[发明专利]一种活塞式深海用水下蓄能器

说明书

本发明涉及深海石油钻采技术领域，特别涉及深海作业的液压控制设备，是一种活塞式深海用水下蓄能器。在圆柱形缸体的两端分别螺纹固定液腔端盖和气腔端盖；在圆柱形缸体的内部滑动配合有动活塞；动活塞将缸体分为液腔、气腔、真空腔和海水腔四个腔，巧妙的利用海水自身的静水压力，使蓄能器在深海工作时不受静水压力影响，提高水下蓄能器有效液的排出和工作效率，减少结构尺寸和降低制造成本，从而满足深海油气开发需要。

技术领域

本发明涉及深海石油钻采技术领域，特别涉及深海作业的液压控制设备，是一种活塞式深海用水下蓄能器。

背景技术

随着我国经济的快速发展，油气资源的需求与日俱增，陆地油气资源储备已无法满足需求，我国油气勘探开发已开始由陆地、浅水到深水海域转移，这对深海钻采设备使用的蓄能器提出更高要求。随着水深的增加，由于静水压力的影响，蓄能器所受压力逐渐增大而有效容积逐渐减小，进而导致蓄能器所排出的有效液量越来越小，工作效率越来越低，同时增大了零件尺寸。当达到一定水深时，常规蓄能器将不再适用。为了满足深海钻采设备正常工作需要，需开发新的水下蓄能器。

发明内容

本发明的目的：为了克服海水静水压力对蓄能器有效容积的影响，提高水下蓄能器有效液的排出，利用海水静水压力为深海作业的水下液压设备提供充足的能量，提高了工作效率，降低了结构尺寸和制造成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种活塞式深海用水下蓄能器，主要由液腔端盖、缸体、密封丝堵、导向环Ⅰ、导向环Ⅱ、导向环Ⅲ、海水过滤器、气腔端盖、保护帽、单向充气阀、动活塞组成；其特征在于：所述圆柱形缸体的一端螺纹固定液腔端盖，另一端螺纹固定气腔端盖；所述液腔端盖有与液腔连通的液腔通孔，液腔通孔外端设置有锥形内螺纹；所述气腔端盖外端面中心处有沉头槽，沉头槽中心有与气腔连通的气腔通孔，气腔通孔外端固定有单向充气阀，在气腔端盖外端面螺钉固定有保护帽；所述圆柱形缸体与阶梯型动活塞滑动配合，阶梯型动活塞小直径段与缸体形成真空腔，缸体有与真空腔连通的真空腔通孔，在真空腔通孔外端固定有密封丝堵；所述圆柱形缸体与阶梯形动活塞滑动配合，动活塞大直径端部与缸体和气腔端盖共同形成海水腔，缸体有与海水腔连通的海水腔通孔，在海水腔通孔外端连接有海水过滤器，海水过滤器可用海水补偿器替换；所述动活塞与气腔端盖滑动配合共同形成气腔。

所述动活塞为一端封闭一端开口的阶梯型筒形结构。

所述气腔端盖内端孔内径与动活塞小直径段内径相同，气腔端盖内端外径与动活塞大直径段内径相同。

在液腔端盖与缸体之间有密封垫片和密封圈；在气腔端盖与缸体之间有密封垫片和密封圈；在动活塞小直径段与缸体之间有密封圈和导向环Ⅲ，动活塞大直径段与缸体之间有密封圈和导向环Ⅰ；动活塞与气腔端盖内端之间有密封圈和导向环Ⅱ。

真空腔通孔端部有凹槽。

根据本发明一种活塞式深海用水下蓄能器的结构原理，能衍生2种不同的形式：一种形式在气腔内加弹簧，即在动活塞的内端面上固定有压缩弹簧。利用弹簧压缩后储存能量的原理与气体压缩后储存能力原理相同。另一种形式在气腔内同时加入弹簧和充入一定压力的气体。2种形式的活塞式深海水下蓄能器都能利用海水的静水压力，增加弹簧后，可提高活塞的反应速度。

本发明的有益效果：本发明活塞式深海用水下蓄能器，通过动、静活塞将缸体分为液压腔、真空腔、海水腔和气腔，巧妙利用海水自身的静水压力，使蓄能器在深海工作时不受海水静水压力的影响，提高了蓄能器的有效液量排出和工作效率，降低了结构尺寸和制造成本。

附图说明

图1是本发明一种活塞式深海用水下蓄能器结构剖面示意图，是预充压状态示意图；

图2是本发明一种活塞式深海用水下蓄能器结构示意图，是蓄能状态示意图。

图3是本发明一种活塞式深海用水下蓄能器结构示意图，是释放状态示意图。