CN112096345A - 一种海洋完修井作业用平板剪切阀 - Google Patents

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Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种海洋完修井作业用平板剪切阀，包括平板阀壳体进口设置有上法兰，平板阀壳体出口设置有下法兰；上法兰、平板阀壳体和下法兰设置有贯通的油气通道；在平板阀壳体内腔上下对称设置有两个阀座，每个阀座的内表面台阶端面均设置有一个剪切刀翼；两个阀座之间横穿有阀板，阀板沿上下方向开有与油气通道一致的通孔，在通孔相对剪切刀翼的一侧口沿上下位置分别设置有一个剪切切口；平板阀侧门通过隔板分为活塞腔及阀板室，关闭活塞腔及开启活塞腔分别对外设置有油口Ⅰ和油口Ⅱ；阀板腔中的阀板通过连接杆与活塞腔中的驱动活塞传动连接。本发明的装置，可在关闭过程中剪断连续油管/钢丝绳并密封井内压力。

Description

一种海洋完修井作业用平板剪切阀
技术领域
本发明属于海洋石油天然气钻采装备技术领域，涉及一种海洋完修井作业用平板剪切阀。
背景技术
平板阀作为海洋完修井管柱系统的一个装置，广泛应用于海洋油气生产中，用来控制油气井内流体并在紧急情况下实现油气通道的关闭。通常在完修井过程中，需使用井下工具如连续油管或钢丝绳进行作业，因此如遇紧急情况没有足够时间回收作业工具而立即关闭油气通道时，能够顺利剪断连续油管或钢丝绳并封住井内压力至关重要。
平板阀通过液压驱动活塞杆，从而推动阀板移向井眼中心，阀板与阀座配合实现封井。由于海洋油气生产作业工况复杂、环境恶劣，对于安全性要求更高，而常规平板阀只能将作业工具如连续油管/钢丝绳回收后才能实现关闭，延长了封井时间，从而导致海洋油气生产风险的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种海洋完修井作业用平板剪切阀，解决了现有技术只能将作业工具如连续油管/钢丝绳回收后才能实现关闭，延长了封井时间，从而导致海洋油气生产风险增加的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种海洋完修井作业用平板剪切阀，包括平板阀壳体，平板阀壳体的进口端面设置有上法兰，平板阀壳体的出口端面设置有下法兰；上法兰、平板阀壳体和下法兰设置有贯通的油气通道；在平板阀壳体内腔上下对称设置有两个阀座，每个阀座的内表面台阶端面均设置有一个剪切刀翼，每个剪切刀翼通过多个剪切螺钉固定在阀座台阶端面上；
两个阀座之间横穿有阀板，阀板沿上下方向开有与油气通道一致的通孔，在通孔相对剪切刀翼的一侧口沿上下位置分别设置有一个剪切切口；沿平板阀壳体水平方向两端面分别固定安装有平板阀侧门及端盖，平板阀侧门的外端面通过一圈连接螺栓Ⅰ连接有活塞腔端盖；
平板阀侧门通过隔板分为活塞腔及阀板室，活塞腔中以驱动活塞为界又分为关闭活塞腔及开启活塞腔，关闭活塞腔及开启活塞腔分别对外设置有油口Ⅰ和油口Ⅱ；隔板中穿有连接杆，阀板腔中的阀板通过连接杆与活塞腔中的驱动活塞传动连接。
本发明的海洋完修井作业用平板剪切阀，其特征还在于：
所述的上法兰与进口端面的接触面设置有两组密封垫环Ⅰ，下法兰与出口端面的接触面设置有两组密封垫环Ⅱ。
所述的每个阀座外表面与平板阀壳体内表面的接触面均设置有两个阀座密封，活塞腔端盖与平板阀侧门的接触面设置有活塞端盖密封。
所述的端盖位于阀板末端并且通过一圈连接螺栓Ⅲ与平板阀壳体固定连接，平板阀侧门通过一圈连接螺栓Ⅱ与平板阀壳体固定连接，端盖与平板阀壳体接触面设置有端盖密封，平板阀侧门与平板阀壳体接触面设置有侧门密封。
所述的连接杆与隔板的接触面设置有活塞杆密封，驱动活塞与平板阀侧门内壁之间设置有活塞密封。
本发明的有益效果是，该平板剪切阀采用阀座上安装剪切刀翼，阀板上设有剪切切口，平板阀可在关闭过程中剪断连续油管/钢丝绳并密封井内压力，实现了海洋完修井作业中紧急情况来不及回收作业工具(连续油管/钢丝绳)时立即关井，提高了海洋油气生产作业的安全。
附图说明
图1为本发明平板剪切阀在开启状态的结构示意图；
图2为本发明平板剪切阀在关闭状态的结构示意图；
图3为本发明装置在开启状态时的阀腔局部放大图；
图4为本发明装置在关闭状态时的阀腔局部放大图；
图5为本发明装置中的阀座结构示意图；
图6为本发明装置中的阀板结构示意图。
图中，1.活塞端盖密封，2.油口Ⅰ，3.驱动活塞，4.油口Ⅱ，5.连接螺栓Ⅱ，6.平板阀侧门，7.侧门密封，8.上法兰，9.连续油管，10.密封垫环Ⅰ，11.平板阀壳体，12.端盖密封，13.端盖，14.连接螺栓Ⅲ，15.阀板，16.阀座，17.阀座密封，18.油气通道，19.下法兰，20.密封垫环Ⅱ，21.活塞杆密封，22.关闭活塞腔，23.活塞密封，24.开启活塞腔，25.活塞腔端盖，26.连接螺栓Ⅰ，27.剪切刀翼，28.剪切螺钉，29.剪切切口，30.剪断油管，31.阀板密封面。
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、图2、图3、图4，本发明装置的整体结构是，包括平板阀壳体11，平板阀壳体11的进口端面设置有上法兰8，上法兰8与进口端面的接触面设置有两组密封垫环Ⅰ10，平板阀壳体11的出口端面设置有下法兰19，下法兰19与出口端面的接触面设置有两组密封垫环Ⅱ20；上法兰8、平板阀壳体11和下法兰19设置有贯通的油气通道18，该油气通道18中穿有连续油管9(或钢丝绳)；在平板阀壳体11内腔上下对称设置有两个阀座16，每个阀座16外表面与平板阀壳体11内表面的接触面均设置有两个阀座密封17，每个阀座16的内表面台阶端面均设置有一个剪切刀翼27，见图5，每个剪切刀翼27通过多个剪切螺钉28固定在阀座16台阶端面上；两个阀座16之间横穿有阀板15，阀板15沿上下方向开有与油气通道18一致的通孔，在通孔相对剪切刀翼27的一侧口沿上下位置分别设置有一个剪切切口29，见图6；沿平板阀壳体11水平方向两端面分别固定安装有平板阀侧门6及端盖13，端盖13位于阀板15末端并且通过一圈连接螺栓Ⅲ14与平板阀壳体11固定连接，平板阀侧门6通过一圈连接螺栓Ⅱ5与平板阀壳体11固定连接，端盖13与平板阀壳体11接触面设置有端盖密封12，平板阀侧门6与平板阀壳体11接触面设置有侧门密封7；平板阀侧门6的外端面通过一圈连接螺栓Ⅰ26连接有活塞腔端盖25，活塞腔端盖25与平板阀侧门6的接触面设置有活塞端盖密封1；平板阀侧门6通过隔板分为活塞腔及阀板室，活塞腔中以驱动活塞3为界又分为关闭活塞腔22及开启活塞腔24，关闭活塞腔22及开启活塞腔24分别对外设置有油口Ⅰ2和油口Ⅱ4；隔板中穿有连接杆，连接杆与隔板的接触面设置有活塞杆密封21，阀板腔中的阀板15通过连接杆与活塞腔中的驱动活塞3传动连接，驱动活塞3与平板阀侧门6内壁之间设置有活塞密封23。
本发明的工作过程是，
参照图1、图3，在开启状态，平板阀侧门6与活塞腔端盖25通过连接螺栓Ⅰ26连接，并通过活塞端盖密封Ⅰ1、活塞杆密封21组成开启活塞腔24和关闭活塞腔23，驱动活塞3位于活塞腔内，活塞上设有活塞密封23；平板阀侧门6与平板阀壳体11由连接螺栓Ⅱ6连接，并在连接端面设有侧门密封7；平板阀壳体11上端与上法兰8连接，下端与下法兰19连接，右端与端盖13通过连接螺栓Ⅲ14连接，并通过密封垫环Ⅰ10、密封垫环Ⅱ20和端盖密封12形成密封腔体，防止油气的外泄；阀座16安装在平板阀壳体11内的上端与下端各一组，并在坐放端面设有阀座密封17；剪切刀翼27通过剪切螺钉28安装到阀座16上，阀板15安装在上端与下端阀座16之间，一端与驱动活塞3连接；阀板15在油气通道18处设有剪切切口29，该切口为30度斜角，剪切作业时与阀座16上的剪切刀翼27配合作用。
当需要封井关闭平板剪切阀时，液压油从油口Ⅱ4进入关闭活塞腔22，通过活塞密封23、活塞杆密封21形成完整密封空间，液压油作用在驱动活塞3上，推动驱动活塞3向左移动，驱动活塞3与阀板15连接在一起，从而带动阀板15向左移动，阀板15上的剪切切口29与阀座16上的剪切刀翼27配合将连续油管9(或钢丝绳)剪断，称为剪断油管9(或剪断钢丝绳)，见图4、图6，同时阀板15与阀座16实现密封井内压力。
参照图2、图4，在关闭状态，此时阀板15在驱动活塞3的拉动下将连续油管9(或钢丝绳)剪断并封住井内压力；在剪切密封过程中，阀板15上的剪切切口29会与阀座16上的剪切刀翼27接触并推动其向上移动，将剪断阀座16上的剪切螺钉28，从而避免了剪切刀翼27刮伤阀板密封面31，保证了阀板15与阀座16的密封效果。

Claims (5)

1.一种海洋完修井作业用平板剪切阀，其特征在于：包括平板阀壳体(11)，平板阀壳体(11)的进口端面设置有上法兰(8)，平板阀壳体(11)的出口端面设置有下法兰(19)；上法兰(8)、平板阀壳体(11)和下法兰(19)设置有贯通的油气通道(18)；在平板阀壳体(11)内腔上下对称设置有两个阀座(16)，每个阀座(16)的内表面台阶端面均设置有一个剪切刀翼(27)，每个剪切刀翼(27)通过多个剪切螺钉(28)固定在阀座(16)台阶端面上；
两个阀座(16)之间横穿有阀板(15)，阀板(15)沿上下方向开有与油气通道(18)一致的通孔，在通孔相对剪切刀翼(27)的一侧口沿上下位置分别设置有一个剪切切口(29)；沿平板阀壳体(11)水平方向两端面分别固定安装有平板阀侧门(6)及端盖(13)，平板阀侧门(6)的外端面通过一圈连接螺栓Ⅰ(26)连接有活塞腔端盖(25)；
平板阀侧门(6)通过隔板分为活塞腔及阀板室，活塞腔中以驱动活塞(3)为界又分为关闭活塞腔(22)及开启活塞腔(24)，关闭活塞腔(22)及开启活塞腔(24)分别对外设置有油口Ⅰ(2)和油口Ⅱ(4)；隔板中穿有连接杆，阀板腔中的阀板(15)通过连接杆与活塞腔中的驱动活塞(3)传动连接。
2.根据权利要求1所述的海洋完修井作业用平板剪切阀，其特征在于：所述的上法兰(8)与进口端面的接触面设置有两组密封垫环Ⅰ(10)，下法兰(19)与出口端面的接触面设置有两组密封垫环Ⅱ(20)。
3.根据权利要求1所述的海洋完修井作业用平板剪切阀，其特征在于：所述的每个阀座(16)外表面与平板阀壳体(11)内表面的接触面均设置有两个阀座密封(17)，活塞腔端盖(25)与平板阀侧门(6)的接触面设置有活塞端盖密封(1)。
4.根据权利要求1所述的海洋完修井作业用平板剪切阀，其特征在于：所述的端盖(13)位于阀板(15)末端并且通过一圈连接螺栓Ⅲ(14)与平板阀壳体(11)固定连接，平板阀侧门(6)通过一圈连接螺栓Ⅱ(5)与平板阀壳体(11)固定连接，端盖(13)与平板阀壳体(11)接触面设置有端盖密封(12)，平板阀侧门(6)与平板阀壳体(11)接触面设置有侧门密封(7)。
5.根据权利要求1所述的海洋完修井作业用平板剪切阀，其特征在于：所述的连接杆与隔板的接触面设置有活塞杆密封(21)，驱动活塞(3)与平板阀侧门(6)内壁之间设置有活塞密封(23)。
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