接，另一端通过胶囊腔室进入机箱内。

进一步，机箱上胶囊腔室对应位置处设有至少一个与外界连通的通孔，胶囊腔室通过通孔与机箱外的环境相通。

进一步，胶囊腔室的容积大于中空胶囊的容积。

进一步，压力补偿组件还包括第一密封件，第一密封件用于对液压管与胶囊腔室连接的一端、胶囊腔室以及中空胶囊之间的间隙进行密封。

进一步，承压腔内设阀块，阀块与机箱的底部固定连接，电磁阀设置在阀块上。

进一步，承压腔与底板接触的部分均通过第二密封件密封，承压腔内填充惰性气体，以降低电磁阀的腐蚀或氧化。

进一步，承压腔顶部设有一具有通孔的穿舱件，液压流道的电接头穿过穿舱件的通孔与电磁阀连接。

进一步，机箱内填充有非导电性液态介质。

本发明还公开了一种浅水下控制模块的压力调节装置的使用方法，压力调节装置为上述任一种的浅水下控制模块的压力调节装置，包括以下步骤：S1将中空胶囊内注入非导电性液态介质；S2下放浅水水下控制模块，随着入水深度的增加，水进入通过机箱的通孔进入胶囊腔室，并压迫中空胶囊，中空胶囊中非导电性液态介质通过液压管进入机箱中，使得机箱内的压力逐步升高，直至与外部水压一致；S3浅水水下控制模块上提回收过程中，随着水压减小，机箱内的非导电性液态介质不断被压回中空胶囊，使得机箱中的压力逐步降低，始终与水压保持一致。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：其通过将电磁阀设置在承压腔内，由于承压腔内的气压接近于标准大气压，因此电磁阀可选用非耐压的电磁阀，降低了浅水水下控制模块的成本，提升了产品的竞争力。

附图说明

图1是本发明一实施例中的浅水下控制模块的压力调节装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例中的浅水下控制模块内部结构示意图；

图3是本发明一实施例中的承压腔内部结构示意图。

附图标记：

1-机箱；2-压力补偿组件；21-胶囊腔室；22-中空胶囊；23-液压管；24-第一密封件；3-承压腔；31-电磁阀；32-阀块；33-第二密封件；34-穿舱件。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方向，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本实施例公开了一种浅水下控制模块的压力调节装置，如图1-3所示，包括：水下控制模块的机箱1，压力补偿组件2以及承压腔3；机箱1的底部是有若干条液压流道，各液压流道上设有至少一个控制液压流道开闭的电磁阀31。机箱1内填充有非导电性液态介质。此处非导电性液态介质即为不导电的液体，例如乙醇、甘油、高纯水、甲醇等等。

压力补偿组件2位于机箱1内，用于调节机箱1内的压力，使其与对应深度的水压一致。压力补偿组件2优选设置在机箱1的一个侧壁的内侧。压力补偿组件2包括胶囊腔室21、中空胶囊22以及液压管23；胶囊腔室21固定在机箱1的一个侧壁的内侧，且与胶囊腔室21接触的侧壁上设有至少一个通孔，使胶囊腔室21与机箱1外环境相通。胶囊腔室21内设中空胶囊22，中空胶囊22的出口端与液压管23一端连接，液压管23的另一端通过胶囊腔室21进入机箱1内。其中，中空胶囊22中也充满了非导电性液态介质。胶囊腔室21的容积大于中空胶囊22的容积，以使中空胶囊22能够在胶囊腔室21中膨胀或收缩。压力补偿组件2还包括第一密封件24，其用于对液压管23与胶囊腔室21连接的一端、胶囊腔室21以及中空胶囊22之间的间隙进行密封。

承压腔3固定在机箱1的底部，其内设阀块32，阀块32与机箱1的底部固定连接，电磁阀31设置在阀块32上。其中，阀块32和电磁阀31的个数均至少为一个，但优选为多个，此处的多个理解为两个及两个以上。需要说明的是，阀块32的数量不一定和电磁阀31的数量相同，一个阀块32上可设置多个电磁阀31。承压腔3将其内外环境隔绝，使其内的压力接近于标准大气压。此处，接近于标准大气压是指承压腔3的气压可以为标准大气压，或者略小于标准大气压，或者略大于标准大气压，即在标准大气压的误差范围内。由于承压腔3内的气压接近大气压，故其内部的电磁阀31可以采用普通的不耐压的电磁阀31，而不需要采用专用的耐压电磁阀31，降低了水下控制模块的成本。承压腔3与底板接触的部分均通过第二密封件33密封，承压腔3内填充惰性气体，以降低电磁阀31的腐蚀或氧化的概率及速度。本实施例中，惰性气体优选为氮气。为了方便氮气的充入，本实施例中的承压腔3可以包括一氮气接口和充气阀，用于将氮气填充到承压腔3中。承压腔3顶部设有一具有通孔的穿舱件34，液压流道的电接头穿过穿舱件34的通孔与电磁阀31连接。

实施例二

基于相同的发明构思，本实施例公开了一种浅水下控制模块的压力调节装置的使用方法，其中，压力调节装置为实施例一中任一种的浅水下控制模块的压力调节装置，包括以下步骤：

S1将中空胶囊22内注入非导电性液态介质。

S2下放浅水水下控制模块，随着入水深度的增加，在外界海水的压力作用下，海水通过机箱1上的至少一个通孔进入胶囊腔室21，并压迫中空胶囊22，中空胶囊22不断收缩，其中的非导电性液态介质通过液压管23进入机箱1中，使得机箱1内的压力逐步升高，直至与外部水压一致，从而使机箱1内外压力一致；由于机箱1中的承压腔3隔绝了其内外环境，其外表面承受外部海水压力，但是其内部的气压仍然是接近于标准大气压，因此，可以选用非耐压的电磁阀31。

S3浅水水下控制模块上提回收过程中，随着水压减小，机箱1内的非导电性液态介质不断被压回中空胶囊22，使得机箱1中的压力逐步降低，始终与水压保持一致。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，包括：水下控制模块的机箱，压力补偿组件以及承压腔；

所述机箱的底部是有若干条液压流道，各所述液压流道上设有至少一个控制所述液压流道开闭的电磁阀；

所述压力补偿组件位于所述机箱内，用于调节所述机箱内的压力，使其与对应深度的水压一致；

所述承压腔固定在所述机箱的底部，用于放置所述电磁阀，并使所述承压腔内的压力接近于标准大气压。

2.如权利要求1所述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述压力补偿组件包括胶囊腔室、中空胶囊以及液压管；所述胶囊腔室固定在所述机箱内，且与机箱外环境相通，其内设中空胶囊，所述液压管一端与所述中空胶囊连接，另一端通过所述胶囊腔室进入所述机箱内。

3.如权利要求2述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述机箱上所述胶囊腔室对应位置处设有至少一个与外界连通的通孔，所述胶囊腔室通过所述通孔与所述机箱外的环境相通。

4.如权利要求3所述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述胶囊腔室的容积大于所述中空胶囊的容积。

5.如权利要求3所述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述压力补偿组件还包括第一密封件，所述第一密封件用于对所述液压管与所述胶囊腔室连接的一端、所述胶囊腔室以及所述中空胶囊之间的间隙进行密封。

6.如权利要求1所述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述承压腔内设阀块，所述阀块与所述机箱的底部固定连接，所述电磁阀设置在所述阀块上。

7.如权利要求6所述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述承压腔与所述底板接触的部分均通过第二密封件密封，所述承压腔内填充惰性气体，以降低所述电磁阀的腐蚀或氧化。

8.如权利要求7所述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述承压腔顶部设有一具有通孔的穿舱件，所述液压流道的电接头穿过所述穿舱件的通孔与所述电磁阀连接。

9.如权利要求1-8任一项所述的浅水下控制模块的压力调节装置，其特征在于，所述机箱内填充有非导电性液态介质。

10.一种浅水下控制模块的压力调节装置的使用方法，其特征在于，所述压力调节装置为权利要求1-9任一项所述的浅水下控制模块的压力调节装置，包括以下步骤：

S1将中空胶囊内注入非导电性液态介质；

S2下放所述浅水水下控制模块，随着入水深度的增加，水进入通过机箱的通孔进入胶囊腔室，并压迫所述中空胶囊，所述中空胶囊中非导电性液态介质通过所述液压管进入所述机箱中，使得所述机箱内的压力逐步升高，直至与外部水压一致；

S3所述浅水水下控制模块上提回收过程中，随着水压减小，所述机箱内的非导电性液态介质不断被压回所述中空胶囊，使得所述机箱中的压力逐步降低，始终与水压保持一致。

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