本說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的實(shí)施例大體上涉及壓力調(diào)節(jié)器。確切地說(shuō)，本說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的實(shí)施例涉及壓力調(diào)節(jié)器，其中流量受導(dǎo)向壓力控制。

背景技術(shù)：

鉆井系統(tǒng)通常用于開(kāi)采地球中的石油、天然氣和其他地下資源。這些鉆井系統(tǒng)可以根據(jù)所需資源的位置而設(shè)置在陸地上或海上。此外，此類(lèi)系統(tǒng)包括控制鉆井或抽采操作的各種部件，例如閥。通常，這些部件中的一些部件通過(guò)壓力變化進(jìn)行控制，例如，由液壓控制系統(tǒng)提供的液壓變化。

在一些此類(lèi)系統(tǒng)中，液壓壓力調(diào)節(jié)器可用于以所調(diào)節(jié)的工作流體壓力向下游部件例如電磁閥或bop閘板提供流體。一種常用類(lèi)型的液壓壓力調(diào)節(jié)器具有控制活塞，所述控制活塞響應(yīng)于調(diào)節(jié)器內(nèi)的壓力大小而來(lái)回移動(dòng)，以打開(kāi)和關(guān)閉調(diào)節(jié)器的供給口和排放口。隨著調(diào)節(jié)器中的控制活塞向關(guān)閉位置移動(dòng)，關(guān)聯(lián)功能部件(function)中的操作活塞對(duì)應(yīng)地向關(guān)閉位置移動(dòng)，并且流量的突然減少可能導(dǎo)致下游部件中的振動(dòng)。所述振動(dòng)被稱(chēng)為流體錘或者水錘。所述振動(dòng)可以導(dǎo)致設(shè)備退化，并且隨時(shí)間的推移，可能導(dǎo)致設(shè)備故障和其他問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種減少bop系統(tǒng)中的液壓沖擊的方法，所述bop系統(tǒng)包括壓力調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)器活塞，所述壓力調(diào)節(jié)器具有輸入口和輸出口，所述調(diào)節(jié)器活塞基于經(jīng)由導(dǎo)向口施加到所述調(diào)節(jié)器活塞的液壓壓力的變化在打開(kāi)位置與關(guān)閉之間移動(dòng)，所述打開(kāi)位置在所述輸入口與所述輸出口之間建立流體通道，以便流體可以在兩者之間移動(dòng)，并且所述關(guān)閉位置將所述流體通道切斷。所述方法包括以下步驟：?jiǎn)?dòng)功能部件，以及在執(zhí)行所述功能部件時(shí)監(jiān)測(cè)所述功能部件的狀態(tài)，以預(yù)測(cè)所述功能部件臨近結(jié)束其循環(huán)的時(shí)間。所述方法進(jìn)一步包括：將關(guān)于所述功能部件的所述狀態(tài)的信息傳輸?shù)娇刂破?，所述控制器控制?jīng)由所述導(dǎo)向口施加到所述調(diào)節(jié)器活塞的液壓壓力量；以及確定所述功能部件在結(jié)束其循環(huán)之前達(dá)到預(yù)定狀態(tài)的時(shí)間。此外，所述方法包括在所述功能部件達(dá)到所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，經(jīng)由所述導(dǎo)向口調(diào)整所述調(diào)節(jié)器活塞上的液壓壓力，以開(kāi)始將所述調(diào)節(jié)器活塞向關(guān)閉位置移動(dòng)。

本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施例包括一種通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器打開(kāi)和關(guān)閉流體流動(dòng)通道的方法。所述方法包括以下步驟：在所述壓力調(diào)節(jié)器的外殼上的離散位置處提供輸入口和輸出口以及導(dǎo)向口；以及在所述外殼內(nèi)提供調(diào)節(jié)器活塞。所述調(diào)節(jié)器活塞能夠在所述外殼內(nèi)沿所述調(diào)節(jié)器活塞的縱軸移動(dòng)，并且具有允許流體流通過(guò)所述調(diào)節(jié)器活塞的中空部分。所述調(diào)節(jié)器活塞在所述中空部分至少部分與所述輸入口和輸出口對(duì)準(zhǔn)時(shí)處于打開(kāi)位置，以便流體在所述輸入口與輸出口之間流動(dòng)，并且在所述中空部分不與所述輸入口和輸出口對(duì)準(zhǔn)時(shí)處于關(guān)閉位置。所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)器活塞上的液壓壓力來(lái)控制所述調(diào)節(jié)器活塞在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間的移動(dòng)，所述液壓壓力經(jīng)由所述導(dǎo)向口提供。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供一種減少液壓沖擊的壓力調(diào)節(jié)器，用于控制bop組套上的功能部件，所述壓力調(diào)節(jié)器包括外殼和調(diào)節(jié)器活塞，所述外殼具有輸入口、輸出口和導(dǎo)向口，所述調(diào)節(jié)器活塞具有中空部分并且被所述外殼圍繞。所述調(diào)節(jié)器活塞能夠在外殼內(nèi)在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)，所述調(diào)節(jié)器活塞在所述中空部分將所述輸入口與所述輸出口連接時(shí)處于打開(kāi)位置，以允許所述輸入口與所述輸出口之間壓力連通，并且在所述中空部分與所述輸入口或輸出口中的一者或者兩者不對(duì)準(zhǔn)時(shí)處于關(guān)閉位置，以使所述輸入口與所述輸出口之間不存在壓力連通。此外，所述調(diào)節(jié)器活塞的一部分與所述導(dǎo)向口壓力連通，以使所述導(dǎo)向口中受控的壓力變化使所述調(diào)節(jié)器活塞在所述打開(kāi)位置與所述關(guān)閉位置之間移動(dòng)，反之亦然。

附圖說(shuō)明

閱讀本發(fā)明的非限定實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明并且查看附圖可更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓力調(diào)節(jié)器的等距視圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的bop組套的側(cè)視圖，其中所述bop組套包括圖1中的壓力調(diào)節(jié)器；

圖3示出沿圖1線3-3截取的圖1壓力調(diào)節(jié)器的截面圖，其中調(diào)節(jié)器活塞處于打開(kāi)位置中；

圖4示出沿圖1線3-3截取的圖1壓力調(diào)節(jié)器的截面圖，其中調(diào)節(jié)器活塞處于關(guān)閉位置中；

圖5a是已知功能部件在其沖程期間的位置的圖形表示；

圖5b是在圖5a功能部件的沖程期間的壓力的圖形表示，包括液壓沖擊；

圖6是液壓回路圖，其中包括根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓力調(diào)節(jié)器；

圖7是示出使用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的壓力調(diào)節(jié)器控制的功能部件的活塞的圖形表示；

圖8a是示出當(dāng)導(dǎo)向壓力設(shè)定在預(yù)定水平時(shí)，本發(fā)明的壓力調(diào)節(jié)器中的流體流量與導(dǎo)向壓力之間的關(guān)系；

圖8b是示出當(dāng)導(dǎo)向壓力設(shè)定在圖8a中所示值的替代預(yù)定水平時(shí)，本發(fā)明的壓力調(diào)節(jié)器中流體流量與導(dǎo)向壓力之間關(guān)系的圖表；

圖8c是示出當(dāng)導(dǎo)向壓力設(shè)定在圖8a和8b中所示值的替代預(yù)定水平時(shí)，本發(fā)明的壓力調(diào)節(jié)器中流體流量與導(dǎo)向壓力之間關(guān)系的圖表；以及

圖8d是示出當(dāng)導(dǎo)向壓力設(shè)定在圖8a-8c中所示值的替代預(yù)定水平時(shí)，本發(fā)明的壓力調(diào)節(jié)器中流體流量與導(dǎo)向壓力之間關(guān)系的圖表。

具體實(shí)施方式

參考以下優(yōu)選實(shí)施例和附圖說(shuō)明可進(jìn)一步了解本發(fā)明的以上方面、特征和優(yōu)勢(shì)，其中在附圖中，類(lèi)似的參考數(shù)字表示類(lèi)似的元件。下文涉及本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例。所公開(kāi)的實(shí)施例不得解釋成或者以其他方式用于限制本發(fā)明，包括權(quán)利要求書(shū)的范圍。此外，所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到，以下說(shuō)明擁有廣泛應(yīng)用，并且關(guān)于任何實(shí)施例的討論僅用于對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行示例性說(shuō)明，并且并不暗示本發(fā)明，包括權(quán)利要求書(shū)的范圍限于所述實(shí)施例。

現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的壓力調(diào)節(jié)器10。壓力調(diào)節(jié)器10包括調(diào)節(jié)器主體12以及一系列端口，如下文進(jìn)一步詳述。

圖2又示出了bop組套組件16，包括所述壓力調(diào)節(jié)器10附接到的底部海洋隔水管總成(lowermarineriserpackage，lmrp)17，以及下部組套(lowerstack)19。除其他部件之外，lmrp17包括控制箱21，用于控制bop組套16組件的部件。lmrp將流體從隔水管(未圖示)通過(guò)控制箱21輸送到下部組套19。

下部組套19包括典型bop特征，例如框架18，所述框架具有位于下端處的井口連接器20，用于連接到海底井口組件(未圖示)。通常，鉆孔穿過(guò)bop組套組件16，包括下部組套19，其中所述鉆孔可以包括管道。剪切閘板外殼22通常設(shè)置在管道閘板外殼24的上方。剪切閘板22包括剪切閘板塊(未圖示)，所述剪切閘板塊設(shè)置成在緊急情況下關(guān)閉鉆孔并且剪斷所述管道，以密封所述鉆井。管道閘板外殼24包括管道閘板塊(未圖示)，所述管道閘板塊設(shè)置成關(guān)閉所述鉆孔并且圍繞所述管道進(jìn)行密封，從而密封環(huán)繞所述管道的環(huán)帶。在圖2中所示的實(shí)施例中，有多組閘板外殼。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的壓力調(diào)節(jié)器10可以液壓連接到剪切和/或管道閘板外殼，以提供液壓壓力以關(guān)閉所述剪切和/或管道閘板塊，如下文進(jìn)一步詳述。壓力調(diào)節(jié)器10還可以用于液壓地控制bop組套的其他部件，例如節(jié)流閥和壓井閥。

現(xiàn)參見(jiàn)圖3，其中示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的壓力調(diào)節(jié)器10的截面圖。壓力調(diào)節(jié)器10包括調(diào)節(jié)器主體12。調(diào)節(jié)器活塞26可滑動(dòng)地設(shè)置在調(diào)節(jié)器主體12內(nèi)。在圖3中，調(diào)節(jié)器活塞26圖示成由兩個(gè)單獨(dú)的部分構(gòu)成。此設(shè)計(jì)允許在制造過(guò)程中簡(jiǎn)便地組裝。在其他實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器活塞可以由單個(gè)部件或者兩個(gè)以上的部件構(gòu)成。調(diào)節(jié)器活塞26經(jīng)由通道30與調(diào)節(jié)器主體12的出口28以及入口31流體連通。出口28又與功能部件例如一對(duì)bop閘板或閥連通。壓力調(diào)節(jié)器10的一個(gè)目的是幫助維持出口28處的恒定壓力。入口31與流體供應(yīng)系統(tǒng)例如液壓系統(tǒng)或累積器連通。

調(diào)節(jié)器活塞26包括內(nèi)部通道32，所述內(nèi)部通道又包括縱向活塞孔通道34以及與縱向活塞孔通道34相交的橫向活塞孔通道36。調(diào)節(jié)器主體12還可以包括調(diào)節(jié)器蓋38，所述調(diào)節(jié)器蓋附接到并且密封調(diào)節(jié)器主體12的端部。一個(gè)調(diào)節(jié)器蓋38具有延伸到調(diào)節(jié)器主體12中的突起40。所述突起是中空的，并且包圍縱向蓋孔通道42以及與縱向蓋孔通道42相交的橫向蓋孔通道44?？v向蓋孔通道42可以與縱向活塞孔通道34同軸。如圖所示，縱向活塞孔通道34的直徑足以接納突起40的至少一部分的插入，以便當(dāng)調(diào)節(jié)器主體12完全組裝時(shí)，調(diào)節(jié)器活塞26圍繞突起40的一部分。調(diào)節(jié)器活塞26能夠相對(duì)于突起40軸向移動(dòng)，并且調(diào)節(jié)器活塞26與突起40之間的接口通過(guò)調(diào)節(jié)器活塞軸承46引導(dǎo)。突起40的端部敞開(kāi)，以便流體能夠在縱向活塞孔通道34與縱向蓋孔通道42之間自由流動(dòng)。

除上述之后，調(diào)節(jié)器10還包括導(dǎo)向口47，所述導(dǎo)向口控制與調(diào)節(jié)器活塞26的內(nèi)部通道32相對(duì)的調(diào)節(jié)器活塞26的一端上的液壓壓力。所述液壓壓力可以通過(guò)將流體經(jīng)由導(dǎo)向口47引入鄰近調(diào)節(jié)器活塞26端部的空間49中而升高，并且通過(guò)從空間49去除流體而降低。導(dǎo)向口47的一個(gè)目的是幫助通過(guò)升高或降低調(diào)節(jié)器活塞26上的液壓壓力使調(diào)節(jié)器活塞26在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)。

另外如圖3中所示，調(diào)節(jié)器10可以視情況包括壓力回讀口51，所述壓力回讀口旨在提供通向外殼12內(nèi)部的通道，以讀取外殼12內(nèi)部的壓力讀數(shù)，所述壓力讀數(shù)可用于幫助確定經(jīng)由導(dǎo)向口47提供給空間49的適當(dāng)壓力。壓力調(diào)節(jié)器10還包括排放口53。有時(shí)，出口28中的壓力可能超出空間49中的導(dǎo)向壓力。當(dāng)此情況發(fā)生時(shí)，出口28中的所述高壓可以使調(diào)節(jié)器活塞26進(jìn)一步向關(guān)閉位置移動(dòng)，直到橫向活塞孔通道36部分與排放口53對(duì)準(zhǔn)。所述對(duì)準(zhǔn)允許流體經(jīng)由排放口53從調(diào)節(jié)器排出，直到出口28中的壓力恢復(fù)到空間49中的導(dǎo)向壓力，并且調(diào)節(jié)器活塞26返回到圖4中所示的關(guān)閉位置。

現(xiàn)在將參考圖3和圖4描述調(diào)節(jié)器10的功能。在附圖中，圖3示了出調(diào)節(jié)器10，其中活塞處于打開(kāi)位置(其中流動(dòng)通道在入口31和出口28之間沿流動(dòng)通道30打開(kāi))。如上所述，調(diào)節(jié)器活塞26與調(diào)節(jié)器主體12的出口28處于恒定流體連通狀態(tài)，不論其在調(diào)節(jié)器外殼12內(nèi)的位置。在圖3的打開(kāi)位置中，橫向活塞孔通道36也經(jīng)由通道30與入口31流體連通。通常，調(diào)節(jié)器活塞26處于打開(kāi)位置，因?yàn)槌隹?8處的壓力低于期望值。要補(bǔ)救此壓力不足，入口31處的流體可以以高于出口28處期望壓力的壓力提供。

例如，在圖3中所示的示例性實(shí)施例中，如果出口28處的壓力小于3000psi，并且操作員期望將出口28處的壓力提高到3000psi，則可以在入口31處以高于3000psi的壓力提供流體。在本實(shí)施例中，入口31處的較高壓力可提高出口28處的壓力。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖4，調(diào)節(jié)器活塞26圖示成處于關(guān)閉位置(入口31與出口28之間不存在流動(dòng)通道)。在所述關(guān)閉位置中，橫向活塞孔通道36不與入口31對(duì)準(zhǔn)，以便只有進(jìn)入或離開(kāi)縱向活塞孔通道34或橫向活塞孔通道36的流體通道穿過(guò)出口28。調(diào)節(jié)器活塞26在圖3中的打開(kāi)位置與圖4中的關(guān)閉位置之間的移動(dòng)可通過(guò)降低與調(diào)節(jié)器活塞26的端部相鄰的空間49中的液壓壓力來(lái)執(zhí)行。液壓壓力的降低可以通過(guò)經(jīng)由導(dǎo)向口47去除空間49中的流體來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在調(diào)節(jié)器活塞26從打開(kāi)位置向關(guān)閉位置移動(dòng)時(shí)可能發(fā)生的一個(gè)問(wèn)題是功能部件中發(fā)生液壓沖擊或者水錘。當(dāng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的流體被強(qiáng)制突然停止或更改方向時(shí)，將發(fā)生水錘現(xiàn)象。圖5a和5b是分別示出一些已知系統(tǒng)的功能部件在關(guān)閉過(guò)程中的位置和壓力梯度，并且旨在示出本發(fā)明所解決的水錘問(wèn)題。盡管圖5a和5b中所示的水錘是在功能部件本身中發(fā)生的，但是功能部件中的操作活塞的移動(dòng)對(duì)應(yīng)于并且受控于調(diào)節(jié)器10中的調(diào)節(jié)器活塞26的移動(dòng)。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖5a，其中從功能部件隨時(shí)間變化所處的位置的角度，示出了一些已知功能部件的沖程。如圖所示，在啟動(dòng)所述功能部件之前，其位置是靜止的，如該圖表中的部分50所示。在圖表的部分52中，功能部件的位置隨著所述功能部件從打開(kāi)位置，即線55所指示的位置向關(guān)閉位置，即線57所指示的位置移動(dòng)而改變。當(dāng)所述功能部件到達(dá)關(guān)閉位置時(shí)，所述功能部件的操作活塞幾乎會(huì)突然立即停止移動(dòng)。沖程結(jié)束時(shí)發(fā)生的這種突然停止圖示成出現(xiàn)在關(guān)閉位置57中的銳角59。

圖5b中的圖表示出了在圖5a的整個(gè)沖程期間，與所述功能部件相對(duì)應(yīng)的壓力，包括在許多已知系統(tǒng)中發(fā)生的水錘現(xiàn)象。確切地說(shuō)，該圖表中的部分74示出了當(dāng)功能部件點(diǎn)火時(shí)所述功能部件中的流體壓力。在此階段中，所述功能部件剛開(kāi)始移動(dòng)。該圖表中的部分76示出了當(dāng)功能部件啟動(dòng)時(shí)所述調(diào)節(jié)器中的流體壓力。如圖所示，在此階段中，所述壓力低于上一階段，但仍然穩(wěn)定。該圖表中的部分80示出了通常在功能部件完成時(shí)通常發(fā)生的情況。隨著功能部件完成，所述功能部件突然向關(guān)閉位置移動(dòng)并且壓力開(kāi)始驟升，然后振蕩，直到達(dá)到平衡。這就是水錘，并且它能夠損壞bop系統(tǒng)的部件。

一種減少或消除bop系統(tǒng)部件中的水錘的方式是在沖程的一部分期間，更好地控制調(diào)節(jié)器10中的調(diào)節(jié)器活塞26在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)，因?yàn)檎{(diào)節(jié)器活塞26的所述移動(dòng)與功能部件中的操作活塞的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)。這可以使用由控制器56(如圖6中所示)控制的導(dǎo)向口47實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，圖6中的液壓回路58的圖設(shè)計(jì)成模擬bop控制系統(tǒng)，并且用于示出可以如何構(gòu)造和運(yùn)作導(dǎo)向口47和控制器56以控制閥59或其他bop部件。控制器56可以是能夠接收數(shù)據(jù)并且使用邏輯生成輸出信號(hào)的任何裝置。例如，控制器56可以是可編程邏輯控制器(plc)。

如圖6中所示，用于驅(qū)動(dòng)閥59(或下部bop組套16中的其他功能部件)的液壓流體存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器60中。所述流體使用泵62泵送到調(diào)節(jié)器10。儲(chǔ)液器60與調(diào)節(jié)器10之間的流體流動(dòng)速率可以使用流量計(jì)64進(jìn)行測(cè)量，并且其壓力可以使用壓力傳感器66進(jìn)行測(cè)量?？梢蕴峁├鄯e器68以根據(jù)需要補(bǔ)充流量。盡管出于簡(jiǎn)明目的僅示出單個(gè)累積器68，但是本發(fā)明的系統(tǒng)中可使用任意數(shù)量的累積器。

調(diào)節(jié)器10可以如圖3和圖4中所示進(jìn)行構(gòu)造，并且調(diào)節(jié)器活塞26在調(diào)節(jié)器10內(nèi)的位置可以使用連接到控制器56和導(dǎo)向口47的一對(duì)閥70、71進(jìn)行控制。在實(shí)踐中，控制器56接收與功能部件的狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)，如下文進(jìn)一步詳述，并且確定是否經(jīng)由導(dǎo)向口47向調(diào)節(jié)器10添加流體，從而將調(diào)節(jié)器活塞26向打開(kāi)位置推動(dòng)，或者經(jīng)由導(dǎo)向口47從調(diào)節(jié)器10中去除流體，從而將調(diào)節(jié)器活塞26向關(guān)閉位置移動(dòng)。例如，閥71可以打開(kāi)以從來(lái)源73向調(diào)節(jié)器10的導(dǎo)向口47供應(yīng)流體，以提高調(diào)節(jié)器10的空間49中的壓力。或者，閥70可以打開(kāi)以將流體從調(diào)節(jié)器10的空間49排出，以降低調(diào)節(jié)器10中的壓力。

當(dāng)調(diào)節(jié)器活塞26處于打開(kāi)位置中時(shí)，流體經(jīng)由出口28流出調(diào)節(jié)器10，并且流向閥59或其他功能部件。所述流體的壓力可以使用壓力傳感器72進(jìn)行測(cè)量。

為避免調(diào)節(jié)器10中在功能部件點(diǎn)火之后出現(xiàn)水錘，控制器56可以接收關(guān)于離開(kāi)調(diào)節(jié)器10的流體的壓力信息，以及關(guān)于閥59或者與其相關(guān)的功能部件的位置信息。隨著閥59接近其關(guān)閉位置，并且/或者關(guān)聯(lián)功能部件接近結(jié)束其沖程，控制器56可以開(kāi)始降低空間49中的液壓壓力，從而在所述功能部件完全完成之前，開(kāi)始執(zhí)行將調(diào)節(jié)器活塞26移動(dòng)到關(guān)閉位置的過(guò)程。通過(guò)這種方式，控制器56可以在功能部件完成時(shí)逐漸減少通過(guò)調(diào)節(jié)器的流體流量，并且避免通過(guò)調(diào)節(jié)器10的流體流突然停止。由于調(diào)節(jié)器活塞26向關(guān)閉位置的移動(dòng)與閥59的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)，并且轉(zhuǎn)而與由調(diào)節(jié)器10控制的關(guān)聯(lián)功能部件向關(guān)閉位置的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)，因此，所述功能部件在其循環(huán)結(jié)束時(shí)的逐漸移動(dòng)將相應(yīng)地導(dǎo)致穿過(guò)功能部件的流量逐漸減少，從而減少功能部件中的水錘?？刂破?6可以通過(guò)專(zhuān)門(mén)針對(duì)由調(diào)節(jié)器10調(diào)節(jié)的特定功能部件定制的算法進(jìn)行控制。

圖7中的圖表示出了當(dāng)使用本發(fā)明的調(diào)節(jié)器10執(zhí)行功能部件時(shí)所述功能部件的位置。圖7中的圖表可以與圖5a中的圖表進(jìn)行比較，以顯示已知系統(tǒng)(如圖5a中所示)與本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)(如圖7中所示)之間的差異。在圖7中，圖表的部分50'示出了在功能部件點(diǎn)火之前所述功能部件的穩(wěn)定位置。該圖表中的部分52'示出了在功能部件啟動(dòng)時(shí)所述功能部件的位置。如圖所示，在此階段中，所述功能部件以相對(duì)穩(wěn)定的速度移動(dòng)穿過(guò)其沖程的第一部分。

但是當(dāng)功能部件在例如線78所指示的時(shí)間完成之前，控制器56(在功能部件執(zhí)行期間接收關(guān)于所述功能部件的狀態(tài)的信息)開(kāi)始使用導(dǎo)向口47將調(diào)節(jié)器10中的調(diào)節(jié)器活塞26向關(guān)閉位置移動(dòng)。這樣可允許當(dāng)功能部件接近完成時(shí)逐漸減少通過(guò)調(diào)節(jié)器10的流速，并且相應(yīng)減慢所述功能部件。最后，該圖表中的部分54'示出了當(dāng)功能部件完成時(shí)關(guān)閉位置的穩(wěn)定狀態(tài)。顯然，在時(shí)間78與時(shí)間57'之間，即在功能部件開(kāi)始減慢的時(shí)間與功能部件完成的時(shí)間之間，功能部件的位置逐漸減慢。結(jié)果是沖程的結(jié)束由曲線59'限定，這與圖5a中的角度59所指示的突然停止相反。通過(guò)避免在沖程結(jié)束時(shí)突然停止，可以減少或消除水錘。

本發(fā)明的一個(gè)驚人特征在于，僅經(jīng)由導(dǎo)向口47調(diào)整空間49中的液壓壓力將使調(diào)節(jié)器活塞26移動(dòng)并且減小通過(guò)調(diào)節(jié)器10的流速。此特征的優(yōu)勢(shì)在于，可簡(jiǎn)化調(diào)節(jié)器10操作期間調(diào)節(jié)器活塞26移動(dòng)的控制，因?yàn)椴僮鲉T只需控制進(jìn)入導(dǎo)向口47的壓力以控制調(diào)節(jié)器活塞26。盡管僅導(dǎo)向壓力即可使調(diào)節(jié)器活塞26向關(guān)閉位置移動(dòng)，但是在一些實(shí)施例中，還可以使用彈簧或其他裝置幫助移動(dòng)調(diào)節(jié)器活塞26。

圖8a-8d是示出調(diào)節(jié)器10中導(dǎo)向壓力與流速之間的相關(guān)性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)然，通過(guò)調(diào)節(jié)器10的流速與調(diào)節(jié)器活塞26的位置直接相關(guān)，所述調(diào)節(jié)器活塞的位置由導(dǎo)向壓力控制。圖8a示出了當(dāng)導(dǎo)向壓力設(shè)定在相對(duì)較高值(4,000psi)時(shí)，流速也維持在高值(約400gpm)。但是如圖8b、8c和8d中的圖表所示，隨著導(dǎo)向壓力降低，流速也降低。例如，圖8b中的1250psi的導(dǎo)向壓力與低于350gpm的流速相對(duì)應(yīng)。類(lèi)似地，圖8c中的1000psi的導(dǎo)向壓力與約275gpm的流速相對(duì)應(yīng)，并且750psi的導(dǎo)向壓力與僅約175gpm的流速相對(duì)應(yīng)。

盡管已相對(duì)于有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是受益于本發(fā)明的所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可以在不脫離本說(shuō)明書(shū)中所述的本發(fā)明的范圍的前提下設(shè)計(jì)其他實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍僅由隨附的權(quán)利要求書(shū)限定。