相对于环境压力调整介质压力的设备制造技术

一种相对于环境压力调整介质压力的设备(1)，在使用该设备(1)时环境压力通过与深度相关的海水压力预定，其中海水压力对补偿器装置(35)起作用，该补偿器装置允许可逆的长度变化或延伸率变化；其特征在于，沿长度变化或延伸率变化的方向相继地存在补偿器装置(35)的至少两个补偿器元件(41)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于相对于环境压力调整介质压力的设备，环境压力在使用设备时通过与深度相关的海水压力预定，其中海水压力对补偿器装置起作用，补偿器装置允许可逆的长度变化或延伸率变化。
技术介绍
资源的日益减少迫使在开采原材料和能量时较大的努力。这导致，必须在越来越大的海域深度实施用于输送油和气体的钻孔。为了这样的深水钻孔的安全操作(其由钻井平台或钻井船实施)，在海底上设置大规模的安全设备，其功能上配置给在钻孔与钻管或输送管之间的过渡区域。重要的属于这样的深水钻孔安全标准的设备部件在这里是所谓防喷器(Blowout Preventer)(BOP)。该设备在危险情况下导致钻孔排出口、钻管和/或输送管的快速封闭。为了确保防喷器的可靠的功能，必须提供具有相应高的工作压力的用于液压操纵的压力液体。由于将具有足够高工作压力的压力液体以足够的量从水表面的钻井平台或钻井船输向相应深处的海底是特别困难的，现有技术(参见US 6 418 970 B1)在这些设备中在深海设备本身的地点利用对于操纵相应的深海设备所需要的液压的工作压力。因此借助于深海的周围的压力、亦即利用深海的高压产生需要的液压的工作压力。活塞在缸体中利用深海的环境压力被推动并且通过由此引起的活塞运动将压力传向压力液体。虽然在使用地点上通过工作压力的产生或传送形成优点，但已知的设备的运行特性不是令人满意的。利用海水操作缸体装置在多个不同的方面是成问题的。一方面存在这样的危险，即因为沉积物粒子等的进入或因为与海水一起带入的微生物而形成污染。另一方面由于极其腐蚀作用的海水产生损害。为了对付后者，在现有技术中需要的是，缸体装置设有适合的衬套和/或由相应的耐腐蚀的材料制造，以便减小腐蚀和/或减小在活塞运动时由于沉积提高的摩擦系数。尽管存在这些措施，但仍产生因盐水沉积、例如硬脂酸钾导致的困难。为了克服这些挑战，在DE 10 201 009 276 A1中建议一种设备用于在压力液体中传送液压的工作压力以便压力操纵深海设备、特别是深海钻孔的设备。在缸体装置中存在用于压力液体的第一压力室、用于改变该压力室的容积的可移动的活塞装置和至少一个第二压力室。为了活塞装置的在第一压力室中产生工作压力的运动，可用深海的环境压力对第二压力室加载。此外设置囊式蓄能器形式的、为缸体装置配置的蓄压器，其可移动的隔离元件将与海水连接的室与运动室隔离。操纵室包含操纵流体并且与第二压力室相连接，以便借助于操纵流体对第二压力室施加深海压力。
技术实现思路
从该现有技术出发，本专利技术的目的在于，提供一种用于相对环境压力调整介质压力的设备，其特别在水下使用时证明是耐用的并且是制造成本低的以及在需要时可简便地更换。该目的的解决方案在于一种具有权利要求1的特征的设备。从各从属权利要求2至12求得出本专利技术的有利的实施形式。按照本专利技术设定，沿长度变化或延伸率变化的方向相继地存在补偿器装置的至少两个补偿器元件。通过补偿器装置至少部分地保护设备免受腐蚀的海水的作用。而且令人意想不到地表明，当由此昂贵的部分不发生与海水接触并因此被保护时，这样的补偿器装置是成本低的。此外通过两个或更多个补偿器元件的串联导致冗余。此外这样的补偿器元件已证明是比由现有技术已知的囊式蓄能器更耐用的。利用按照本专利技术的解决方案可以这样调整介质压力，使得能够实现海水压力相对于在连接到设备上的液压的工作机器轴、特别是防喷器的流体回路中的液压的工作压力的补偿。此外可以利用介质压力的调整，以便利用海水压力偏压流体的工作回路的操作压力，以便在需要情况下、例如在紧急状况下将偏压的并因此很高的工作压力(其基本等于海水压力)直接用于操纵所连接的工作机器轴。将各相应的补偿器元件有利地至少部分地构成弹簧弹性的或要么构成为弹性的并且从初始位置开始借助于海水压力在一个方向上经历长度变化或延伸率变化并且在去除海水压力时以反向运动向该初始位置的方向复位。该实施形式即使在不同的海水压力时也允许使用。因此设备也可在不同的深度上使用。此外补偿元件的弹性允许设备的反复使用。补偿器装置可以有利地由波纹管构成，并且各补偿器元件由各单个依次相继地设置的波纹管折叠部构成，所述波纹管折叠部至少部分地构成波纹管的壁。这样的波纹管对于在深海中使用已证明是特别耐用的和长寿命的。另一优点是，设备也在很高的海水压力时无缺点地起作用并且在这里不可能通过波纹管发生扩散。在使用情况下波纹管的至少一个前面的封闭壁和/或一个压力传动装置经受海水作用并且该封闭壁优选相对海水的进入点是朝向压力传动装置的方向回缩的。这样的前面的封闭壁能够实现压力传动装置相对海水的屏蔽。而且相对海水至少保护按照本专利技术的设备的部分。特别有利地补偿器装置和/或压力传动装置在位于共同的容纳壳体内的具有海水压力的海水室与具有介质压力的介质室之间形成至少一个对介质密封的封闭。按这种方式介质室可靠地与海水室隔离。这不可能导致相应的介质的过界。因此防止各后接的单元(其只应当与介质而不与海水发生接触)的损坏。在一个作用链中并且优选沿容纳壳体的纵向方向看，可以有利地在补偿器装置上邻接压力传动装置和接着邻接介质室。这样的结构是特别紧凑的并且有利地特征在于，在设备内的运动方向是一致的并且不必通过机械的或液压的中间环节转向。这样的具有方向变化的力传递经常与能量损失相关联，其在按照本专利技术的设备中被避免。压力传动装置可以具有双活塞，该双活塞以其一个活塞邻接海水室并且以其另一活塞邻接介质室。这样的活塞的优点是，构成在两个压力室之间的中间室可以用于附加的密封。有利地在双活塞之间设置至少一个另外的第二介质室，其容纳高压介质。高压介质可以是工作气体、特别是氮气(N2)，工作气体处在一压力下，其为至少1巴、进一步优选至少100巴、进一步优选至少200巴、进一步优选至少300巴、进一步优选400巴。具有高压介质的第二介质室的优点是永久连接于储压室。储压室可以同心包围容纳壳体。这样的设置关于结构空间的有效的利用是有利的，因为它是特别紧凑的。通过连接扩宽的储压室，可以在较长的行程上提供较高的压力。按这种方式，第一介质室中的介质不仅通过海水的环境压力而且通过高压介质的压力被加载。第二介质室和/或储压室也可以在设备之外通过可连接于设备的第三构件构成，其例如为单独的储存器的形式。在双活塞之间可以设置至少一个另外的第三介质室，该第三介质室容纳低压介质、特别是真空。第二介质室和第三介质室可以由活塞分隔壁界定，活塞杆在该活塞分隔壁中可纵向移动地引导，双活塞装置的活塞分别固定在该活塞杆的端部区域上。通过低压介质、特别是工作气体、如氮气(N2)、或真空，使活塞(其被加载海水的环境压力)在对置的侧面上卸压。因此当从第一介质室排走介质时，活塞的运动受到较小的阻力或甚至不受到阻力。特别是第三介质室中的低压介质处在一压力下，其低于1巴、优选低于0.5巴。波纹管、活塞和活塞分隔壁分别具有相同的最大外径，该最大外径等于容纳壳体的均一的内壁直径。按这种方式容纳壳体可以构成管形的。因此容纳壳体在制造上是特别成本低的并且相对于环境压力影响是压力稳定的。至少双活塞装置的邻近海水室的活塞相对于容纳壳体的内壁借助于密封装置密封。按这种方式避免海水侵入双活塞装置中。此外阻止介质或工作气体从双活塞装置向海本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相对于环境压力调整介质压力的设备，在使用该设备时环境压力通过与深度相关的海水压力预定，其中海水压力对补偿器装置(35)起作用，该补偿器装置允许可逆的长度变化或延伸率变化；其特征在于，沿长度变化或延伸率变化的方向相继地存在补偿器装置(35)的至少两个补偿器元件(41)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·鲍尔，M·格罗本，A·阿尔贝特，
申请(专利权)人：贺德克技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE