CN106015665B - 钢丝绳下入回收式二级安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳下入回收式二级安全阀，包括上短节、中短节、液控通道短节、下短节及阀座短节，从上到下依次套接连接为一体，下短节下端与阀座短节螺纹套接，阀座短节下部壁开口处通过转动销安装有阀板。本发明的装置，在井下安全阀失效后由钢丝绳作业工具下入坐放在井下安全阀通道内，并通过引入原井下安全阀的液控压力，实现对阀板阀座的开启和关闭，结构简单、安全可靠。

Description

钢丝绳下入回收式二级安全阀

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，涉及一种钢丝绳下入回收式二级安全阀。

背景技术

井下安全阀是陆上及海洋油气田完井生产管柱上安装的井下安全系统之一，井下安全阀的主要作用是在发生火警、井喷、管线破裂等紧急情况时，能够及时关闭生产管柱，以阻止安全环保事故的发展或进一步扩大。井下安全阀应用前景广、技术难度大、产品附加值高，国内法律法规要求所有的海上油气井和陆上部分高危高产油气井必须装有井下安全阀。

当井下安全阀失效后，需要在井下安全阀内通径中下入一个二级安全阀装置，在保证生产不中断的同时保障油气井的安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢丝绳下入回收式二级安全阀，解决了现有技术中井下安全阀失效后无法继续使用，影响生产进程的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钢丝绳下入回收式二级安全阀，包括上短节、中短节、液控通道短节、下短节及阀座短节，从上到下依次套接连接为一体，下短节下端与阀座短节螺纹套接，阀座短节下部壁开口处通过转动销安装有阀板。

本发明的钢丝绳下入回收式二级安全阀，其特征还在于：

中短节的内腔中设置有锁紧套，锁紧套靠近顶部设置有一圈台阶，锁紧套的上部通过外圆周的锁紧齿与中短节的内圆锁紧螺纹套接；锁紧套的下部套接有解锁套，解锁套通过剪切销与锁紧套固定；中短节的中部圆周沿径向开有多个锁孔，每个锁孔中滑动设置有一个锁块，锁紧套的中部外圆周设置有凸肩，凸肩下表面为锥面形状，凸肩向外与锁块接触；中短节的外周设置有二级安全阀坐放面。

液控通道短节的外圆上下分别设置有一组密封组件，在两组密封组件之间设置有密封套，密封套与液控通道短节固定连接；在密封套中部沿径向开有液体通道口，该液体通道口与液控通道短节主体中的液控通道对正连通。

密封套内表面分别开有一个凹槽，分别设置有一组密封圈一；液控通道短节的下端面与下短节上端面接触面为锥面接触，液控通道短节下部的外圆周开槽中安装有至少一组密封圈二。

本发明的有益效果是，包括以下几个方面：

1)通过引入原井下安全阀上的控制液作为二级安全阀的控制压力来源，可有效利用原失效的井下安全阀，提高生产效率；

2)在小直径空间内设置有液缸，可以保证安全阀能有效的开启和关闭阀门，保证油气井的连续性生产；

3)设置有锁紧机构，在下入时锁块张开坐放在井下安全阀型面内并锁紧，回收时锁块可解除锁紧，使二级安全阀可收回；

4)瓣阀采用全金属楔形(锥面或球面)密封结构，摒弃了传统的橡胶密封，密封更加可靠，适合用于高温、高压、酸性腐蚀环境。

附图说明

图1是本发明在海洋油气开采现场的应用示意图；

图2是本发明装置的剖面结构示意图；

图3是本发明中的锁紧机构的结构示意图；

图4是本发明中的液控通道密封机构的结构示意图；

图5是本发明装置的工作原理简图；

图6是本发明坐放在井下安全阀中的位置结构示意图。

图中，1.上短节，2.中短节，3.锁紧套，4.锁块，5.解锁套，6.液控通道短节，7.密封套，8.下短节，9.活塞管，10.弹簧，11.阀座短节，12.阀板，13. 剪切销，14.密封组件，15.锁紧螺钉，16.密封圈一，17.密封圈二，18.液缸内密封，19.液缸外密封，20.转动销，21.井下安全阀，22.液缸，23.二级安全阀， 24.水下采油树，25.液控管线，26.生产管柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，现有的卧式水下采油树24坐放于海底井口装置上，带着生产管柱26(油管管串)的油管悬挂器坐放于水下采油树24内部，井下安全阀 21安装于生产管柱26中，构成生产管柱26的一部分，其液控管线25向上与水下采油树24中的水下控制模块连接，由地面统一对整个生产系统进行控制。当井下安全阀21失效后，在井下安全阀21内腔通道中通过钢丝绳作业工具下入本发明的二级安全阀23，就能够继续进行安全生产。

参照图2，本发明的结构是，包括上短节1、中短节2、液控通道短节6、下短节8及阀座短节11，从上到下依次套接连接为一体，称为外壳体，用以与井下安全阀21内腔通道的空间隔开并承受压力；

上短节1向上用于连接钢丝绳作业工具；

下短节8下端通过螺纹与阀座短节11螺纹套接，阀座短节11下部壁开口处通过转动销20安装有阀板12，阀板12的瓣阀采用全金属楔形(锥面或球面)密封结构，称为阀门机构；

参照图3，中短节2的内腔中设置有锁紧套3，锁紧套3靠近顶部设置有一圈台阶，称为工具坐放面，锁紧套3的上部通过外圆周的锁紧齿与中短节2的内圆锁紧螺纹套接，锁紧齿可防止锁紧套3移动；锁紧套3的下部套接有解锁套5，解锁套5通过剪切销13与锁紧套3固定；中短节2的中部圆周沿径向开有多个锁孔，每个锁孔中滑动设置有一个锁块4，锁块4上、下端面的内、外沿均为锥面形状，锁紧套3的中部外圆周设置有凸肩，凸肩下表面为锥面形状，凸肩径向向外与锁块4接触，能够将锁块4沿径向顶出中短节2外圆周表面；中短节2的外周靠下位置设置有二级安全阀坐放面，用于坐放在井下安全阀21内腔通道的斜面上；中短节2中的部件一起称为锁紧机构；

参照图4，在液控通道短节6的外圆上下分别设置有一组密封组件14，在两组密封组件14之间设置有密封套7，密封套7通过锁紧螺钉15与液控通道短节6固定连接；在密封套7中部沿径向开有液体通道口，该液体通道口与液控通道短节6主体中的液控通道对正连通，在该液体通道口上下的密封套7内表面分别开有一个凹槽，每个凹槽中分别设置有一组密封圈一16，密封套7通过上下密封圈一16实现对液控通道及液体通道口的轴向密封；液控通道短节6的下端面与下短节8上端面接触面为锥面接触，直接实现金属锥面密封，并且液控通道短节6下部的外圆周开槽中安装有至少一组密封圈二17，液控通道短节6同时通过密封圈二17与下短节8实现密封连接，称为液控通道密封机构；

参照图5(图5为工作原理简化图，其中的显示不作为部件结构连接的依据)，下短节8的内腔中设置有活塞管9，活塞管9的活塞环下表面与下短节8的内腔下部台阶之间安装有弹簧10，活塞管9的活塞环将下短节8的内腔分成上方的A腔和下方的B腔，构成液缸22；在活塞环之上的活塞管9 外圆上设置有液缸内密封18，在活塞环之下的下短节8的内壁上设置有液缸外密封19，实现液缸22内部的上下密封，称为液压驱动机构。

本发明的工作原理是，

参照图3，钢丝绳作业工具坐放在图3及图6中显示的工具坐放面上，向下旋转推动锁紧套3，锁紧套3为开口分瓣式弹性套，锁紧套3和中短节 2上分别加工有锁紧齿，锁紧齿可防止锁紧套3上下移动。当锁紧套3下移过程中凸肩沿径向推出锁块4，锁块4向外进入井下安全阀21相应的坐放面上，实现二级安全阀23的锁紧坐放。当锁紧套3下移至解锁套5到达中短节2的台阶面时停止。当需要解锁锁块4、取出二级安全阀23时，此时钢丝绳作业工具坐放在工具坐放面上，向下加压剪断锁紧套3与解锁套5之间的剪切销13后，锁紧套3继续下行，即可解除对锁块4的锁紧，锁块4可收回中短节2内。

参照图4，在液控通道机构中，密封套7通过锁紧螺钉15安装在液控通道短节6上，从而可以安装上下两道密封组件14，保证液控油从上下两道密封组件14之间的液控通道进入二级安全阀23。液控通道短节6和密封套7 之间设置有上下两道密封圈16；液控通道短节6与下短节8通过螺纹连接，并设置有两道密封圈17和一道金属锥面密封，不仅能保证可靠的密封性能，还能有效隔阻环空压力。上短节上加工的型面可连接钢丝绳作业工具。

参照图6，是本发明的二级安全阀23下入井下安全阀21中坐放后的示意图。原井下安全阀21失效泄压后，在井下安全阀21内腔通道中利用专用工具下入二级安全阀23，控制液由原控制管线进入井下安全阀21，再经过液体通道口C进入后下入的二级安全阀23的液缸22中。

参照图5，当井下安全阀21失效后，需要使用二级安全阀23时，先在井下安全阀21控制通道上用专用工具开孔，然后下入二级安全阀23，将二级安全阀23通过锁块4悬挂在井下安全阀21内腔通道上，控制液由井下安全阀21引入，通过二级安全阀23壳体上的入口进入液缸22的A腔，在液体压力的作用下克服弹簧10阻力以及活塞管9与壳体之间的摩擦力，推动活塞管9下行，推开阀板12，从而打开二级安全阀23。

当锁紧套3下移时推开锁块4进入井下安全阀21相应的坐放面上，实现二级安全阀23的锁紧坐放。当锁紧套3继续向下加压剪断锁紧套3与解锁套5之间的剪切销13后，即可解除对锁块4的锁紧，锁块4可收回中短节2内，保证二级安全阀23能可靠的取出。

Claims (1)

1.一种钢丝绳下入回收式二级安全阀，其特征在于：包括上短节(1)、中短节(2)、液控通道短节(6)、下短节(8)及阀座短节(11)，从上到下依次套接连接为一体，下短节(8)下端与阀座短节(11)螺纹套接，阀座短节(11)下部壁开口处通过转动销(20)安装有阀板(12)；

所述的中短节(2)的内腔中设置有锁紧套(3)，锁紧套(3)靠近顶部设置有一圈台阶，锁紧套(3)的上部通过外圆周的锁紧齿与中短节(2)的内圆锁紧螺纹套接；锁紧套(3)的下部套接有解锁套(5)，解锁套(5)通过剪切销(13)与锁紧套(3)固定；中短节(2)的中部圆周沿径向开有多个锁孔，每个锁孔中滑动设置有一个锁块(4)，锁紧套(3)的中部外圆周设置有凸肩，凸肩下表面为锥面形状，凸肩向外与锁块(4)接触；中短节(2)的外周设置有二级安全阀坐放面；

所述的液控通道短节(6)的外圆上下分别设置有一组密封组件(14)，在两组密封组件(14)之间设置有密封套(7)，密封套(7)与液控通道短节(6)固定连接；在密封套(7)中部沿径向开有液体通道口，该液体通道口与液控通道短节(6)主体中的液控通道对正连通；

所述的密封套(7)内表面分别开有一个凹槽，分别设置有一组密封圈一(16)；液控通道短节(6)的下端面与下短节(8)上端面接触面为锥面接触，液控通道短节(6)下部的外圆周开槽中安装有至少一组密封圈二(17)。