CN104153739A - 液动井口安全截断装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液动井口安全截断装置，其特征在于：包括液动截断阀和液压控制柜；所述液动截断阀安装在井口装置的生产阀门和一级节流阀之间；与低压输气管线连接的气源阀通过输气压力讯号管线与控制柜连接；与低压输气管线连接的气源阀通过四通接头与高导阀连接；高导阀与控制柜连接；液动截断阀通过油压针阀与液压控制柜相接。经过改进，结构设计合理，利用效率高，运行费用降低，广泛用于石油天然气领域。

Description

液动井口安全截断装置

技术领域

本发明涉及石油天然气，具体来讲是一种液动井口安全截断装置。

背景技术

液动井口安全截断装置为石油天然气井场重要的安全保证设备。产品主要用于无人值守或简易工艺的天然气井场，用于对井场地面设施实现安全保护。当井口装置一级节流阀后输气管线压力降低（管线爆破失压）或压力超高任一突发险情时，装置均会立即自动关闭井口，防止事故的发生及进一步扩大，达到保护井场设备和人员生命安全、防止天然气能源大量流失的目的。

发明内容

本发明的目的在于在此提供一种液动井口安全截断装置，经过改进，结构设计合理，利用效率高，运行费用降低，广泛用于石油天然气领域。

本发明是这样实现的，构造一种液动井口安全截断装置，其特征在于：包括液动截断阀和液压控制柜；所述液动截断阀安装在井口装置的生产阀门和一级节流阀之间；与低压输气管线连接的气源阀通过输气压力讯号管线与控制柜连接；与低压输气管线连接的气源阀通过四通接头与高导阀连接；高导阀与控制柜连接；液动截断阀通过油压针阀与液压控制柜相接。

根据本发明所述液动井口安全截断装置，其特征在于：液动截断阀主要由平板闸阀和驱动器组成；采用平板闸阀与驱动器分体联接结构形式，可轻易拆卸驱动器，对平板闸阀和驱动器进行维修；驱动器上带有液压油注入口和阀门开关观察孔；

平板闸阀阀腔采用自动注脂机构，以确保闸板与阀座在恶劣工况下的严密密封；驱动器采用单作用油缸，液动液动截断阀的闸板，通道是反开的，当油缸充压时，活塞带动闸板下行，使阀门开启，此时弹簧处于受压状态，当油缸液压油被泄放后，由于阀体介质压力和弹簧的作用使活塞上行，阀门关；同时阀体介质压力与控制系统互不串通。 

根据本发明所述液动井口安全截断装置，其特征在于：还包括高、低压感测装置，高、低压感测装置均安装于液压控制柜内，在液压控制柜侧的一个接口与现场一级节流阀后的地面输气管线用不锈钢管相连接，高、低压感测装置包括高压导阀和低压导阀，通过导阀汇管连接；

在一级节流阀后的地面输气管线上开孔,焊接安装高压接管；在分离器后的出站输气管线上开孔，焊接安装低压接管。

根据本发明所述液动井口安全截断装置，其特征在于：液压控制柜具有先导压力表、液动截断阀压力表、低压输气管线压力表、球阀、控制阀（30）、调压器、紧急关断阀、手压泵。

根据本发明所述液动井口安全截断装置，其特征在于：在井口装置4～10米距处安装液压控制柜。控制柜底部有水平平台和地脚螺栓M10予以固定。

本发明的优点在于：本发明所述的液动井口安全截断装置经过改进，结构设计合理，利用效率高，运行费用降低，广泛用于石油天然气领域。

产品为液动截断阀和液压控制柜两部份组成，结构紧凑，安装、操作和维修方便。人工手动液压泵驱动、无需电源，且性能稳定可靠，一旦出现管线压力超高或爆破失压任一险情时均会自动关闭井口。实现在线性能检测，在线性能检测是定期检验井口截断装置能否长期无故障运行必需的基本手段之一。产品的液压控制柜为全不锈钢材料，其防盗锁具有防盗功能。

附图说明

图1液动井口安全截断装置安装示意图

图2是液动井口安全截断装置原理流程图

图3液压控制柜操作面板示意图

图4液动截断阀

图5高、低压感测装置

其中：液动截断阀1、平板闸阀1a、驱动器1b、液压控制柜2、节流阀3、气源阀4、低压输气管线5、气源阀6、四通接头7、高导阀8、油压针阀9、高、低压感测装置10、高压导阀11、低压导阀12、导阀汇管13、油箱14、过滤器15、手压泵16、高压溢流阀17、中继阀18、蓄能器19、液动截断阀压力表20、控制阀21、调压器22、球阀23、低压溢流阀24、先导压力表25、输气管线引入口26、火警易熔塞27、手动紧急截断阀28、低压输气管线压力表29、液压执行机构30、就地阀位指示31。

具体实施方式

下面将结合附图1-5对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图所示，本发明提供一种液动井口安全截断装置，可以按照如下方式实施：包括液动截断阀1和液压控制柜2；所述液动截断阀1安装在井口装置的生产阀门和一级节流阀3之间；与低压输气管线5连接的气源阀4通过输气压力讯号管线与控制柜2连接；与低压输气管线5连接的气源阀6通过四通接头7与高导阀8连接；高导阀8与控制柜2连接；液动截断阀1通过油压针阀9与液压控制柜2相接。

液动截断阀1主要由平板闸阀1a和驱动器1b组成；采用平板闸阀1a与驱动器1b分体联接结构形式，可轻易拆卸驱动器，对平板闸阀和驱动器进行维修；驱动器1b上带有液压油注入口1c和阀门开关观察孔1d；平板闸阀阀腔采用自动注脂机构，以确保闸板与阀座在恶劣工况下的严密密封；驱动器采用单作用油缸，液动液动截断阀的闸板，通道是反开的，当油缸充压时，活塞带动闸板下行，使阀门开启，此时弹簧处于受压状态，当油缸液压油被泄放后，由于阀体介质压力和弹簧的作用使活塞上行，阀门关；同时阀体介质压力与控制系统互不串通。 

所述液动井口安全截断装置，还包括高、低压感测装置10，高、低压感测装置均安装于液压控制柜2内，在液压控制柜侧的一个接口与现场一级节流阀后的地面输气管线用不锈钢管相连接，高、低压感测装置10包括高压导阀11和低压导阀12，通过导阀汇管13连接；在一级节流阀后的地面输气管线上开孔,焊接安装高压接管；在分离器后的出站输气管线上开孔，焊接安装低压接管。

液压控制柜2具有先导压力表25、液动截断阀压力表20、低压输气管线压力表29、球阀23、控制阀21、调压器22、紧急关断阀28、手压泵16。

在井口装置4～10米距处安装液压控制柜2。控制柜2底部有水平平台和地脚螺栓M10予以固定。

安装工艺：图1为气井井场的井口安全截断装置安装工艺示意图，液动井口安全截断装置是在井场常规工艺流程的基础上加装井口安全系统设备，即在井口装置的生产阀门后加装液动截断阀，并在井口装置旁边就近安装液压控制柜，由控制柜引出三路管线：一路为低压输气管线气源阀后输气压力讯号管线，第二路为液压感测讯号与高导阀讯号入口相接，第三路液压执行管线与液动截断阀的驱动器（油缸）相连。此时整个井场一级节流针阀后的高压管线若发生超压、爆破失压等其中任一异常危险状态时均会立即自动安全关闭井口，达到保护井场设备和人员生命安全的目的。

装置安装：

1 开箱检查所供液动井口安全截断装置的设备和资料是否准确和齐全。

2 在井口装置的生产阀门和一级节流阀之间安装液动截断阀。

3 在井口装置附近（4～10米距）安装液压控制柜。控制柜底部应有水平平台和地脚螺栓（M10）予以固定。

4 在一级节流阀后的地面输气管线上开孔,焊接安装高压接管。在分离器后的出站输气管线上开孔，焊接安装低压接管。

5 液动执行管线由图1的油压针阀与液压控制柜的液动截断阀接头相接。

6 北方寒冷地区场合，由于环境温度低于零下易导致进入液压控制柜的导阀管汇结冰，使用单位必须对天然气感测管线采取电伴热等保温措施。

液压控制柜的启动操作程序：

1 必须确认在井口装置生产阀门关闭状态下才能启动液动截断阀。

2 确认操作本装置的操作人员经事先培训并认真阅读本手册的上岗人员。

3 确认液压控制柜油箱内已加入10号（或15号）航空液压油，并显示在液位计中上位置。

4 打开液动截断阀的油压针阀，关闭高压和低压输气管线上的一次取源阀（图1）。

5 确认液压控制柜球阀4手柄在水平位置，调压阀手轮9在回零状态，向左扳动紧急关断阀手柄7在关断状态（图3）。

6 顺时针旋转控制阀手柄5至工作状态。

7 启动手压泵打压至1500 psi（液动截断阀压力表），同时观察液动截断阀处于全开状态（观察孔由红色转为绿色标记）。

8 进入开井作业程序（图1），缓慢全开井口装置生产阀门，缓慢调节一级节流阀至所需生产输气管线压力后，井场投入正常生产时即打开高压和低压输气管线上的一次取源阀。

9 左转液压控制柜球阀4手柄到工作状态（手柄向下）。

10 顺时针旋转调压器手轮6，观察压力表1的读数为50psi锁定固定螺母。

注意：调压器在调压过程中会使液动截断阀压力表指针返回零的现象出现，此时应继续启动手压泵打压至1500psi，再调节调压器至50psi为止。

11 逆时针旋转中继阀手轮至控制状态，此时，液动井口安全截断装置处于自动监控操作状态。

注意：务必逆时针旋转控制阀手轮至控制状态，否则装置起不到输气管线超高或者超低的紧急状态自动关闭功能。

12 本装置设置有紧急状态下手动关断功能，即向下紧急关断阀7手柄，实现人工紧急关断液动截断阀（图3）。

产品定期在线检测：

为保证液动井口安全截断装置始终处于良好的工作状态，使用单位必须制定规章制度，应定期、专人进行在线性能检测，因为在线检测是定期检验液动井口安全截断装置能否长期无故障运行必需的基本手段。一般应三个月或六个月检测一次，应有专职人员进行作业。

装置在线检测操作程序：

1 务必关闭图1的液动截断阀的油压针阀，以保证液动截断阀在进行装置在线检测时处于全开的生产状态。

2 高压导阀测试：关闭图1高压输气管线上的一次取源阀，缓慢打开四通测试针阀进行卸压并连接手动试压泵软管接头。

人工操作手动试压泵模拟高压输气管线压力。继续人工操作手动试压泵使高导阀压力表指针上升直至液动截断阀压力表2指针回零为止，此时高导阀压力表的指示值即为高压导阀的超压设定值。

3 低压导阀测试，重复：液压控制柜的启动操作程序中的5，6，7，9，10，11。使液动截断阀压力表2指示在1500 psi，先导压力表1指示在50 psi，关闭低压输气管线接管的气源阀，缓慢松开液压控制柜侧低压输气管线的卡套接头，注意观察低压输气管线压力表3指针下降直至液动截断阀压力表2指针回零为止，此时压力表3的指示值即为低压导阀的超低设定值。

4 恢复井口安全截断装置运行状态，扳紧低压输气管线卡套接头，打开低压输气管线接管的气源阀，使低压输气管线压力表3指示低压输气管线的压力，重复六、液压控制柜的启动操作程序中的4，5，6，8，9，10。使液动截断阀压力表2指示在1500 psi，先导压力表1指示在50 psi。关闭高压输气管线接管上的四通测试针阀并卸下手动试压泵软管接头，打开图1高压输气管线上的一次取源阀。

打开图的液动截断阀的油压针阀，以上动作过程恢复井口安全截断装置投入运行状态。

液动截断阀主要由平板闸阀、驱动器组成。液动截断阀采用平板闸阀与驱动器分体联接结构形式，可轻易拆卸驱动器，对平板闸阀和驱动器进行维修。平板闸阀阀腔采用自动注脂机构，以确保闸板与阀座在恶劣工况下的严密密封。

驱动器采用单作用油缸，由图可知，液动液动截断阀的闸板，通道是反开的，当油缸充压时，活塞带动闸板下行，使阀门开启，此时弹簧处于受压状态，当油缸液压油被泄放后，由于阀体介质压力和弹簧的作用使活塞上行，阀门关。同时阀体介质压力与控制系统互不串通。使用中，本阀为开关两位式操作，不允许作为节流阀使用。 

高、低压感测导阀：

主要技术参数

感测压力范围：6~45MPa（高压感测装置）

 0.1~6MPa（低压感测装置）

感测介质：天然气

感测灵敏度：±4%

高、低压感测装置如图所示，高、低压感测装置均安装于液压控制柜内，只在液压控制柜侧的一个接口与现场一级节流阀后的地面输气管线用φ10×1.不锈钢管相连接，两者工作原理是相同的。以高压感测装置为例，被测的高压气体（石油）的压力，经感测头下方传递至感测杆，带动活塞移动，达到额定高压时由讯号源来的液压油迅速经排液孔泄压，导至液压泄荷阀快速打开，从而使井口液压关断阀上的液压驱动器内液压油经管线回流至油箱实现超高压井口安全关断，同例低压压力感测装置在输气管线爆破失压时经活塞向下移动，达到额定低压时导至液压泄荷阀快速打开，从而使液压驱动器内的液压油经管线回流至油箱实现超低压井口安全关断。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (5)

1.一种液动井口安全截断装置，其特征在于：包括液动截断阀（1）和液压控制柜（2）；所述液动截断阀（1）安装在井口装置的生产阀门和一级节流阀（3）之间；与低压输气管线（5）连接的气源阀（4）通过输气压力讯号管线与控制柜（2）连接；与低压输气管线（5）连接的气源阀（6）通过四通接头（7）与高导阀（8）连接；高导阀（8）与控制柜（2）连接；液动截断阀（1）通过油压针阀（9）与液压控制柜（2）相接。

2.根据权利要求1所述液动井口安全截断装置，其特征在于：液动截断阀（1）主要由平板闸阀（1a）和驱动器（1b）组成；采用平板闸阀（1a）与驱动器（1b）分体联接结构形式，可轻易拆卸驱动器，对平板闸阀和驱动器进行维修；驱动器（1b）上带有液压油注入口（1c）和阀门开关观察孔（1d）；

平板闸阀阀腔采用自动注脂机构，以确保闸板与阀座在恶劣工况下的严密密封；驱动器采用单作用油缸，液动液动截断阀的闸板，通道是反开的，当油缸充压时，活塞带动闸板下行，使阀门开启，此时弹簧处于受压状态，当油缸液压油被泄放后，由于阀体介质压力和弹簧的作用使活塞上行，阀门关；同时阀体介质压力与控制系统互不串通。

3.根据权利要求1所述液动井口安全截断装置，其特征在于：还包括高、低压感测装置（10），高、低压感测装置均安装于液压控制柜（2）内，在液压控制柜侧的一个接口与现场一级节流阀后的地面输气管线用不锈钢管相连接，高、低压感测装置（10）包括高压导阀（11）和低压导阀（12），通过导阀汇管（13）连接；在一级节流阀后的地面输气管线上开孔,焊接安装高压接管；在分离器后的出站输气管线上开孔，焊接安装低压接管。

4.根据权利要求1所述液动井口安全截断装置，其特征在于：液压控制柜（2）具有先导压力表（25）、液动截断阀压力表（20）、低压输气管线压力表（29）、球阀（23）、控制阀（21）、调压器（22）、紧急关断阀（28）、手压泵（16）。

5.根据权利要求1所述液动井口安全截断装置，其特征在于：在井口装置4～10米距处安装液压控制柜（2）;控制柜（2）底部有水平平台和地脚螺栓M10予以固定。