水下闸板阀的液压驱动器、水下闸板阀及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种水下闸板阀的液压驱动器，液压驱动器包括上阀盖组件、弹性件、皮囊、阀杆以及活塞，上阀盖组件与阀体顶端固定连接形成一腔室，活塞与上阀盖组件的内壁活动连接将腔室分成第一腔室和第二腔室，弹性件和皮囊容纳于第一腔室中，上阀盖组件上开设有与第二腔室连通的液压进出口、与第一腔室连通的充液孔，以及与皮囊的内腔连通的充气孔，阀杆的一端与活塞固定连接，另一端与闸板的顶端固定连接以带动闸板相对于阀座组件活动。本发明专利技术还公开一种水下闸板阀及其控制方法。本发明专利技术提出的液压驱动器，因上阀盖组件的保护作用，皮囊可使用一般性材料即可满足压力补偿要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油油气钻采装备及控制
，尤其涉及一种水下闸板阀的液压 驱动器、水下闸板阀及其控制方法。
技术介绍
在海洋石油开采的过程中，涉及到大量的水下采油树和水下管汇系统，而闸阀是 水下采油树和水下管汇系统中最重要的部件之一，它的性能好坏直接影响到整个采油树系 统和水下管汇系统的性能。由于设备都在海底几百米甚至几千米下进行，水下设备都需要 通过远程操作或R〇V(Remote Operated Vehicle,水下机器人）来实现控制，因此，需要在水 下闸阀上安装执行机构来实现开关功能。 但是，目前，国内外水下闸阀的压力补偿都是通过外部压力补偿设备对弹簧进行 压力补偿，而水下环境复杂，对外部压力补偿设备的结构强度要求较高。因此，外部压力补 偿设备需使用强度很高的材料做成，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种水下闸板阀的液压驱动器、水下闸板阀及其控制 方法，旨在实现水下闸板阀压力补偿的同时降低其压力补偿的结构强度要求。 为实现上述目的，本专利技术提供一种水下闸板阀的液压驱动器，所述水下闸板阀的 闸阀体包括阀体、阀座组件以及闸板，其特征在于，液压驱动器包括上阀盖组件、弹性件、皮 囊、阀杆以及活塞，所述上阀盖组件与所述阀体顶端固定连接形成一腔室，所述活塞与所述 上阀盖组件的内壁活动连接将所述腔室分成第一腔室和第二腔室，所述弹性件和皮囊容纳 于所述第一腔室中，所述弹性件的一端与所述上阀盖组件抵接，所述弹性件的另一端与所 述活塞抵接，所述皮囊的内腔与所述第一腔室连通，所述上阀盖组件上开设有与所述第二 腔室连通的液压进出口、与所述第一腔室连通的充液孔，以及与所述皮囊的内腔连通的充 气孔，所述阀杆的一端与所述活塞固定连接，另一端与所述闸板的顶端固定连接以带动所 述闸板相对于所述阀座组件活动。 优选地，所述上阀盖组件包括与所述阀体顶端固定连接且套设于所述阀杆上的上 阀盖、与所述上阀盖固定连接的弹性件壳体以及盖设于所述上阀盖顶端的皮囊壳体，其中， 所述上阀盖、弹性件壳体以及皮囊壳体围设形成所述上阀盖组件的腔室，所述活塞在所述 弹性件壳体的内侧壁上运动，所述皮囊壳体与所述皮囊螺纹连接，所述充气孔和充液孔均 位于所述皮囊壳体上。 本专利技术进一步提出一种水下闸板阀，包括如上所述的液压驱动器以及与所述液压 驱动器连接的闸阀体，其中，所述闸阀体包括与所述液压驱动器的上阀盖组件固定连接的 阀体、阀座组件以及闸板，所述阀体上开设有流道，所述阀座组件安装于所述流道内与所述 阀体的内壁抵接，所述闸板安装于所述阀座组件上且相对于所述阀座组件可活动以开关所 述流道。 优选地，所述阀座组件包括第一阀座，以及套设于所述第一阀座上的第二阀座，其 中，所述闸板与所述第一阀座活动连接，所述第一阀座和第二阀座之间形成有与所述流道 连通的间隙。 优选地，所述第一阀座和第二阀座均为轴对称结构，所述第一阀座的左端面和右 端面与所述第二阀座之间均设有所述间隙；所述第二阀座与所述阀体之间、以及所述第一 阀座和第二阀座之间均设置有密封圈。 优选地，水下闸板阀还包括与所述阀体连接的水下机器人操作导向机构，该水下 机器人操作导向机构包括与所述闸板底端固定连接的导向杆、套设于所述导向杆上且与所 述阀体底端固定连接的下阀盖、以及与所述下阀盖底端固定连接的水下机器人操作接口， 其中，所述导向杆能够相对于所述下阀盖坚直方向运动、以带动所述闸板相对于所述阀座 组件活动。 优选地，所述导向杆的轴线与所述液压驱动器的阀杆的轴线平齐设置。 优选地，所述下阀盖与所述阀体的接触端面之间设有垫环，所述液压驱动器的上 阀盖组件与所述阀体的接触端面之间设有垫环；所述水下机器人操作接口与所述导向杆之 间，以及所述液压驱动器的阀杆与所述液压驱动器的上阀盖之间均设有密封压盖。 优选地，所述液压驱动器的上阀盖上设有与其轴心孔连通的第一黄油孔，所述下 阀盖上设有与其轴心孔连通的第二黄油孔，所述阀杆穿设于所述上阀盖的轴心孔内，所述 导向杆穿设于所述下阀盖的轴心孔内。 本专利技术进一步还提出一种基于上述的水下闸板阀的控制方法，包括： 当关闭水下闸板阀时，通过液压进出口注入液体，以推动活塞上移动，活塞移动带 动阀杆和闸板向上移动，弹性件压缩，皮囊的内腔体积减小内压增大，第一腔室中的液体进 入皮囊壳体的内腔，直到活塞的一端与弹性件壳体的内壁抵接，水下闸板阀进入关闭状态； 当需要打开水下闸板阀时，通过液压进出口泄油，依靠皮囊内的高压和弹性件的复位力推 动活塞向下移动，同时，阀杆和闸板也随之下移，直至闸板的流通口与阀体的流道连通，水 下闸板阀进入打开状态。 本专利技术提出的水下闸板阀的液压驱动器，通过将皮囊内置于上阀盖组件与阀体顶 端形成的腔室中，因上阀盖组件的保护作用，使皮囊可使用一般性材料即可满足压力补偿 要求，因此，皮囊不同于现有技术中因避免海水中沙石、贝壳等对皮囊的破坏而必须使用高 强度材料。因此，本水下闸板阀一方面可以通过皮囊实现压力补偿要求，使弹性件尺寸不需 要做得很大，同时还可降低其材料要求。同时，本液压驱动器使用皮囊替代现有的外部压力 补偿设备，制作简单方便。另外，将皮囊内置于上阀盖组件与阀体顶端形成的腔室中，使液 压驱动器结构更紧凑。 【附图说明】 图1为本专利技术水下闸板阀优选实施例处于全开状态时的结构示意图； 图2为本专利技术水下闸板阀优选实施例处于全闭状态时的结构示意图。 本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 【具体实施方式】 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语横向、纵向、上、下、前、后、 左、右、坚直、水平、顶、底、内、外等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限 制。此外，术语第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 本专利技术提供一种水下闸板阀。 参照图1和图2,图1为本专利技术水下闸板阀优选实施例处于全开状态时的结构示意 图；图2为本专利技术水下闸板阀优选实施例处于全闭状态时的结构示意图。 本优选实施例中，水下闸板阀包括闸阀体以及与闸阀体连接的液压驱动器，其中， 闸阀体包括阀体10、阀座组件11以及闸板12,阀体10上开设有流道，阀座组件11安装于 流道内与阀体10的内壁抵接，闸板12安装于阀座组件11上且相对于阀座组件11可活动 以开关流道；液压驱动器包括上阀盖组件21、弹性件22、皮囊23、阀杆24以及活塞25,上阀 盖组件21与阀体10顶端固定连接形成一腔室，活塞25与上阀盖组件21的内壁活动连接 将腔室分成第一腔室和第二腔室，弹性件22和皮囊23容纳于第一腔室中，弹性件22的一 端与上阀盖组件21抵接，弹性件22的另一端与活塞25抵接，皮囊23的内腔与第一腔室连 通，上阀盖组件21上开设有与第二腔室连通的液压进出口 2111、与第一腔室连通的充液孔 2112,以及与皮囊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下闸板阀的液压驱动器，所述水下闸板阀的闸阀体包括阀体、阀座组件以及闸板，其特征在于，液压驱动器包括上阀盖组件、弹性件、皮囊、阀杆以及活塞，所述上阀盖组件与所述阀体顶端固定连接形成一腔室，所述活塞与所述上阀盖组件的内壁活动连接将所述腔室分成第一腔室和第二腔室，所述弹性件和皮囊容纳于所述第一腔室中，所述弹性件的一端与所述上阀盖组件抵接，所述弹性件的另一端与所述活塞抵接，所述皮囊的内腔与所述第一腔室连通，所述上阀盖组件上开设有与所述第二腔室连通的液压进出口、与所述第一腔室连通的充液孔，以及与所述皮囊的内腔连通的充气孔，所述阀杆的一端与所述活塞固定连接，另一端与所述闸板的顶端固定连接以带动所述闸板相对于所述阀座组件活动。

【技术特征摘要】
1. 一种水下闸板阀的液压驱动器，所述水下闸板阀的闸阀体包括阀体、阀座组件以及 闸板，其特征在于，液压驱动器包括上阀盖组件、弹性件、皮囊、阀杆以及活塞，所述上阀盖 组件与所述阀体顶端固定连接形成一腔室，所述活塞与所述上阀盖组件的内壁活动连接将 所述腔室分成第一腔室和第二腔室，所述弹性件和皮囊容纳于所述第一腔室中，所述弹性 件的一端与所述上阀盖组件抵接，所述弹性件的另一端与所述活塞抵接，所述皮囊的内腔 与所述第一腔室连通，所述上阀盖组件上开设有与所述第二腔室连通的液压进出口、与所 述第一腔室连通的充液孔，以及与所述皮囊的内腔连通的充气孔，所述阀杆的一端与所述 活塞固定连接，另一端与所述闸板的顶端固定连接以带动所述闸板相对于所述阀座组件活 动。2. 如权利要求1所述的液压驱动器，其特征在于，所述上阀盖组件包括与所述阀体顶 端固定连接且套设于所述阀杆上的上阀盖、与所述上阀盖固定连接的弹性件壳体以及盖设 于所述上阀盖顶端的皮囊壳体，其中，所述上阀盖、弹性件壳体以及皮囊壳体围设形成所述 上阀盖组件的腔室，所述活塞在所述弹性件壳体的内侧壁上运动，所述皮囊壳体与所述皮 囊螺纹连接，所述充气孔和充液孔均位于所述皮囊壳体上。3. -种水下闸板阀，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的液压驱动器以及与所述 液压驱动器连接的闸阀体，其中，所述闸阀体包括与所述液压驱动器的上阀盖组件固定连 接的阀体、阀座组件以及闸板，所述阀体上开设有流道，所述阀座组件安装于所述流道内与 所述阀体的内壁抵接，所述闸板安装于所述阀座组件上且相对于所述阀座组件可活动以开 关所述流道。4. 如权利要求3所述的水下闸板阀，其特征在于，所述阀座组件包括第一阀座，以及套 设于所述第一阀座上的第二阀座，其中，所述闸板与所述第一阀座活动连接，所述第一阀座 和第二阀座之间形成有与所述流道连通的间隙。5. 如权利要求4所述的水下闸板阀，其特征在于，所述第一阀座...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘灵永，车强，李新年，李超，王凌寒，
申请(专利权)人：中石化石油工程机械有限公司研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42