CN108374645B - 一种深水油气测试内防喷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种深水油气测试内防喷装置，属于深水测试管柱中的一个安全装置；它主要包括阀体、球阀机构，失效保护机构，球阀活塞内部有球阀阀芯，球阀阀芯设有导槽，球阀活塞设有偏心轴，球阀活塞偏心轴插入到球阀阀芯导槽内，球阀活塞上下运动时带动球阀阀芯转动，球阀活塞下端与活塞连接器通过螺纹连接，活塞连接器下端与失效保护弹簧相抵，当液压系统出现故障时，失效保护弹簧推动球阀活塞运动。本发明公开一种深水油气测试内防喷装置，该装置使用液压控制，具通过上端施加瞬时压力调节测试管柱压力将管柱压力保持在较低水平。
Description
技术领域
本发明涉及深水完井测试领域，具体涉及到一种深水油气测试内防喷装置。
背景技术
在油气勘探开发过程中，完井测试是一个重要环节，然而海洋油气井测试与陆地油气井测试作业有较大区别，其存在一段海水段，尤其是深水油气测试；油气勘探开发一般在半潜式钻井平台或钻井船上进行，平台或钻井船受风、浪、流等影响会发生升沉、纵摇、横摆等运动，因此，深水油气测试作业的难度及风险都相当高。为保证测试作业的安全，深水油气测试管柱设置了多个配套安全装置；其中，内防喷装置是深水油气测试管柱安全控制装置之一，其一般位于海洋平台以下3根油管的位置，通过平台遥控操作，其目的是为测试管柱靠近测试平台段建立一个可操作的屏障并且为下放的测试工具提供润滑油。
目前，在陆地油气勘探开发过程中有多种防喷阀，其主要用于钻井过程中，用于测试过程的较少。同时，现在防喷阀并不能满足深水测试作业的需求，其在使用过程中也存在如下不足：防喷阀多采用是机械控制，即需要通过中间机构控制防喷阀，大大增加了响应时间；陆地井防喷阀无失效保护机制，而一旦其控制机构失效就无法实现防喷阀关闭，当测试过程中出现异常高压油气时无法有效控制，从而导致井喷等危险。同时，深水油气测试作业中，需要对测试管柱内所密封高压油气进行释放，并可通过上部油气体的正压力实现测试管柱内部的联通，以满足深水油气测试作业的需求，然而现有放喷装置都不具备该功能。
发明内容
为满足上述需求，本发明专利提供了用于深水测试管柱的一种深水油气测试内防喷装置，本发明通过液压控制，在液压控制系统失效时通过失效保护弹簧关闭深水油气测试内防喷装置，在阀门关闭时通过正压调节测试管柱下端压力。
本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：包括中心体外壳、球阀阀芯、失效保护弹簧、弹簧尾座、管柱连接器、连接器、球阀活塞、连接定位器、活塞连接器、球阀上通座、球阀下通座；球阀下通座与弹簧尾座之间设有下通座弹簧，所述中心体外壳内部的轴线方向从下向上依次设有连接器，连接器上部设有弹簧尾座，在弹簧尾座上部设有失效保护弹簧，下通座弹簧上部设有球阀机构，所述球阀机构由球阀阀芯、球阀上通座、球阀下通座组成，在球阀机构外部为球阀活塞，最上部设有管柱连接器，连接定位器设在管柱连接器上方并且压置管柱连接器，所述球阀活塞内部设有偏心轴，所述球阀阀芯两端设有圆台，圆台上设有导槽，所述管柱连接器设有化学试剂注入装置；活塞连接器上端与球阀活塞通过螺纹连接，活塞连接器下端与失效保护弹簧相抵，失效保护弹簧与弹簧尾座相抵，当球阀活塞运动到下止点时内防喷装置完全打开，当球阀活塞运动到上止点时内防喷装置完全关闭，当一种深水油气测试内防喷装置处于开启状态时，失效保护弹簧处于压缩状态，当液压控制失效时，失效保护弹簧会推动球阀活塞向上运动，实现深水油气测试内防喷装置的关闭，从而实现失效保护；球阀阀芯的球面与球阀上通座和球阀下通座接触，球阀上通座与管柱连接器相抵，球阀下通座与下通座弹簧相抵，在弹力的作用下保持阀芯与球阀上通座和球阀下通座紧密接触，在关闭时正压力能使球阀上通座和球阀下通座与球阀阀芯分离，实现下端压力调节。
所述的活塞内部设有偏心轴，偏心轴装配时插入到球阀阀芯导槽内部，活塞外部设有密封槽。
所述的球阀阀芯的球面与球阀上通座和球阀下通座接触，球阀上通座与管柱连接器相抵，球阀下通座与下通座弹簧相抵，在弹力的作用下保持阀芯与球阀上通座和球阀下通座紧密接触，在关闭时正压力能球阀上通座和球阀下通座与球阀阀芯分离。
所述球阀阀芯为带孔球体，球体两端有对称的圆台，圆台上设有导槽。
所述的中心体外壳内部设两个油道，分别与活塞上腔体，活塞下腔体相连。
所述管柱连接器的上端，设有化学试剂注入装置。
本发明的有益效果是：一种深水油气测试内防喷装置上端设有化学试剂注入装置，可为下端注入化学试剂；深水油气测试内防喷装置通过液压控制，在装置关闭的状态下通过上端施加正压力调节深水测试管柱压力，将测试管柱压力控制在较低水平，在控制系统出现问题时，由失效保护机制关闭深水油气测试内防喷装置，本发明针对深水测试管柱而设计，是对深水测试管柱安全装置的补充。
附图说明
图1为本发明一种深水油气测试内防喷装置开启结构示意图
图2为本发明一种深水油气测试内防喷装置关闭结构示意图
图3为本发明一种深水油气测试内防喷装置球阀活塞主要视图
图4为本发明一种深水油气测试内防喷装置球阀阀芯结构示意图
图5为本发明一种深水油气测试内防喷装置球阀下通座结构示意图附图标记说明
1.化学试剂注入装置，2.管柱连接器，3.连接螺栓，4.中心体外壳，5.球阀活塞，6.活塞连接器，7.失效保护弹簧，8.弹簧尾座，9.连接器，10.下通座弹簧，11.球阀下通座，12.球阀阀芯，13.球阀上通座，14.连接定位器，51.密封槽，52.偏心轴，53.球阀活塞螺纹，101.偏心轴预留孔，121.球阀阀芯导槽，122.球阀阀芯端面，123.球阀阀芯外表面，124.球阀阀芯内孔
具体实施方式
一种深水油气测试内防喷装置，它包括管柱连接器2，化学注射装置1，管柱连接器2下端被连接定位器14压置，管柱连接器2与球阀上通座13相抵，所述管柱连接器2设有安装化学试剂注入装置1，球阀上通座13下端与球阀阀芯12外表面紧密接触并且实现密封，球阀下通座11上端与球阀阀芯12外表面紧密接触并且实现密封，所述球阀下通座11设有过偏心轴预留孔101；球阀阀芯12外部设有球阀活塞5，球阀活塞5下部通过螺纹53与活塞连接器6连接，活塞连接器6与失效保护弹簧7相抵，球阀下通座11下端与下通座弹簧10相抵，下通座弹簧10安装在弹簧尾座8沉孔内部，弹簧尾座8与连接器9相抵，中心体外壳4下端与连接器9通过螺纹连接。
中心体外壳4内部有球阀活塞5，球阀活塞5上端与中心体外壳4内表面和管柱连接器2外表面相接触的地方都设有密封槽51，管柱连接器2下端与中心体外壳4接触的外表面都设有密封槽，上述密封槽中放置聚四氟乙烯密封圈，共同构成活塞上腔体。活塞连接器6与弹簧尾座8接触的内表面设有密封槽，活塞连接器6与中心体外壳接触的外表面设有密封槽，弹簧尾座8与中心体外壳4相接触的外表面设有密封槽，上述密封槽中放置聚四氟乙烯密封圈，共同构成活塞下腔体。中心体外壳4设有油道，两个油道穿过中心体外壳4到达上下两个腔体，从而实现通过液压油控制球阀活塞5和活塞连接器6的上下运动。
球阀活塞5内部设有偏心轴52，球阀阀芯12两端面上设有与中心线成一定角度的导槽121，球阀活塞5内部设的偏心轴52插入导槽121槽内部，从而实现当球阀活塞5上下运动时，球阀阀芯12也跟随作旋转运动，球阀阀芯12内部设有与通径一样大的孔124，当球阀活塞5运动到下止点时，球阀阀芯12内孔124旋转到与管路同轴，实现管路的完全打开，当球阀活塞5运动到上止点时，球阀阀芯12实现对油道的封堵。
需要说明的是，球阀上通座13的下端和球阀下通座11上端都与球阀阀芯12一起研磨而制成，在一定压力下能实现对高压油气体的封堵，球阀下通座11下端与下通座弹簧10相抵，弹簧弹力能够保证球阀阀芯12与球阀上通座13和球阀下通座11的紧密接触。
活塞连接器6下端与失效保护弹簧7相抵，失效保护弹簧7与弹簧尾座8相抵，当一种深水油气测试内防喷装置处于开启状态时，失效保护弹簧7处于压缩状态，当液压控制失效时，失效保护弹簧7会推动球阀活塞5向上运动，实现深水油气测试内防喷装置的关闭，从而实现失效保护功能。
化学注射装置1由两组弹簧和两组单向阀阀芯构成，因此只能单向通过，保证内部油气不会泄漏，通过化学试剂注入孔可以注入化学药剂。
本发明实施例一深水油气测试内防喷装置的关闭：液面平台发出指令，液压油进入活塞下腔体，在液压油和失效保护弹簧7的共同作用下快速推动球阀活塞5向上运动，球阀活塞5带动球阀阀芯11旋转，实现一种深水油气测试内防喷装置的快速关闭。
本发明实施例二深水油气测试内防喷装置对下端压力调节：首先一种深水油气测试内防喷装置处于关闭状态，给上端油气体施加一个瞬时压力，上端压力大于下端油气压力即正压力，当正压力能够克服下端流体压力和弹簧弹力，球阀阀芯12和球阀下通座11下移，球阀阀芯12与球阀上通座13和球阀下通座11分离，由于上端压力是瞬时的而弹簧推动球阀下通座11和球阀阀芯12实现密封需要时间，在这期间下端压力大于上端压力，并且处于连通状态，下端高压油气体上串出来，实现对深水测试管柱内防喷装置以下的降压调节。
本发明提供的一种深水油气测试内防喷装置，能够实现液压系统失效时提供失效保护，通过上端施加正压力调节一种深水油气测试内防喷装置下端测试管柱中流体的压力，减少了测试管柱中流体压力泄压时对平台上端设备的冲击。
最后应说明的是：以上实施例仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施范围，所以其等同组件的置换，或以本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。
Claims (6)
1.一种深水油气测试内防喷装置，其特征在于，包括中心体外壳、球阀阀芯、失效保护弹簧、弹簧尾座、管柱连接器、连接器、球阀活塞、连接定位器、活塞连接器、球阀上通座、球阀下通座；球阀下通座与弹簧尾座之间设有下通座弹簧，所述中心体外壳内部的轴线方向从下向上依次设有连接器，连接器上部设有弹簧尾座，在弹簧尾座上部设有失效保护弹簧，下通座弹簧上部设有球阀机构，所述球阀机构由球阀阀芯、球阀上通座、球阀下通座组成，在球阀机构外部为球阀活塞，最上部设有管柱连接器，连接定位器设在管柱连接器上方并且压置管柱连接器，所述球阀活塞内部设有偏心轴，所述球阀阀芯两端设有圆台，圆台上设有导槽，所述管柱连接器设有化学试剂注入装置；活塞连接器上端与球阀活塞通过螺纹连接，活塞连接器下端与失效保护弹簧相低，失效保护弹簧与弹簧尾座相抵，当球阀活塞运动到下止点时内防喷装置完全打开，当球阀活塞运动到上止点时内防喷装置完全关闭，当一种深水油气测试内防喷装置处于开启状态时，失效保护弹簧处于压缩状态，当液压控制失效时，失效保护弹簧会推动球阀活塞向上运动，实现深水油气测试内防喷装置的关闭，从而实现失效保护；球阀阀芯的球面与球阀上通座和球阀下通座接触，球阀上通座与管柱连接器相抵，球阀下通座与下通座弹簧相抵，在弹力的作用下保持阀芯与球阀上通座和球阀下通座紧密接触，在关闭时正压力能使球阀上通座和球阀下通座与球阀阀芯分离，实现下端压力调节。
2.如权利要求1所述的一种深水油气测试内防喷装置，其特征在于弹簧尾座设有圆台，圆台上端设有失效保护弹簧，失效保护弹簧上抵活塞连接器下抵弹簧尾座。
3.如权利要求1所述的一种深水油气测试内防喷装置，其特征在于球阀阀芯为带孔球体，球体两端有对称的圆台，圆台上设有导槽。
4.如权利要求1所述的一种深水油气测试内防喷装置，其特征在于活塞内部设有偏心轴，偏心轴装配时插入球阀阀芯导槽内部，活塞外部设有密封槽。
5.如权利要求1所述的一种深水油气测试内防喷装置，其特征在于中心体外壳设两个油道，分别与活塞上腔体，活塞下腔体相连。
6.如权利要求1所述的一种深水油气测试内防喷装置，其特征在于在管柱连接器的上端设有化学试剂注入装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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