被动式波浪补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种被动式波浪补偿装置，包括控制单元、补偿执行单元、传感器单元和供油控制单元；其中，传感器单元包括设置在蓄能器和液压油缸的活塞上的位置传感器；传感器单元的数据输出端连接控制单元的数据采集端，控制单元的第一供油控制端连接供油控制单元的第一受控端，控制单元的第二供油控制端连接供油控制单元的第二受控端，控制单元的第一排气控制端连接设置在高压工作气瓶的排气口处的排气模块的控制信号输入端；本发明专利技术能够自动地将蓄能器和液压油缸中的活塞调整至合适的初始位置，简化了调整过程，增加了调整的准确性，有效地提高了工作效率。

Passive wave compensator

The invention discloses a passive heave compensation device, which comprises a control unit, compensation execution unit, sensor unit and fuel control unit; wherein, the sensor unit comprises a position sensor is arranged in the piston accumulator and hydraulic cylinder on the end; data acquisition data sensor unit is connected with the output end of the control unit, the first controlled end control the first fuel control unit is connected with the oil control unit, second fuel control unit control terminal second connection control unit controlled supply side control signal input terminal of the control terminal is connected to a first exhaust control unit is arranged in the exhaust pressure exhaust module working cylinder outlet; the invention can automatically accumulator the piston in the hydraulic cylinder and the adjustment to the initial position right, simplifies the adjustment process and increase the accuracy of the adjustment, effective The work efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及波浪补偿领域，尤其涉及一种被动式波浪补偿装置。
技术介绍
进行海洋钻井作业时，钻井船和大钩会在海浪的作用下产生周期性升沉运动，相应的，钻柱也会产生相应的升沉运动，从而引起钻压的变化，这可能导致钻头脱离井底，使得钻井作业暂停，甚至可能损坏钻头，造成巨大的经济损失。为此，现有技术多在钻井设备中增设被动式波浪补偿装置来解决上述问题。被动式波浪补偿装置是一种依靠海浪的举升力和钻井船自身的重力来控制其液压油缸中的活塞杆的移动，从而压缩和释放其蓄能器中的气体来补偿大钩的升沉位移的被动式波浪补偿装置。通常，在被动式波浪补偿装置进行波浪补偿之前，需要先完成准备工作，即分别为装置中的蓄能器、高压工作气瓶和液压油缸充气和充油，以将蓄能器的活塞和液压油缸的活塞调整至合适的初始位置。现有的被动式波浪补偿装置需由用户观察活塞的位置，根据活塞的当前位置，手动控制相关的阀门，从而实现活塞的初始位置的调整。然而，现有技术存在诸多不足，例如，在调整过程中，通常需要用户反复地调整阀门，调整过程繁琐，工作效率较低，并且，部分用户的观察能力及操作灵活性较低，这容易造成活塞位置偏差，影响装置的正常使用，更严重地，若用户操作不当，可能会引发危险事故。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种被动式波浪补偿装置，能够自动地将蓄能器和液压油缸中的活塞调整至合适的初始位置。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种被动式波浪补偿装置，包括控制单元、补偿执行单元、传感器单元和供油控制单元；所述控制单元具有第一供油控制端、第二供油控制端、第一排气控制端和数据采集端；所述补偿执行单元包括第一蓄能器、第二蓄能器、高压工作气瓶、排气模块以及对称设置在大钩的两端的第一液压油缸和第二液压油缸；所述第一液压油缸包括第一无杆腔油口、第一活塞和用于连接所述大钩的第一活塞杆，所述第二液压油缸包括第二无杆腔油口、第二活塞和用于连接所述大钩的第二活塞杆；所述第一无杆腔油口通过所述第一蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口，所述第二无杆腔油口通过所述第二蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述高压工作气瓶的排气口连接所述排气模块的进气口；所述排气模块的控制信号输入端连接所述控制单元的第一排气控制端；所述传感器单元具有数据输出端，所述数据输出端连接所述控制单元的数据采集端；所述传感器单元包括设置在所述第一蓄能器的活塞上的第一位置传感器、设置在所述第二蓄能器的活塞上的第二位置传感器、设置在所述第一活塞上的第三位置传感器和设置在所述第二活塞上的第四位置传感器；所述供油控制单元具有第一受控端、第二受控端、第一出油口、第二出油口和用于连接油泵的第一出油口的进油口，所述第一受控端连接所述控制单元的第一供油控制端，所述第二受控端连接所述控制单元的第二供油控制端，所述第一出油口连接所述第一无杆腔油口，所述第二出油口连接所述第二无杆腔油口。优选地，所述排气模块包括工作气瓶电控阀和工作气瓶排气阀；所述工作气瓶电控阀的进气口为所述排气模块的进气口，所述工作气瓶电控阀的出气口连接所述工作气瓶排气阀，所述工作气瓶电控阀的控制信号输入端为所述排气模块的控制信号输入端。优选地，所述控制单元为PLC控制器。优选地，所述补偿执行单元还包括第一安全隔离阀和第二安全隔离阀；所述控制单元还具有隔离控制端；所述第一安全隔离阀设置在所述第一无杆腔油口和所述第一蓄能器之间，且所述第一安全隔离阀的控制信号输入端连接所述控制单元的隔离控制端；所述第二安全隔离阀设置在所述第二无杆腔油口和所述第二蓄能器之间，且所述第二安全隔离阀的控制信号输入端连接所述控制单元的隔离控制端。优选地，所述被动式波浪补偿装置还包括充气控制单元；所述充气控制单元包括工作气体导通阀、工作气体调压阀以及用于连接空压机的出气口的总进气口；所述总进气口依次通过所述工作气体导通阀和所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口。优选地，所述充气控制单元还包括第一控制气阀、第二控制气阀、控制气体调压阀、低压控制气瓶、第三控制气阀、第一电控阀和第一气动执行器；所述控制单元还具有充气控制端；所述第一气动执行器用于控制所述工作气体导通阀的开启和关闭；所述总进气口依次通过所述工作气体导通阀和所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口，具体为：所述总进气口通过第一控制气阀连接所述工作气体导通阀的进气口，所述总进气口还通过所述第二控制气阀连接所述控制气体调压阀的进气口；所述控制气体调压阀的低压气体出口连接所述低压控制气瓶的气体进出口；所述低压控制气瓶的气体进出口还通过所述第三控制气阀连接所述第一电控阀的进气口；所述第一电控阀的出气口通过所述第一气动执行器连接所述工作气体导通阀，所述工作气体导通阀的出气口通过所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述第一电控阀的控制信号输入端连接所述控制单元的充气控制端。优选地，所述充气控制单元还包括第四控制气阀、第二电控阀、第二气动执行器和工作排气阀；所述控制单元还包括第二排气控制端；所述工作排气阀的进气口连接所述工作气体导通阀的进气口；所述低压控制气瓶的气体进出口还通过所述第四控制气阀连接所述第二电控阀的进气口，所述第二电控阀的出气口通过所述第二气动执行器连接所述工作排气阀的开关端口；所述第二电控阀的控制信号输入端连接所述控制单元的第二排气控制端。优选地，所述供油控制单元还包括第一调压溢流阀、单向导通阀、第一过滤器、第二过滤器和第一电液换向阀；所述第一调压溢流阀的进油口为所述供油控制单元的第一进油口，所述第一调压溢流阀的出油口通过所述单向导通阀连接所述第一过滤器的进油口，所述第一调压溢流阀的回油口连接所述第二过滤器的进油口；所述第二过滤器的出油口用于连接油箱；所述第一过滤器的出油口连接所述第一电液换向阀的进油口；所述第一电液换向阀的第一出油口为所述供油控制单元的第一出油口，所述第一电液换向阀的第二出油口为所述供油控制单元的第二出油口，所述第一电液换向阀的第一控制信号输入端为所述供油控制单元的第一受控端，所述第一电液换向阀的第二控制信号输入端为所述供油控制单元的第二受控端。优选地，所述供油控制单元还包括用于连接油泵的第二出油口的第二进油口；所述供油控制单元还包括第二调压溢流阀；所述第二调压溢流阀的进油口为所述供油控制单元的第二进油口，所述第二调压溢流阀的出油口连接所述第一过滤器的进油口，所述第二调压溢流阀的回油口连接所述第二过滤器的进油口。优选地，所述供油控制单元还包括用于连接油泵的第二出油口的第二进油口；所述第一液压油缸还具有第一有杆腔油口，所述第二液压油缸还具有第二有杆腔油口；所述控制单元还具有第三供油控制端、第四供油控制端；所述供油控制单元还具有第三出油口、第四出油口、第三受控端、第四受控端；所述第三出油口连接所述第一有杆腔油口，所述第四出油口连接所述第二有杆腔油口，所述第三受控端连接所述控制单元的第三供油控制端，所述第四受控端连接所述控制单元的第四供油控制端；所述供油控制单元包括第三调压溢流阀、第三过滤器、第四过滤器、第二电液换向阀和第三电液换向阀；所述第三调压溢流阀的进油口为所述供油控制单元的第一进油口，所述第三调压溢流阀的出油口连接所述第三过滤器的进油口，所述第三调压溢流阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动式波浪补偿装置，其特征在于，包括控制单元、补偿执行单元、传感器单元和供油控制单元；所述控制单元具有第一供油控制端、第二供油控制端、第一排气控制端和数据采集端；所述补偿执行单元包括第一蓄能器、第二蓄能器、高压工作气瓶、排气模块以及对称设置在大钩的两端的第一液压油缸和第二液压油缸；所述第一液压油缸包括第一无杆腔油口、第一活塞和用于连接所述大钩的第一活塞杆，所述第二液压油缸包括第二无杆腔油口、第二活塞和用于连接所述大钩的第二活塞杆；所述第一无杆腔油口通过所述第一蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口，所述第二无杆腔油口通过所述第二蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述高压工作气瓶的排气口连接所述排气模块的进气口；所述排气模块的控制信号输入端连接所述控制单元的第一排气控制端；所述传感器单元具有数据输出端，所述数据输出端连接所述控制单元的数据采集端；所述传感器单元包括设置在所述第一蓄能器的活塞上的第一位置传感器、设置在所述第二蓄能器的活塞上的第二位置传感器、设置在所述第一活塞上的第三位置传感器和设置在所述第二活塞上的第四位置传感器；所述供油控制单元具有第一受控端、第二受控端、第一出油口、第二出油口和用于连接油泵的第一出油口的进油口，所述第一受控端连接所述控制单元的第一供油控制端，所述第二受控端连接所述控制单元的第二供油控制端，所述第一出油口连接所述第一无杆腔油口，所述第二出油口连接所述第二无杆腔油口。...

【技术特征摘要】
1.一种被动式波浪补偿装置，其特征在于，包括控制单元、补偿执行单元、传感器单元和供油控制单元；所述控制单元具有第一供油控制端、第二供油控制端、第一排气控制端和数据采集端；所述补偿执行单元包括第一蓄能器、第二蓄能器、高压工作气瓶、排气模块以及对称设置在大钩的两端的第一液压油缸和第二液压油缸；所述第一液压油缸包括第一无杆腔油口、第一活塞和用于连接所述大钩的第一活塞杆，所述第二液压油缸包括第二无杆腔油口、第二活塞和用于连接所述大钩的第二活塞杆；所述第一无杆腔油口通过所述第一蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口，所述第二无杆腔油口通过所述第二蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述高压工作气瓶的排气口连接所述排气模块的进气口；所述排气模块的控制信号输入端连接所述控制单元的第一排气控制端；所述传感器单元具有数据输出端，所述数据输出端连接所述控制单元的数据采集端；所述传感器单元包括设置在所述第一蓄能器的活塞上的第一位置传感器、设置在所述第二蓄能器的活塞上的第二位置传感器、设置在所述第一活塞上的第三位置传感器和设置在所述第二活塞上的第四位置传感器；所述供油控制单元具有第一受控端、第二受控端、第一出油口、第二出油口和用于连接油泵的第一出油口的进油口，所述第一受控端连接所述控制单元的第一供油控制端，所述第二受控端连接所述控制单元的第二供油控制端，所述第一出油口连接所述第一无杆腔油口，所述第二出油口连接所述第二无杆腔油口。2.如权利要求1所述的被动式波浪补偿装置，其特征在于，所述排气模块包括工作气瓶电控阀和工作气瓶排气阀；所述工作气瓶电控阀的进气口为所述排气模块的进气口，所述工作气瓶电控阀的出气口连接所述工作气瓶排气阀，所述工作气瓶电控阀的控制信号输入端为所述排气模块的控制信号输入端。3.如权利要求1所述的被动式波浪补偿装置，其特征在于，所述控制单元为PLC控制器。4.如权利要求1所述的被动式波浪补偿装置，其特征在于，所述补偿执行单元还包括第一安全隔离阀和第二安全隔离阀；所述控制单元还具有隔离控制端；所述第一安全隔离阀设置在所述第一无杆腔油口和所述第一蓄能器之间，且所述第一安全隔离阀的控制信号输入端连接所述控制单元的隔离控制端；所述第二安全隔离阀设置在所述第二无杆腔油口和所述第二蓄能器之间，且所述第二安全隔离阀的控制信号输入端连接所述控制单元的隔离控制端。5.如权利要求1所述的被动式波浪补偿装置，其特征在于，所述被动式波浪补偿装置还包括充气控制单元；所述充气控制单元包括工作气体导通阀、工作气体调压阀以及用于连接空压机的出气口的总进气口；所述总进气口依次通过所述工作气体导通阀和所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口。6.如权利要求5所述的被动式波浪补偿装置，其特征在于，所述充气控制单元还包括第一控制气阀、第二控制气阀、控制气体调压阀、低压控制气瓶、第三控制气阀、第一电控阀和第一气动执行器；所述控制单元还具有充气控制端；所述第一气动执行器用于控制所述工作气体导通阀的开启和关闭；所述总进气口依次通过所述工作气体导通阀和所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口，具体为：所述总进气口通过第一控制气阀连接所述工作气体导通阀的进气口，所述总进气口还通过所述第二控制气阀连接所述控制气体调压阀的进气口；所述控制气体调压阀的低压气体出口连接所述低压控制气瓶的气体进出口；所述低压控制气瓶的气体进出口还通过所述第三控制气阀连接所述第一电控阀的进气口；所述第一电控阀的出气口通过所述第一气动执行器连接所述工作气体导通阀，所述工作气体导通阀的出气口通过所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏士斌，林洪山，丘秉焱，周晓莹，陈世明，张吉，邹福顺，张雷，刘英策，
申请(专利权)人：广州文冲船厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44