一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置的製作方法

2023-06-16 16:30:26 1

專利名稱：一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及的是一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置，屬於機械 領域。
背景技術：
為保障安全生產和正常操作，油氣井要求配有井下安全閥和地面安全閥， 通過一套專用裝置控制這兩隻安全閥的啟閉。在發生井噴、火災、油氣洩漏、 盜竊破壞和平臺翻到等重大災害時，這兩隻安全閥會自動關閉，以避免更加嚴 重的人員傷亡、井噴和海洋汙染等惡性事故發生。但是由於這種控制技術為國 外公司壟斷，在國內，僅在海上油田已全部引進採用，陸地油田尚未推廣，由
此所產生的事故是非常嚴重的，例如2003年9月15日，在恩施州利川市，一口 廢棄井發生了天然氣井噴，由於該井口無任何防噴裝置，無法利用防噴裝置控 制井噴，洩漏時間長達10天之久，事故現場周圍有34戶居民住宅，30米外就是 江漢油田分公司天然氣硫化廠，千米內還有一所小學。 一旦洩漏的天然氣發生 爆燃，後果不堪設想。現場控制過程中，動用了消防部隊滅火機器人、照明消 防車、大功率搶險救援車等各類消防車，數百套國內目前最先進的防化、偵檢、 破拆、堵漏等特勤器材，總價值約2000萬元，最後被200餘名消防官兵和當地幹 部群眾攜手成功處置。這僅是一口廢棄油氣井所發生的事故，在生產油氣井中 更是存在著類似情況，從中可令人體會的開發研製具有自己國內智慧財產權的油氣井控制裝置的必要性和迫切性，儘早使得陸地油氣井控制裝置普及安裝。為 此提出了一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置。
本發明專利正是為實現上述要求而設計的，目的在於充分利用液壓自動控 制的特點，及時發現事故隱患，防範井噴、輸油管道洩漏等重大事故的發生， 達到安全可靠的保障油氣井正常生產的目的。
發明專利內容
本發明專利要解決的技術問題是提供一種用於油氣井保護的液壓自動控制 裝置，該裝置能夠及時可靠的關閉油氣井口和避免因井噴、油氣洩漏等重大災 害發生所帶來的人員財產損失，本發明專利的目的是為油氣井生產提供一種自 動安全控制裝置。
為解決上述問題，本發明專利是這樣實現的本發明專利主要包括液壓 動力源、井下安全閥控制系統、井上安全闊控制系統、操作控制系統和壓力檢 測器；其特徵之一是井下安全閥控制系統、井上安全閥控制系統和操作控制系 統共用一個液壓動力源，通過液壓管道相連接。其特徵之二是液壓動力源內的 一臺電動泵和一臺手動泵並聯連接，兩泵的吸入口與油箱連接，輸出口端設有 一隻調壓閥、 一隻蓄能器和一隻壓力繼電器。其特徵之三是井下安全閥控制系 統的兩位三通液動球閥通過液壓管道分別與井下安全閥、液壓動力源的出口和 回油口相連接，在其通往井下安全閥的出口液壓管道上設有一隻調壓閥。其特 徵之四是井上安全閥控制系統的兩位三通液動球閥一端通過液壓管道先與減壓 閥串聯後再與液壓動力源的出口相連接，另兩端通過液壓管道分別與井上安全 閥和液壓動力源的回汕口相連接，在其通往井上安全閥的出口液壓管道上設有一隻調壓閥， 一隻蓄能器和一隻壓力繼電器。其特徵之五是操作控制系統的手
動兩位三通球閥、電動兩位三通球閥和減壓閥通過液壓管道依次串聯連接，減 壓閥的入口端與液壓動力源的出口相連接，手動兩位三通球閥的出口液壓管道
上設有一隻易熔塞， 一隻蓄能器， 一隻壓力繼電器，並與兩隻單向節流器的公 共埠連接，兩隻單向節流器的另一端通過液壓管道分別與兩隻兩位三通液動 球閥連接。其特徵之六是在輸油管油嘴之前安裝有一隻壓力檢測器。在發生井 噴、火災、油氣洩漏、盜竊破壞和平臺翻到等重大災害時，有三種可選擇方式 關閉油氣井口，同時壓力檢測器也可根據檢測的壓力變化值及時發出關井或報 警信號第一種方式是手動關閉，通過操縱手動兩位三通球閥的換向機構，使 得通往兩隻兩位三通液動球閥的壓力油換向釋放回油箱，此時由於在液壓管道 中設有兩隻單向節流器，使兩隻兩位三通液動球閥先後換向，從而也使通往井 上安全閥的壓力油先釋放回油箱，井上安全閥先關閉，通往井下安全閥的壓力 油後釋放回油箱，井下安全閥延遲關閉，結果實現油氣井的井下井上的雙關閉。 第二種方式是電動關閉，通過電動按鈕或無線信號，觸發電動兩位三通球閥的 換向，使得通往兩隻兩位三通液動球閥的壓力油換向釋放回油箱，此時由於在 液壓管道中設有兩隻單向節流器，使兩隻兩位三通液動球閥先後換向，從而也 使通往井上安全閥的壓力油先釋放回油箱，井上安全閥先關閉，通往井下安全 閥的壓力油後釋放回油箱，井下安全閥延遲關閉，結果實現油氣井的井下井上 的雙關閉。第三種方式是熔化式關閉，當發生火災時，操作控制系統中的易熔 塞高溫熔化，直接使得通往兩隻兩位三通液動球閥的壓力油在熔化口處釋放， 此時由於在液壓管道中設有兩隻單向節流器，使兩隻兩位三通液動球閥先後換 向，從而也使通往井上安全閥的壓力油先釋放回油箱，井上安全閥先關閉，通往井下安全閥的壓力油後釋放回油箱，井下安全閥延遲關閉，結果實現油氣井 的井下井上的雙關閉。
本發明專利能夠及時可靠的關閉油氣井口，井上安全閥和井下安全閥能夠 自動順序延遲執行關閉動作，消除井下安全闊的上下兩端存有壓差的不安全因 素，避免因此所而遭成井噴和油氣洩漏等重大災害的發生。裝置具有結構簡單 可靠，操作方便快捷的優點。本發明專利的液壓自動控制技術能夠及時可靠的 關閉油氣井口，具有非常高的安全應用價值。


附圖是一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置工作原理圖。
1液壓動力源2井下安全閥控制系統3井上安全閥控制系統 4操作控制系統5井口單元6油箱7調壓閥 8蓄能器 9壓力繼電器IO電動泵ll手動泵 12調壓閥 13兩位三通液動球閥 14調壓閥 15兩位三通液動球閥 16減壓陶 17蓄能器18壓力繼電器19單向節流器 20單向節流器 21易熔塞22蓄能器23壓力繼電器 24手動兩位三通球閥 25電動兩位三通球閥26減壓閥27井下安全閥 28井上安全閥 29壓力檢測器30輸油管油嘴
具體實施方式
如圖所示，本發明專利主要包括液壓動力源l、井下安全閥控制系統2、 井上安全閥控制系統3、操作控制系統4和壓力檢測器29;其特徵之一是井下
安全閥控制系統2、井上安全閥控制系統3和操作控制系統4共用一個液壓動力
源l，通過液壓管道相連接。其特徵之二是液壓動力源i內的一臺電動泵io和
一臺手動泵ll並聯連接，兩泵的吸入口與油箱6連接，輸出口端設有一隻調壓 閥7、 一隻蓄能器8和一隻壓力繼電器9。其特徵之三是井下安全閥控制系統2 的兩位三通液動球閥13通過液壓管道分別與井下安全閥27、液壓動力源1的出 口和回油口相連接，在其通往井下安全閥27的出口液壓管道上設有一隻調壓閥 12。其特徵之四是井上安全閥控制系統3的兩位三通液動球閥15 —端通過液壓 管道先與減壓閥16串聯後再與液壓動力源1的出口相連接，另兩端通過液壓管 道分別與井上安全閥28和液壓動力源1的回油口相連接，在其通往井上安全閥 28的出口液壓管道上設有一隻調壓閥14， 一隻蓄能器17和一隻壓力繼電器18。 其特徵之五是操作控制系統4的手動兩位三通球閥24、電動兩位三通球閥25和 減壓閥26通過液壓管道依次串聯連接，減壓閥26的入口端與液壓動力源1的 出口相連接，手動兩位三通球閥24的出口液壓管道上設有一隻易熔塞21， -只 蓄能器22， 一隻壓力繼電器23，並與單向節流器19和單向節流器20的公共端 口連接，單向節流器19的另一端通過液壓管道與兩位三通液動球陶15連接， 單向節流器20的另一端通過液壓管道與兩位三通液動球閥13連接。其特徵之 六是在輸油管油嘴30之前安裝有一隻壓力檢測器29。在發生井噴、火災、油氣 洩漏、盜竊破壞和平臺翻到等重大災害時，有三種可選擇方式關閉油氣井口， 同時壓力檢測器29也可根據檢測的壓力變化值及時發出關井或報警信號第一種方式是手動關閉，通過操縱手動兩位三通球閥24的換向機構，使得通往兩位 三通液動球閥13和兩位三通液動球閥15的壓力油換向釋放回油箱6，此時由於 在液壓管道中設有單向節流器19和單向節流器20,使兩位三通液動球閥15先
換向，兩位三通液動球閥13延遲換向，從而也使通往井上安全閥28的壓力油 先釋放回油箱6，井上安全閥28先關閉，通往井下安全閥27的壓力油後釋放回 油箱6，井下安全閥27延遲關閉，結果實現油氣井的井下井上的雙關閉。第二 種方式是電動關閉，通過電動按鈕或無線信號，觸發電動兩位三通球閥25的換 向，使得通往兩位三通液動球閥13和兩位三通液動球閥15的壓力油換向釋放 回油箱6，此時由於在液壓管道中設有單向節流器19和單向節流器20，使兩位 三通液動球閥15先換向，兩位三通液動球閥13延遲換向，從而也使通往井上 安全閥28的壓力油先釋放回油箱6，井上安全閥28先關閉，通往井下安全閥 27的壓力油後釋放回油箱6，井下安全閥27延遲關閉，結果實現油氣井的井下 井上的雙關閉。第三種方式是熔化式關閉，當發生火災時，操作控制系統4中 的易熔塞21高溫熔化，直接使得通往兩位三通液動球閥13和兩位三通液動球 閥15的壓力油在熔化口處釋放，此時由於在液壓管道中設有單向節流器19和 單向節流器20，使兩位三通液動球閥15先換向，兩位三通液動球閥13延遲換 向，從而也使通往井上安全閥28的壓力油先釋放回油箱6，井上安全閥28先關 閉，通往井下安全閥27的壓力油後釋放回油箱6，井下安全閥27延遲關閉，結 果實現油氣井的井下井上的雙關閉。
權利要求
1. 一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置，包括液壓動力源(1)、井下安全閥控制系統(2)、井上安全閥控制系統(3)、操作控制系統(4)和壓力檢測器(29)；其特徵是井下安全閥控制系統(2)、井上安全閥控制系統(3)和操作控制系統(4)共用一個液壓動力源(1)，通過液壓管道相連接。
2. 根據權利要求l所述的一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置，其特徵是 液壓動力源(1)內的一臺電動泵(10)和一臺手動泵(11)並聯連接，兩泵的 吸入口與油箱(6)連接，輸出口端設有一隻調壓閥(7)、 一隻蓄能器(8)和 一隻壓力繼電器(9)。
3. 根據權利要求l所述的一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置，其特徵是 井下安全閥控制系統(2)的兩位三通液動球閥(13)通過液壓管道分別與安全 閥(27)、液壓動力源(1)的出口和回油口相連接，在其通往井下安全閥(27) 的出口液壓管道上設有一隻調壓閥(12)。
4. 根據權利要求l所述的一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置，其特徵是 井上安全閥控制系統(3)的兩位三通液動球閥(15) —端通過液壓管道先與減 壓閥(16)串聯後再與液壓動力源(1)的出口相連接，另兩端通過液壓管道分 別與井上安全閥(28)和液壓動力源(1)的回油口相連接，在其通往井上安全 閥(28)的出口液壓管道上設有一隻調壓閥(14)， 一隻蓄能器(17)和一隻壓 力繼電器(18)。
5. 根據權利要求l所述的一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置，其特徵是 操作控制系統(4)的手動兩位三通球閎(24)、電動兩位三通球閥(25)和減 壓閥(26)通過液壓管道依次串聯連接，減壓閥(26)的入U端與液壓動力源(1)的出口相連接，手動兩位三通球閥(24)的出口液壓管道上設有一隻易熔塞(21)， 一隻蓄能器(22)， 一隻壓力繼電器(23)，並與單向節流器(19)和 單向節流器(20)的公共埠連接，單向節流器(19)的另一端通過液壓管道 與兩位三通液動球閥(15)連接，單向節流器(20)的另一端通過液壓管道與 兩位三通液動球閥(13)連接。
6.根據權利要求l所述的一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置，其特徵是 在輸油管油嘴(30)之前安裝有一隻壓力檢測器(29)。
全文摘要
本發明公開了一種用於油氣井保護的液壓自動控制裝置。液壓動力源、井下安全閥控制系統、井上安全閥控制系統、操作控制系統和壓力檢測器組成液壓自動控制裝置。其連接方式為井下安全閥控制系統、井上安全閥控制系統和操作控制系統共用一個液壓動力源，通過液壓管道相連接。在發生井噴、火災、油氣洩漏、盜竊破壞和平臺翻到等重大災害時，有手動式、電動式和熔化式三種可選擇方式關閉油氣井口，同時壓力檢測器也可根據檢測的壓力變化值及時發出關井或報警信號，避免因井噴、油氣洩漏等重大災害發生所帶來的人員和財產損失，達到安全可靠的保障油氣井正常生產的目的。
文檔編號E21B44/00GK101482007SQ20091000938
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月23日 優先權日2009年2月23日
發明者馮展航, 單既強, 孫東昌, 景保堂, 李德堂, 楊寶山, 王來忠, 田海慶, 陳業泉, 陳清河, 馬清明 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鑽井工藝研究院