CN111963104A - 一种海洋石油填充式钻井用安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋石油填充式钻井用安全阀，属于石油设备开采技术领域，包括降压管，所述降压管顶端和底部均固定连接有法兰盘，所述液压管内部上下两端均固定连接有压力传感器，所述降压管两侧中间均开设有一对泄压口，所述降压管两侧的上下两端固定连接有液压油缸，所述液压油缸端部固定连接有密封块，且密封块的大小形状与泄压口相对应，所述降压管两侧液压油缸的外侧固定连接有密封箱，且密封箱的宽度与密封块宽度相对应，本设备容错率较高，可以自行发电，使得本设备在没有电源的情况下也可以继续使用，同时不易堵塞，可以及时进行报警，提示维修人员进行维修，实用性与功能性较强，值得广泛推广使用。

Description

一种海洋石油填充式钻井用安全阀

技术领域

本发明涉及石油开采设备技术领域，更具体地说，涉及一种海洋石油填充式钻井用安全阀。

背景技术

安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。注安全阀必须经过压力试验才能使用，安全阀在系统中起安全保护作用。当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故；海底石油是埋藏于海洋底层以下的沉积岩及基岩中的矿产资源之一，海底石油的开采始于20世纪初，但在相当长时期内仅发现少量的海底油田，直到60年代后期海上石油的勘探和开采才获得突飞猛进的发展。

随着社会发展，科技进步，陆地上的石油已经远远满足不了人类的发展，而海洋石油的开采，填充式钻井安全阀是保障海上作业安全必不可少的核心设备，在水下环境下工作，如果出现泥浆漏失的情况，将引起立管系统的坍塌，造成不可估量的损失，发生严重事故然而传统的海洋石油填充式钻井安全阀，对海水中的杂质的过滤效果不佳，在进行安全降压时容易造成管道堵塞，从而使得设备正常运作出现问题，并且对安全阀检修维护不够方便灵活，常规的安全阀使用起来不够构智能，在海底出现状况时，往往会切断电源，从而造成安全阀的正常运作出现问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种海洋石油填充式钻井用安全阀，本设备通过设置压力传感器，可以时刻对降压管内部的压力进行检测，当压力到达一定程度时，传达信号给控制器，此时控制器控制液压油缸运作，液压油缸启动，液压油缸的输出端拉动密封块在密封箱内进行移动，此时被密封块堵塞的泄压口打开，由于海水压力的缘故，海水灌输到降压管内部，此时防护罩和过滤板进行配合，将海水中的杂质进行过滤，从而防止堵塞，同时由于降压管两侧上下两端均设有泄压口，使得降压能力有效提高的同，也进一步的防止了堵塞，通过设置涡轮叶片，使得海水流动时带动涡轮叶片转动，而无论叶片转动则将力传达给水力发电机，使得水力发电机进行发电，蓄电池将电能存储起来，在海底发生事故，电源被切断时，本设备依旧可以良好的进行运行，有效提高了本设备的使用便捷性，同时设置两组水力发电机也使得一组损坏时另一组可以正常运行，使得本设备的容错率较高，而通过紧固螺栓、安装螺钉与法兰盘安装防护罩和降压管，使得本设备便于拆卸维修。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种海洋石油填充式钻井用安全阀，包括降压管，所述降压管顶端和底部均固定连接有法兰盘，所述液压管内部上下两端均固定连接有压力传感器，所述降压管两侧中间均开设有一对泄压口，所述降压管两侧的上下两端固定连接有液压油缸，所述液压油缸端部固定连接有密封块，且密封块的大小形状与泄压口相对应，所述降压管两侧液压油缸的外侧固定连接有密封箱，且密封箱的宽度与密封块宽度相对应，所述降压管两侧的泄压口中间固定连接有承接块，所述承接块上下两端开设有承接槽，所述承接槽内固定连接有密封垫，且密封垫内圈的大小与密封块切面相对应，所述降压管正面与背面的上下两端均通过安装螺钉固定连接有蓄电盒，所述蓄电盒内设有蓄电池，所述液压管的正面蓄电盒之间设有控制器，且控制器内设有单片机芯片，且控制器分别与压力传感器、液压油管和蓄电池电性连接，所述蓄电盒外侧固定连接有涡轮扇叶，所述涡轮扇叶内侧均固定连接有水力发电机，涡轮扇叶与水力发电机输入端固定连接，且水力发电机与蓄电池电性连接。

进一步的，所述控制器表面设有防水保护壳，所述降压管背面的蓄电盒之间固定连接有报警组件，且报警组件与控制器电性连接，且报警组件内设有信号发射器。

进一步的，所述泄压口内设有过滤板，且过滤板网孔孔口径为5MM，所述密封块的内侧一端设有两组滚轮，且滚轮与过滤网滚动连接。

进一步的，所述密封箱外侧上下两端均固定连接有限位块，且限位块表面设有防滑层，所述限位块外侧通过紧固螺栓固定连接有防护罩。

进一步的，所述防护罩为等间距交错编制的不锈钢条编织而成，且不锈钢条之间的间隙为1CM

进一步的，所述降压管内部固定连接有加强架，所述加强架表面等间距开设有过水孔。

进一步的，所述蓄电盒内部蓄电池的外侧设有填充层，所述填充层内填充有塑料泡沫。

进一步的，所述密封箱正面和背面中间均固定连接有桥式扶手，且桥式扶手表面粘贴有带凸起的防滑套。

进一步的，所述降压管管壁内部设有走线槽，所述降压管管体采用不锈钢抗压基材制成，且本设备外置部分均喷涂有耐腐蚀防锈涂层。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案中本设备通过设置压力传感器，可以时刻对降压管内部的压力进行检测，当压力到达一定程度时，传达信号给控制器，此时控制器控制液压油缸运作，液压油缸启动，液压油缸的输出端拉动密封块在密封箱内进行移动，此时被密封块堵塞的泄压口打开，由于海水压力的缘故，海水灌输到降压管内部，此时防护罩和过滤板进行配合，将海水中的杂质进行过滤，从而防止堵塞，同时由于降压管两侧上下两端均设有泄压口，使得降压能力有效提高的同，也进一步的防止了堵塞，通过设置涡轮叶片，使得海水流动时带动涡轮叶片转动，而无论叶片转动则将力传达给水力发电机，使得水力发电机进行发电，蓄电池将电能存储起来，在海底发生事故，电源被切断时，本设备依旧可以良好的进行运行，有效提高了本设备的使用便捷性，同时设置两组水力发电机也使得一组损坏时另一组可以正常运行，使得本设备的容错率较高，而通过紧固螺栓、安装螺钉与法兰盘安装防护罩和降压管，使得本设备便于拆卸维修。

（2）通过设置防水保护壳，可以有效对控制器进行防护，防止控制器由于深海的水和强压损坏，从而使得本设备的运行出现问题，通过设置报警组件，当海底的安全阀运作时，可以通过信号发射器传输信号进行报警，从而使得地面维修人员及时进行维修，有效提高了本设备的智能性。

（3）通过设置过滤板，可以对灌输到泄压口的海底泥污渍进行过滤筛除，一方面可以降压管内部泥污过多，导致降压管内部堵塞，另一方面也给后续的维修清理造成了一定的方便，同时设置滚轮，使得液压油缸运作拉动密封块更加便易快速，防止由于强压导致液压油缸运行出现问题，使得本设备运作更加稳定与长久。

（4）通过设置限位块卡接防护罩，可以对本设备的液压油缸及密封块进行防护，防止海底复杂的情况从而导致液压油缸损坏，使得本设备运行出现问题，从而导致严重的事故。

（5）不锈钢条编织而成的防护罩，具有较强的防护性，同时钢条之间具有间隙，使得防护罩不易被强压压坏，并且间隙为1CM可以较为有效的过滤海水之中的大型杂质，防止泄压口的过滤板积攒泥污过多导致堵塞，进一步提高了本设备的容错率。

（6）通过设置加强架，使得降压管内部的支撑力得到加强，有效防止海底强压导致降压管损坏，同时设置过水孔，使得降压管内部注入海水时，注入的海水能够得到流通，使得降压能力得到保障。

（7）通过设置填充层内的塑料泡沫，可以有效对蓄电池内部进行防护绝缘，也可以在安装与撞击晃动时具有一定的缓冲能力，使得蓄电池使用寿命更加长久。

（8）通过设置桥式扶手，使得在本设备在安装搬运时有一个抓取的地方，使得安装搬运更加方便，同时设置带凸起的防滑套使得桥式扶手表面的摩擦力提高，防止抓取桥式扶手打滑，使得本设备掉落摔坏。

（9）设置走线槽使得线路布置在降压管内部，有效防止了线路损坏，从而影响设备的正常运行，同时通过设置抗压不锈钢材质与耐腐蚀防锈涂层，使得本设备具有较好的抗压耐腐蚀能力，可以适应环境复杂多样的深海海底。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧面表面结构示意图；

图3为本发明的表面结构示意图；

图4为本发明的防护罩安装爆炸图；

图5为本发明的电路模块示意图。

图中标号说明：

1、降压管；2、法兰盘；3、压力传感器；4、泄压口；5、液压油缸；6、密封块；7、密封箱；8、承接块；9、承接槽；10、密封垫；11、蓄电盒；12、蓄电池；13、控制器；14、涡轮叶片；15、水力发电机；16、报警组件；17、过滤板；18、滚轮；19、限位块；20、防护罩；21、加强架；22、过水孔；23、填充层；24、桥式扶手；25、走线槽；26、紧固螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-5，一种海洋石油填充式钻井用安全阀，包括降压管1，所述降压管1顶端和底部均固定连接有法兰盘2，所述液压管内部上下两端均固定连接有压力传感器3，所述压力传感器3型号为mpx4115，所述降压管1两侧中间均开设有一对泄压口4，所述降压管1两侧的上下两端固定连接有液压油缸5，所述液压油缸5端部固定连接有密封块6，且密封块6的大小形状与泄压口4相对应，所述降压管1两侧液压油缸5的外侧固定连接有密封箱7，且密封箱7的宽度与密封块6宽度相对应，所述降压管1两侧的泄压口4中间固定连接有承接块8，所述承接块8上下两端开设有承接槽9，所述承接槽9内固定连接有密封垫10，且密封垫10内圈的大小与密封块6切面相对应，所述降压管1正面与背面的上下两端均通过安装螺钉固定连接有蓄电盒11，所述蓄电盒11内设有蓄电池12，所述液压管的正面蓄电盒11之间设有控制器13，且控制器13内设有单片机芯片，所述单片机芯片型号为STM32F103RCT6，且控制器13分别与压力传感器3、液压油管和蓄电池12电性连接，所述蓄电盒11外侧固定连接有涡轮扇叶，所述涡轮扇叶内侧均固定连接有水力发电机15，涡轮扇叶与水力发电机15输入端固定连接，且水力发电机15与蓄电池12电性连接；

本方案中本设备通过设置压力传感器3，可以时刻对降压管1内部的压力进行检测，当压力到达一定程度时，传达信号给控制器13，此时控制器13控制液压油缸5运作，液压油缸5启动，液压油缸5的输出端拉动密封块6在密封箱7内进行移动，此时被密封块6堵塞的泄压口4打开，由于海水压力的缘故，海水灌输到降压管1内部，此时防护罩20和过滤板17进行配合，将海水中的杂质进行过滤，从而防止堵塞，同时由于降压管1两侧上下两端均设有泄压口4，使得降压能力有效提高的同，也进一步的防止了堵塞，通过设置涡轮叶片14，使得海水流动时带动涡轮叶片14转动，而无论叶片转动则将力传达给水力发电机15，使得水力发电机15进行发电，蓄电池12将电能存储起来，在海底发生事故，电源被切断时，本设备依旧可以良好的进行运行，有效提高了本设备的使用便捷性，同时设置两组水力发电机15也使得一组损坏时另一组可以正常运行，使得本设备的容错率较高，而通过紧固螺栓26、安装螺钉与法兰盘2安装防护罩20和降压管1，使得本设备便于拆卸维修。

请参阅图2，所述控制器13表面设有防水保护壳，所述降压管1背面的蓄电盒11之间固定连接有报警组件16，且报警组件16与控制器13电性连接，且报警组件16内设有信号发射器，所述型号发射器型号为KVS-04W-H/K；通过设置防水保护壳，可以有效对控制器13进行防护，防止控制器13由于深海的水和强压损坏，从而使得本设备的运行出现问题，通过设置报警组件16，当海底的安全阀运作时，可以通过信号发射器传输信号进行报警，从而使得地面维修人员及时进行维修，有效提高了本设备的智能性。

请参阅图1，所述泄压口4内设有过滤板17，且过滤板17网孔孔口径为5MM，所述密封块6的内侧一端设有两组滚轮18，且滚轮18与过滤网滚动连接；通过设置过滤板17，可以对灌输到泄压口4的海底泥污渍进行过滤筛除，一方面可以降压管1内部泥污过多，导致降压管1内部堵塞，另一方面也给后续的维修清理造成了一定的方便，同时设置滚轮18，使得液压油缸5运作拉动密封块6更加便易快速，防止由于强压导致液压油缸5运行出现问题，使得本设备运作更加稳定与长久。

请参阅图1和4，所述密封箱7外侧上下两端均固定连接有限位块19，且限位块19表面设有防滑层，所述限位块19外侧通过紧固螺栓26固定连接有防护罩20；通过设置限位块19卡接防护罩20，可以对本设备的液压油缸5及密封块6进行防护，防止海底复杂的情况从而导致液压油缸5损坏，使得本设备运行出现问题，从而导致严重的事故。

请参阅图5，所述防护罩20为等间距交错编制的不锈钢条编织而成，且不锈钢条之间的间隙为1CM；不锈钢条编织而成的防护罩20，具有较强的防护性，同时钢条之间具有间隙，使得防护罩20不易被强压压坏，并且间隙为1CM可以较为有效的过滤海水之中的大型杂质，防止泄压口4的过滤板17积攒泥污过多导致堵塞，进一步提高了本设备的容错率。

请参阅图1-4，所述降压管1内部固定连接有加强架21，所述加强架21表面等间距开设有过水孔22；通过设置加强架21，使得降压管1内部的支撑力得到加强，有效防止海底强压导致降压管1损坏，同时设置过水孔22，使得降压管1内部注入海水时，注入的海水能够得到流通，使得降压能力得到保障。

请参阅图2，所述蓄电盒11内部蓄电池12的外侧设有填充层23，所述填充层23内填充有塑料泡沫；通过设置填充层23内的塑料泡沫，可以有效对蓄电池12内部进行防护绝缘，也可以在安装与撞击晃动时具有一定的缓冲能力，使得蓄电池12使用寿命更加长久。

请参阅图2和3，所述密封箱7正面和背面中间均固定连接有桥式扶手24，且桥式扶手24表面粘贴有带凸起的防滑套；通过设置桥式扶手24，使得在本设备在安装搬运时有一个抓取的地方，使得安装搬运更加方便，同时设置带凸起的防滑套使得桥式扶手24表面的摩擦力提高，防止抓取桥式扶手24打滑，使得本设备掉落摔坏。

请参阅图3，所述降压管1管壁内部设有走线槽25，所述降压管1管体采用不锈钢抗压基材制成，且本设备外置部分均喷涂有耐腐蚀防锈涂层；设置走线槽25使得线路布置在降压管1内部，有效防止了线路损坏，从而影响设备的正常运行，同时通过设置抗压不锈钢材质与耐腐蚀防锈涂层，使得本设备具有较好的抗压耐腐蚀能力，可以适应环境复杂多样的深海海底。

本发明中根据图1-5所述，在使用时：用手或者搬运器具抓取桥式扶手24进行搬运，带凸起的防滑套使得桥式扶手24表面的摩擦力提高，防止抓取桥式扶手24打滑，将本设备运送到需要安装的地方，通过法兰盘2进行对接，安装完成后，设备开始运作,此时承接块8可以相应的承接固定密封块6，使得密封块6密封更加牢固，同时承接槽9内的密封垫10对密封块6进一步进行密封，防止海水泄露，当海水在流动时，带动涡轮叶片14进行转动，从而使得水力发电机15得到动力产生电力，此时电力存储与蓄电池12内部，当压力传感器3检测到压力异常时，此时控制器13控制液压油缸5运作，液压油缸5输出端带动密封块6在密封箱7内移动，此时泄压口4打开，外界海水由于压力灌输到降压管1内部，此时防护罩20和过滤板17将海水中的杂质进行过滤，防止了降压管1内的堵塞，同时滚轮18使得液压油缸5运作时的负荷能力有效降低，从而提高了液压油缸5发的使用寿命，当设备运行，此时控制器13控制报警组件16进行报警，报警组件16内的信号发射器将信号发送到地面检修人员处，从而使得海底出现故障可以及时被发现了，进而快速进行检修更换，在检修更换时，通过紧固螺栓26、法兰盘2和安装螺钉，可以便于拆解本设备，从而便于对内部进行维修更换。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种海洋石油填充式钻井用安全阀，包括降压管（1），其特征在于：所述降压管（1）顶端和底部均固定连接有法兰盘（2），所述液压管内部上下两端均固定连接有压力传感器（3），所述降压管（1）两侧中间均开设有一对泄压口（4），所述降压管（1）两侧的上下两端固定连接有液压油缸（5），所述液压油缸（5）端部固定连接有密封块（6），且密封块（6）的大小形状与泄压口（4）相对应，所述降压管（1）两侧液压油缸（5）的外侧固定连接有密封箱（7），且密封箱（7）的宽度与密封块（6）宽度相对应，所述降压管（1）两侧的泄压口（4）中间固定连接有承接块（8），所述承接块（8）上下两端开设有承接槽（9），所述承接槽（9）内固定连接有密封垫（10），且密封垫（10）内圈的大小与密封块（6）切面相对应，所述降压管（1）正面与背面的上下两端均通过安装螺钉固定连接有蓄电盒（11），所述蓄电盒（11）内设有蓄电池（12），所述液压管的正面蓄电盒（11）之间设有控制器（13），且控制器（13）内设有单片机芯片，且控制器（13）分别与压力传感器（3）、液压油管和蓄电池（12）电性连接，所述蓄电盒（11）外侧固定连接有涡轮扇叶，所述涡轮扇叶内侧均固定连接有水力发电机（15），涡轮扇叶与水力发电机（15）输入端固定连接，且水力发电机（15）与蓄电池（12）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述控制器（13）表面设有防水保护壳，所述降压管（1）背面的蓄电盒（11）之间固定连接有报警组件（16），且报警组件（16）与控制器（13）电性连接，且报警组件（16）内设有信号发射器。

3.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述泄压口（4）内设有过滤板（17），且过滤板（17）网孔孔口径为5MM，所述密封块（6）的内侧一端设有两组滚轮（18），且滚轮（18）与过滤网滚动连接。

4.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述密封箱（7）外侧上下两端均固定连接有限位块（19），且限位块（19）表面设有防滑层，所述限位块（19）外侧通过紧固螺栓（26）固定连接有防护罩（20）。

5.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述防护罩（20）为等间距交错编制的不锈钢条编织而成，且不锈钢条之间的间隙为1CM。

6.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述降压管（1）内部固定连接有加强架（21），所述加强架（21）表面等间距开设有过水孔（22）。

7.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述蓄电盒（11）内部蓄电池（12）的外侧设有填充层（23），所述填充层（23）内填充有塑料泡沫。

8.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述密封箱（7）正面和背面中间均固定连接有桥式扶手（24），且桥式扶手（24）表面粘贴有带凸起的防滑套。

9.根据权利要求1所述的一种海洋石油填充式钻井用安全阀，其特征在于：所述降压管（1）管壁内部设有走线槽（25），所述降压管（1）管体采用不锈钢抗压基材制成，且本设备外置部分均喷涂有耐腐蚀防锈涂层。

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