本发明专利技术涉及深海液压打桩技术领域，尤其涉及一种深海液压打桩锤气液组合式压力补偿装置，包括设于水面以上的压缩空气储罐、高压空压机、空压机电机和空气控制阀组；以及设于水面以下的压力补偿器壳体、吸油过滤器、回油过滤器、油泵、油泵电机、液压控制系统和液压执行系统；高压空压机分别与空压机电机、压缩空气储罐和空气控制阀组连接，空气控制阀组通过脐带缆与压力补偿器壳体连接。本发明专利技术通过压力补偿器壳体水腔、空气腔、液压油腔设计，水腔水下环境压力传递至空气腔，空气腔再将压力传递至补偿器活塞，补偿器活塞再将压力传递至液压油腔；海水不再与补偿器活塞接触，补偿器活塞运动配合孔壁不会因海水腐蚀而使得补偿器活塞密封失效。密封失效。密封失效。
【技术实现步骤摘要】
一种深海液压打桩锤气液组合式压力补偿装置
[0001]本专利技术涉及深海液压打桩
，尤其涉及一种深海液压打桩锤气液组合式压力补偿装置。
技术介绍
[0002]深海液压打桩锤的工作水深范围通常为400～2500m。这就意味着深海液压打桩锤在海水下承受的环境压力最大达到25MPa，由于水深压力大，深海液压打桩锤必须能够承超高的环境压力、海水腐蚀，技术要求高。随着深海水下油气开发、浮式海上风电、深海水下安装等深海水下工程的逐渐发展，深海液压打桩锤的成长空间巨大。
[0003]对于深海液压系统，为了保证液压系统部件不被深海的压力所破坏，通常采取如下两种措施：
[0004]一、采用大壁厚或带加强筋设计的密闭容器方法，抵抗深海压力，密闭容器外部为深海压力，密闭容器内部为水面以上的空气环境压力。中国专利文献Z2017101768591一种深水液压系统，液压舱壳体外侧沿周向焊有圆形加强筋，能够增大液压舱对外部海水高压的承受能力，从而能够在大深度海水环境中应用。
[0005]此种方法的不足之处：大壁厚或带加强筋设计使得水下设备重量成倍增大，既浪费材料制造成本升高，又会带来水下设备运动机动性差的弊端。
[0006]二、采用压力平衡补偿措施：当液压系统内部所充装的液体因执行系统工作(如油缸的进、排油)产生油箱容积变化；或随着水下深度压力变化产生容积变化时，或随着水下稳度变化产生容积变化时，利用压力补偿器对液压系统进行压力容积补偿。即当液体容积变大时，液压系统内多余的液体介质可以回流至压力补偿器中，当液体容积变小时，液压系统内不足的的液体介质容积可以从压力补偿器中得到补充，以使深水液压打桩锤液压系统的压力保持稳定。中国专利文献Z2021103040814一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统，采用动态压力补偿系统，平衡和补偿深海海水压力与液压系统压力之间压差，利用压力分腔独立补偿，实现闭式液压系统回油压力与深海外界压力保持一致。
[0007]此种方法的不足之处：压力补偿系统的补偿介质直接利用海水，海水直接计入补偿器，海水会将补偿器内壁腐蚀，造成补偿器失效；或者因海水中的泥沙进入补偿器内部，使得补偿器发生故障。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0010]一种深海液压打桩锤气液组合式压力补偿装置，包括设于水面以上的压缩空气储罐、高压空压机、空压机电机和空气控制阀组；以及设于水面以下的压力补偿器壳体、吸油过滤器、回油过滤器、油泵、油泵电机、液压控制系统和液压执行系统；
[0011]所述高压空压机分别与空压机电机、压缩空气储罐和空气控制阀组连接，所述空
气控制阀组通过脐带缆与压力补偿器壳体连接；
[0012]所述压力补偿器壳体内上端部设有空气腔，所述压力补偿器壳体内下端部设有水腔，所述水腔的下端通向海水，所述水腔的上端与空气腔连通；
[0013]所述压力补偿器壳体内设有活塞运动腔，所述活塞运动腔的上方与空气腔连通，所述活塞运动腔内安装有补偿器活塞，所述活塞运动腔的下方设有液压油腔；
[0014]所述液压油腔的下端分别连接有吸油管路和回油管路，所述吸油管路上设有吸油过滤器，所述回油管路上设有回油过滤器，所述吸油过滤器通过油泵与控制系统连接，所述油泵与油泵电机连接，所述控制系统分别与液压执行系统和回油过滤器连接。
[0015]通过采用上述技术方案：通过压力补偿器壳体水腔、空气腔、液压油腔设计，水腔水下环境压力传递至空气腔，空气腔再将压力传递至补偿器活塞，补偿器活塞再将压力传递至液压油腔；海水不再与补偿器活塞接触，补偿器活塞运动配合孔壁不会因海水腐蚀而使得补偿器活塞密封失效。
[0016]优选地，所述脐带缆通过内置的空气管路与压力补偿器壳体内上端部的空气腔连接，由高压空压机产生的压缩空气经空气控制阀组调节通过脐带缆内的空气管路输送至压力补偿器壳体的空气腔内，从而保证压缩空气腔的压力稍大于或一致于水下环境压力。
[0017]优选地，所述压力补偿器壳体左侧设有液位传感器，所述液位传感器的上端与空气腔连接，所述液位传感器的下端与水腔连接，且水腔的液面保持于液位传感器上下端连接管口之间。
[0018]通过采用上述技术方案：通过在水腔、空气腔之间设置液位传感器，实时检测水位，并借助高压空压机、压缩空气储罐、空气控制阀组、脐带缆，实时控制水腔、空气腔之间的水位。
[0019]优选地，所述空气腔上连接有溢流阀。
[0020]通过采用上述技术方案：通过在空气腔上设置溢流阀，因回油压力冲击而引起空气腔内压力升高时，可从溢流阀溢出部分空气，避免压力补偿器壳体压力升高涨裂。
[0021]优选地，所述空气腔与活塞运动腔之间设有补偿器空气入口，所述水腔的底部设有水入口。
[0022]通过采用上述技术方案：通过水腔下端通向海水，水腔上端与空气腔连通，使得空气腔内的空气受海水压力作用，其内的空气压力与海水压力一致。
[0023]优选地，所述补偿器活塞上分别安装有补偿器活塞密封圈和位移传感器。
[0024]通过采用上述技术方案：通过设置位移传感器，实时检测补偿器活塞位置。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]1、本专利技术通过压力补偿器壳体水腔、空气腔、液压油腔设计，水腔水下环境压力传递至空气腔，空气腔再将压力传递至补偿器活塞，补偿器活塞再将压力传递至液压油腔；海水不再与补偿器活塞接触，补偿器活塞运动配合孔壁不会因海水腐蚀而使得补偿器活塞密封失效。
[0027]2、本专利技术通过在空气腔设置溢流阀，因回油压力冲击而引起空气腔内压力升高时，可从溢流阀溢出部分空气，避免压力补偿器壳体压力升高涨裂。
[0028]3、本专利技术通过空气控制阀组的调节，在深海液压打桩锤的下放过程中同步增加空气压力，并保持海水压力一致，补偿器壳体水腔内外压力平衡；在深海液压打桩锤的打桩过
程中，补充因回油压力冲击泄露的空气压力；在深海液压打桩锤的回收过程中关闭向下输送空气压力，因水深逐步减小，压力补偿器壳体空气腔内的空气体积膨胀，并从水入口溢出。
[0029]4、本专利技术通过在水腔、空气腔之间设置液位传感器，实时检测水位，并借助高压空压机、压缩空气储罐、空气控制阀组、脐带缆，实时控制水腔、空气腔之间的水位，保证海水不能进入补偿器活塞部位。
[0030]5、本专利技术通过设置位移传感器，实时检测补偿器活塞位置，在液压油发生泄漏、补偿器活塞位置错误时，停止油泵运转，避免补偿器活塞位置处于下死点时油泵吸油导致的油腔内压力急剧下降——继而导致油腔被海水环境压力压瘪变形。
[0031]6、本专利技术借用了深海液压打桩锤为营造锤芯运动空间为低密度介质空间而必须使用的高压空压机，减少了制造成本。
[0032]7、本专利技术借用了深海液压打桩锤为向深海输送电力而必须使用的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深海液压打桩锤气液组合式压力补偿装置，其特征在于，包括设于水面以上的压缩空气储罐(1)、高压空压机(2)、空压机电机(3)和空气控制阀组(4)；以及设于水面以下的压力补偿器壳体(8)、吸油过滤器(18)、回油过滤器(19)、油泵(20)、油泵电机(21)、液压控制系统(22)和液压执行系统(23)；所述高压空压机(2)分别与空压机电机(3)、压缩空气储罐(1)和空气控制阀组(4)连接，所述空气控制阀组(4)通过脐带缆(6)与压力补偿器壳体(8)连接；所述压力补偿器壳体(8)内上端部设有空气腔(9)，所述压力补偿器壳体(8)内下端部设有水腔(15)，所述水腔(15)的下端通向海水，所述水腔(15)的上端与空气腔(9)连通；所述压力补偿器壳体(8)内设有活塞运动腔(14)，所述活塞运动腔(14)的上方与空气腔(9)连通，所述活塞运动腔(14)内安装有补偿器活塞(12)，所述活塞运动腔(14)的下方设有液压油腔(17)；所述液压油腔(17)的下端分别连接有吸油管路和回油管路，所述吸油管路上设有吸油过滤器(18)，所述回油管路上设有回油过滤器(19)，所述吸油过滤器(18)通过油泵(20)与控制系统(22)连接，所述油泵(20)与油泵电机(21)连接，所述控制系统(22)分别与液压...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹喻镔，陈太清，张锋，刘鹏鹏，杨顺钦，王爱军，张为军，韩伟，
申请(专利权)人：中机锻压江苏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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