CN106930936A - 一种海上有杆泵采油井底安全阀 - Google Patents

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常宗瑜
綦耀光
薛鑫
王邻睦
郭冀江
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明属于海上机械采油领域，具体涉及一种海上有杆泵采油井底安全阀，可实现柱塞触底试泵、快捷关井的功能，有效保护海上油井及海洋平台的安全。试泵时：有杆泵柱塞压着阀芯组3沿着阀体2上的导槽下行，阀芯组3立柱接触阀体2中间隔板停止，实现试泵触底的目的。试泵结束后，有杆泵柱塞上提，阀芯组2在高强压缩弹簧4的推动下，沿着阀体上的曲线导槽上行，至游动阀端接头止动位停止，安全阀处于打开工作位置。封泵时：油井出现安全故障或封井撤离海上平台，下放有杆泵柱塞，压着阀芯组3沿着阀体2上左侧导槽直线下行，阀芯组3上的立柱穿过阀体上的封板孔，进入卡簧板5中，卡簧卡住立柱变径槽，实现截流封泵的目的。

Description

一种海上有杆泵采油井底安全阀
技术领域
本发明属于海上机械采油领域，具体涉及一种海上有杆泵采油井底安全阀，其可以实现有杆泵柱塞触底试泵、安全可靠关闭井下泵的功能。
背景技术
随着原油开发的逐渐深入，地层原始压力不断下降，人工举升采油已经逐渐成为海上主要的采油方式，海上采油多采用潜油电泵作为主要的举升设备。潜油电泵机组耐温较低及结构因素限制了稠油热采工艺和温度的选择；对于超过稳产期的海上油井，其产液量已经下降到潜油电泵的合理运行区间之下。因此，海上油田开始尝试陆地油田的三抽人工举升方式(指由抽油机-抽油杆-抽油泵组成的人工举升系统)，来解决困扰海上油田开采的诸多问题，但保证油井安全及海上平台安全是前提。
目前陆上油井井下安全阀主要有两种方式，一种是带有封隔胶桶，采用弹性橡胶件来密封，该种井下安全阀安装方便、密封可靠，但是不能承受高温，不适合稠油热采井；另一种是带捅杆的密封装置，正常工作时捅杆与底部座封脱离，密封时抽油泵加大行程，捅杆进入底部座封套内，该种安全阀采用机械结构能够耐高温，但结构复杂，关闭压力大，可能出现密封失败。这些安全阀均安装在泵下方，用于阻断进泵流体，还没有针对抽油泵本体结构，直接封泵的安全阀。
对于极端天气，海上需要关井、停井作业，平台工人撤离海洋平台，为防止平台倾覆，井底安全阀必须操作简单、密封可靠，同时对于稠油热采井要求井下安全阀必须耐受350℃以上的高温，因此需要研究一种海上有杆泵采油井底安全阀满足实际需要。
发明内容
为实现海上平台三抽采油系统的安全，本发明提供一种海上有杆泵采油井底安全阀，可以实现有杆泵柱塞触底试泵、安全可靠关闭井下泵的功能，是国内外首次提出针对有杆泵封泵截流，维护油井安全的井底安全阀。
一种海上有杆泵采油井底安全阀，包括安全阀阀体(2)，阀芯组(3)，高强压缩弹簧(4)，卡簧板(5)，游动阀端上接头(1)，固定阀端下接头(6)。安全阀阀体为中空筒体结构，本体上有特殊设计的空间导槽，阀体中间有隔板，隔板上周向均布了流道孔，隔板上方设计有高强压缩弹簧心轴，隔板下方安装卡簧板；阀芯组分成三部分，有主板、导向轴和立柱，主板上周向均布流道孔，侧面安装导向轴，下侧安装立柱。
安全阀上下端接头通过焊接方式与阀体整体封装，采用螺纹与有杆泵连接。
本发明具有的优点和效果：
1、机械式安全阀，能适用井下恶劣环境，经久耐用；
2、安全阀通过螺纹与有杆泵相连，安装、更换、维修方便；
3、可封闭油、水、泥浆等介质；
4、能够触底试泵，基于封闭井底有杆泵来维护油井安全。
附图说明
图1为海上有杆泵采油井底安全阀外观图；
图2为海上有杆泵采油井底安全阀内部结构图；
(附图2标记：1-游动阀端上接头，2-安全阀阀体，3-阀芯组，4-高强压缩弹簧，5-卡簧板，6-固定阀端下接头)
图3为海上有杆泵采油井底安全阀阀体结构图；
图4为海上有杆泵采油井底安全阀阀芯组结构图。
具体实施方式
下面结合附图1-4，对本发明的具体实施方式进行详细说明：
结合附图1-4，海上有杆泵采油井底安全阀，包括安全阀阀体(2)，阀芯组(3)，高强压缩弹簧(4)，卡簧板(5)，游动阀端上接头(1)，固定阀端下接头(6)。首先将卡簧板(5)通过内六角螺钉固定在安全阀阀体(1)隔板上，高强压缩弹簧(4)安装在安全阀阀体(1)的心轴上，将阀芯组(3)压入安全阀阀体(1)的开口槽内，套上游动阀端上接头(1)，焊接封装，最后套上固定阀端下接头(6)焊接封装。
结合附图1-2，安全阀上下端接头通过焊接方式与阀体整体封装，采用螺纹连接方式与有杆泵连接。
结合附图2-4，试泵时：有杆泵柱塞压着阀芯组(3)沿着阀体(2)上的导槽下行，阀芯组(3)立柱接触阀体(2)中间隔板停止，实现试泵触底的目的。试泵结束后，有杆泵柱塞上提，阀芯组(2)在高强压缩弹簧(4)的推动下，沿着阀体上的曲线导槽上行，至游动阀端接头止动位停止(在上行过程中阀芯组在空间旋转一定角度)，安全阀处于打开工作位置。
结合附图2-4，封泵时：油井出现安全故障或封井撤离海上平台，下放有杆泵柱塞，压着阀芯组(3)沿着阀体(2)上左侧导槽直线下行，阀芯组(3)上的立柱穿过阀体上的封板孔，进入卡簧板(5)中，卡簧卡住立柱变径槽，实现截流封泵的目的。
本发明的海上有杆泵井底安全阀的封泵需压缩弹簧力不大于1000N，整体机械式结构可耐高温高压、经久耐用，能够促进海上有杆泵采油技术的推广使用，实现井底安全封井、保护海上油井及海洋平台的安全。

Claims (4)

1.一种海上有杆泵采油井底安全阀，包括安全阀阀体(2)，阀芯组(3)，高强压缩弹簧(4)，卡簧板(5)，游动阀端上接头(1)，固定阀端下接头(6)。其特征在于：井底安全阀连接于游动阀与固定阀之间，实现触底试泵和安全封泵的目的。
2.根据权利要求1所述的海上有杆泵采油井底安全阀，其特征在于，阀芯组(3)按照固定导槽在安全阀阀体(2)中运动，通过高强度压缩弹簧(4)支撑，阀芯组(3)实现封泵需压缩弹簧力不大于1000N。
3.根据权利要求1-2所述的海上有杆泵采油井底安全阀，其特征在于，海上排采系统是抽油机-抽油杆-抽油泵组成的三抽系统，以有杆泵作为举升动力。
4.根据权利1-3所述的海上有杆泵采油井底安全阀，其特征在于，油井出现事故或极端海况下撤离海洋平台时，阀芯组(3)的立柱变径槽伸入卡簧板(5)后可以安全可靠封泵截流。
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