CN112412396A - 井下安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下安全阀，包括：中空的壳体，壳体包括依次连接的上接头、中筒和下接头，下接头内部形成有下流体通道，上接头中设置有电磁铁腔室，电磁铁腔室中至少设置有两个电磁铁；设置在壳体中的传动定位机构和中心管；设置在中心管外的第一复位件；可密封地设置在中心管下端的阀板座，阀板座上固定有第二复位件和阀板，阀板开设有至少一个平衡孔，平衡孔内安装有平衡阀；安装在阀板座上的压力传感器；与电磁铁和压力传感器的控制器。本申请所提供的电磁铁驱动的井下安全阀，能够使井下安全阀不再受下入深度的限制，且反应时间短、操作简单、可靠且安全。

Description

井下安全阀

技术领域

本发明涉及井下工具领域，特别涉及一种井下安全阀。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

油气井在进行井下开采作业时，经常会遇到由于某种原因造成的井下流体压力和流速增大的情况。当遇到上述情况时，需要及时关闭流体通道，避免造成重大的安全事故。

井下安全阀是一种防止井喷、保证生产安全的井下工具。井下安全阀的分类方式有很多种，根据驱动方式可分为液压控制驱动、电控磁耦合驱动等。其中，以液压控制驱动最具代表性。但是此类井下安全阀存在很多不足，如由于液控管线额定压力的限制，井下安全阀的下入深度受到制约，并且液控管线在长时间使用之后容易发生泄漏，导致井下安全阀失效。高压系统的使用，对井下安全阀的各零部件等都是重大的考验。

井下安全阀的相关技术，在国外研究较多，技术上相比国内同类产品的实用性和可靠性占有非常大的优势、在液压控制的开发形式下，井下安全阀的使用能力已基本达到极限。

为了弥补上述液压管线控制井下安全阀的不足，现有技术中提供了一种电控磁耦合井下安全阀。该安全阀设置了伺服电机、与伺服电机转子相连的反置式行星滚柱丝杠等。使用时，通过伺服电机正反转实现阀板的打开或关闭。然而，上述通过伺服电机转动的方式打开或关闭阀板所需的操作时长较长，使用时的安全性、可靠性等都无法得到有效地保证。

为了弥补上述现有井下安全阀的不足，本发明提出了一种新的井下安全阀。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种电磁铁驱动的井下安全阀，能够使井下安全阀不再受下入深度的限制，且反应时间短、操作简单、可靠且安全。

本发明实施方式的具体技术方案是：

一种井下安全阀，包括：中空的壳体，所述壳体包括依次连接的上接头、中筒和下接头，所述下接头内部形成有下流体通道，所述上接头中设置有电磁铁腔室和连通所述电磁铁腔室的电缆通道；所述电磁铁腔室中至少设置有两个电磁铁；设置在所述壳体中的传动定位机构和中心管；设置在所述中心管外的第一复位件；可密封地设置在所述中心管下端的阀板座，所述阀板座上固定有第二复位件和阀板，所述阀板开设有至少一个平衡孔，所述平衡孔内安装有平衡阀；安装在所述阀板座上的压力传感器；与所述电磁铁和压力传感器电性连接的控制器，所述控制器控制部分所述电磁铁通电，所述电磁铁通过所述传动定位机构带动所述中心管下移打开所述平衡阀进行泄压，当所述压力传感器检测到的压力表示所述阀板的上下压差在预定范围内时，所述控制器控制所有的电磁铁全部通电，打开所述阀板，并利用所述传动定位机构和所述中心管传递给所述阀板作用力，所述阀板保持在打开位置，所述中心管与所述下流体通道保持连通；当所述电磁铁再次通电后，所述阀板在所述第一复位件和第二复位件的作用下复位。

在一个优选的实施方式中，所述电磁铁为推拉电磁铁，所述电磁铁腔室的个数与所述推拉电磁铁的个数相匹配，所述电磁铁腔室的个数为四个，四个所述电磁铁腔室围绕所述上接头的圆周方向间隔对称分布，四个所述推拉电磁铁对称地安装在所述电磁铁腔室内，在泄压时，所述控制器控制对称的两个所述推拉电磁铁通电。

在一个优选的实施方式中，所述传动定位机构包括：端部能相互抵靠的中筒滑块和中筒旋转块，所述中筒的内壁上设置有滑道和第一定位键，所述中筒滑块的外侧壁上设置有与所述滑道相卡合的滑块，所述中筒旋转块与所述中心管固定连接，所述中筒滑块能将所述推拉电磁铁的推力依次传递给所述中筒旋转块和所述中心管。

在一个优选的实施方式中，所述中筒旋转块的外侧壁上设置有第二定位键，所述第二定位键沿着所述中筒旋转块的轴向纵长延伸，在所述第一定位键和所述第二定位键相卡合，且在所述推拉电磁铁断电复位后，所述中筒旋转块固定在卡合位置，所述中心管使所述阀板保持在打开位置。

在一个优选的实施方式中，当所述推拉电磁铁通电时，当所述第一定位键的一端设置有第一锯齿结构，所述第二定位键的一端设置有第二锯齿结构，在所述中筒滑块作用下，所述中筒旋转块旋转预定角度后，所述第二定位键的第一锯齿结构与所述第一定位键的第二锯齿结构相脱离，在所述第一复位件的作用下，所述中心管与所述中筒旋转块向上移动，所述阀板在所述第二复位件的作用下关闭。

在一个优选的实施方式中，所述平衡阀与所述平衡孔之间采用球型密封，所述平衡阀上形成有第一孔、第二孔和连通所述第一孔和第二孔的第三孔，所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔形成平衡通道，当所述平衡阀打开时，流体通过所述下接头的流体通道、所述平衡通道与所述中心管相连通。

在一个优选的实施方式中，所述第一复位件包括：套设在所述中心管外的弹簧以及设置在所述弹簧两端的第一弹簧卡环和第二弹簧卡环，所述第一弹簧卡环与所述中心管为间隙配合，所述第一弹簧卡环能沿着所述中心管的外侧伸缩滑动，所述第二弹簧卡环与所述中筒相连接，所述第二复位件包括扭簧。

在一个优选的实施方式中，所述上接头具有相对的顶部和尾部，所述顶部用于连接油管，靠近所述尾部的位置设置有用于定位所述推拉电磁铁的电磁铁定位圈。

在一个优选的实施方式中，所述阀板采用曲面结构。

在一个优选的实施方式中，所述平衡阀与所述阀板的平衡孔之间采用球型密封。

在一个优选的实施方式中，所述下接头的内侧装有与所述控制器电性连接的流量传感器。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：传统液压控制井下安全阀由于受静液压力的影响，下入深度受到限制，本发明使用推拉电磁铁代替了传统液压油驱动，提供一种全新的电磁驱动的井下安全阀结构，消除了以往在关闭阀板时所需的静液压力和流体摩擦力，井下安全阀不再受下入深度的制约，整体上结构设计巧妙，使用时动作灵敏快速，反应时间短、操作简单、可靠性和安全性高。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本申请实施方式中提供的一种井下安全阀的结构示意图；

图2为申请实施方式中提供的一种井下安全阀的上接头示意图；

图3为申请实施方式中提供的一种井下安全阀的中筒示意图；

图4为申请实施方式中提供的一种井下安全阀的中筒滑块示意图；

图5为申请实施方式中提供的一种井下安全阀的中筒旋转块；

图6为申请实施方式中提供的一种井下安全阀的平衡阀示意图；

图7为申请实施方式中提供的一种井下安全阀的阀板示意图；

图8为申请实施方式中提供的一种井下安全阀的弹簧卡环示意图。

以上附图的附图标记：

1、上接头；2、接头密封组件；3、控制管线接头；4、电缆通道；5、电磁铁腔室；6、推拉电磁铁；7、电磁铁定位圈；8、主流体通道；9、中筒滑块；10、中筒；11、滑块；12、滑道；13、中筒旋转块；131、第二定位键；14、第一定位键；15、中心管；16、第一密封圈；17、第一弹簧卡环；18、弹簧；19、第二弹簧卡环；20、阀板座；21、销孔；22、销钉；23、扭簧；24、阀板；25、平衡阀；26、第三密封圈；27、压力传感器；28、流量传感器；29、第二密封圈；30、下接头；31、下流体通道；32、第一孔；34、第二孔；33、第三孔；35、平衡孔。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请综合参阅图1至图8，本申请说明书实施方式中提供了一种电磁铁驱动的井下安全阀，其可以包括：中空的壳体，所述壳体包括依次连接的上接头1、中筒10和下接头30，所述下接头30内部形成有下流体通道31，所述上接头1中设置有电磁铁腔室5和连通所述电磁铁腔室5的电缆通道4；所述电磁铁腔室5中至少设置有两个电磁铁；设置在所述壳体中的传动定位机构和中心管15；设置在所述中心管15外的第一复位件；可密封地设置在所述中心管15下端的阀板座20，所述阀板座20上固定有第二复位件和阀板24，所述阀板24开设有至少一个平衡孔35，所述平衡孔35内安装有平衡阀25；安装在所述阀板24座上的压力传感器27；与所述电磁铁和压力传感器27的控制器，所述控制器控制部分所述电磁铁通电，所述电磁铁通过所述传动定位机构带动所述中心管15下移(靠近所述下接头30侧)打开所述平衡阀25进行泄压，当所述压力传感器27检测到的压力表示所述阀板24的上下压差在预定范围内时，所述控制器控制所有的电磁铁全部通电，打开所述阀板24，并利用所述传动定位机构和所述中心管15传递给所述阀板24作用力，所述阀板24保持在打开位置，所述中心管15与所述下流体通道31保持连通；当所述电磁铁再次通电后，所述阀板24在所述第一复位件和第二复位件的作用下复位。

在本实施方式中，该井下安全阀包括中空的壳体，该壳体包括中筒10。中筒10的一端设置有上接头1、另一端设置有下接头30。该井下安全阀通过上接头1和下接头30连接于油管中。

所述上接头1开有电缆通道4，电缆通过电缆控制管线接头3和接头密封组件2与电磁铁相连。上接头1内部设有多个电磁铁腔室5。多个电磁铁腔室5可以对称地安装在上接头1中。所述电磁铁为推拉电磁铁6，所述电磁铁腔室5的个数与所述推拉电磁铁6的个数相匹配。即该电磁铁腔室5中用于安装推拉电磁铁6。

一般的，推拉电磁铁6可以包括：线圈，动铁芯、静铁芯、电源控制器等配件。推拉电磁铁6运用了螺旋管的漏磁通原理，利用电磁铁动铁芯和静铁心长距离吸合，即行程(40mm至60mm)以上，实现牵引杆的直线往复运动。推拉电磁铁6是根据电磁的原理，由电量来控制整体的动作以及功率的大小。其中，电磁铁的作用就是通过电流来产生磁性，利用不同的磁圈，加上电源来控制磁性的大小，形成一个可以推、拉的动作，使其在一个整体中运行，就像是活塞一样运动，它的结构有时通过弹簧来实行快速的变换。推拉式的电磁铁一般体型比较小，容易安装到空间有限的地方。

传统液压控制井下安全阀由于受静液压力的影响，下入深度受到限制，本发明使用推拉电磁铁代替了传统液压油驱动，消除了以往在关闭阀板时所需的静液压力和流体摩擦力，井下安全阀不再受下入深度的制约，整体上结构设计巧妙，使用时动作灵敏快速，可靠性高。

在此原理基础上，本申请实施方式中，对该电磁驱动的井下安全阀的各部分结构进行了创新性的设计，以下结合具体的附图详细说明各个部分。

在一个实施方式中，所述上接头1整体为中空的结构，具有相对的顶部和尾部，所述顶部用于连接油管，靠近所述尾部的位置设置有用于定位所述推拉电磁铁6的电磁铁定位圈7。

在本实施方式中，该推拉电磁铁6由上接头1的尾部装入。在该上接头1的尾部还设置有用于对所述推拉电磁铁6进行定位的电磁铁定位圈7。具体的，该电磁铁定位圈7可以通过螺纹连接的方式安装于上接头1尾部。

具体的，电磁铁定位圈7将推拉电磁铁6密封在上接头1的电磁铁腔室5中，用于隔绝推拉电磁铁6与主流体通道8。该主流体通道8为上接头1至中心管15之间形成的流体通道。该电磁铁定位圈7可以整体为圆环状，其可以通过螺纹连接的方式固定在上接头1中。例如，该电磁铁定位圈7的外侧壁上设置有外螺纹，该上接头1的内壁上设置有与该外螺纹相匹配的内螺纹。

在本实施方式中，中筒10设置在上接头1和下接头30之间，其整体为中空的筒体结构。具体的，该中筒10可以通过螺纹连接的方式与上接头1相连。该中筒10整体为中空的筒体结构。中筒10内设置有传动定位机构、阀板座20及阀板24。具体的，该传动定位机构可以包括中筒滑块9、中筒旋转块13。该中筒滑块9及中筒旋转块13用来传送电磁铁动力。

参照图2，所述的上接头1开有电磁铁腔室5，电磁铁腔室5主要用于安装推拉电磁铁6，地面通过电缆给推拉电磁铁6供电，推拉电磁铁6通电之后推动中筒滑块9下移，进而推动与其相抵靠的中筒旋转块13下移，中筒旋转块13带动与其连接的中心管15下移。

在一个实施方式中，可以在该上接头1中设置4个对称的电磁铁腔室5。电磁铁腔室5内安装有4个推拉电磁铁6。在泄压时，所述控制器控制对称的两个推拉电磁铁6通电。

具体的，该电磁铁腔室5的个数可以根据所需设置的推拉电磁铁6的个数而确定。而推拉电磁铁6的个数主要依据每个推拉电磁铁6的磁力以及打开阀板24所需的力等综合确定。其中，对于每个上接头1而言，其能够用于安装推拉电磁铁6的空间是有限的，单个推拉电磁铁6尺寸以及推拉电磁铁6的个数也是会受到制约。综合考虑上接头1的安装空间以及推拉电磁铁6的行程后，申请人发现，单个推拉电磁铁6能够达到的推力大约为200N(牛)，推杆行程达到100mm。

打开阀板24主要是克服第一复位件的弹力、中心管15移动的摩擦力及第二复位件弹力。整体上，克服上述合力大概需要500N，取安全系数n为1.5，将打开阀板24推力定为800N；因此，该推拉电磁铁6的个数为4个。

参照图8，在本实施方式中，所述第一复位件包括：套设在所述中心管15外的弹簧18以及设置在所述弹簧18两端的第一弹簧卡环17和第二弹簧卡环19，所述第一弹簧卡环17与所述中心管15为间隙配合，所述第一弹簧卡环17能沿着所述中心管15的外侧滑动，所述第二弹簧卡环19与所述中筒10相连接，所述第二复位件包括扭簧23。

所述第一弹簧卡环17、第二弹簧卡环19主要用于固定弹簧18于中心管15外侧。第二弹簧卡环19连接弹簧18下端，通过螺纹固定在中筒10内侧，与阀板座20相邻；第一弹簧卡环17设置在弹簧18上端，当中筒旋转块13向下移动时，第一弹簧卡环17也随之向下移动压缩弹簧18，当中筒旋转块13向上移动时，在弹簧18回复力的作用下，第一弹簧卡环17沿中心管向上移动，弹簧18复位，阀板24关闭。

参照图3，所述中筒10内侧设有滑道12和第一定位键14。具体的，该滑道12与第一定位键14可以沿着所述中筒10的圆周方向间隔分布。滑道12与中筒滑块9间隙配合，使得中筒滑块9能够在中筒10内滑动，第一定位键14与中筒旋转块13相互作用，可将中心管15固定在阀板24打开位置，阀板24保持开启状态，保障油气井的正常生产。

参照图4，所述中筒滑块9外侧壁设有滑块11，该滑块11可以卡入中筒10的滑道12中，在中筒10内侧滑道12滑动，用于传递推拉电磁铁6推力。当推拉电磁铁6通电后，中筒滑块9向下移动推动中筒旋转块13移动。

参照图5，所述中筒旋转块13与中心管15固定连接。该固定连接方式可以为螺纹连接，当然该固定连接方式还可以为其他方式，本申请在此并不作具体的限定。当中筒旋转块13受力向下移动时，带动中心管15向下移动，从而打开阀板24。所述中筒旋转块13的外侧壁上设置有第二定位键131。所述第二定位键131可以沿着所述中筒旋转块13的轴向纵长延伸。其中，该第一定位键14与第二定位键131相对的端部形成有锯齿结构。具体的，该第一定位键14的下端形成有具有一定角度的第一锯齿结构，该第二定位键131的上端形成有具有与该第一锯齿结构相配合的第二锯齿结构。通过设置该锯齿结构，用于改变推拉电磁铁6竖直向下的力的作用方向，即将竖直方向的作用力分成两个分力，一个分力使得中筒旋转块13旋转，另一个分力使得中筒旋转块13下移。

此外，通过设置该锯齿结构也能将弹簧18竖直向上的回复力分为水平的旋转力向上的力，使得中筒旋转块13能够旋转一定角度，与中筒10的第一定位键14脱离。

当第一定位键14与第二定位键131相卡合时，且推拉电磁铁6断电复位后，中筒旋转块13固定在卡合位置，从而使中心管15使得阀板24保持在打开位置，保证油气井正常生产。

当油气井生产发生意外情况时，再次给推拉电磁铁6通电，在中筒滑块9的作用下，中筒旋转块13旋转预定角度，所述第二定位键131的第一锯齿结构与第一定位键14的第二锯齿结构脱离，在弹簧18回复力的作用下中心管15与中筒旋转块13向上移动，阀板24在扭簧23的回复力下关闭，保证油气井生产安全。

该中筒旋转块13旋转的角度可以根据该第二定位键131和第一定位键14的分布以及第一锯齿结构和第二锯齿结构的角度等因素来确定，具体的角度，本申请在此并不作唯一的限定。当中筒旋转块13固定在卡合位置时，该第一锯齿结构和第二锯齿结构相卡合，当中筒旋转块13旋转预定角度后，该第一锯齿结构和第二锯齿结构相脱离。

参照图6，所述平衡阀25，采用在柱体内部开孔的设计方式。所述平衡阀25与所述平衡孔35之间采用球型密封，所述平衡阀25上形成有第一孔32、第二孔34和连通所述第一孔32和第二孔34的第三孔33，所述第一孔32、所述第二孔34和所述第三孔33形成平衡通道，当所述平衡孔35开孔时，流体通过所述下接头30的下流体通道31通过所述平衡通道与所述中心管15相连通。

当平衡阀25打开时，油气通过平衡通道由高向低流动向上流出。在泄压过程中，油气流动时不经过密封面而是流经柱体内部，减少了对密封面的冲击，使结构更加可靠。

参照图7，所述阀板24，可以对称开有两个平衡孔35。当需要打开阀板24时，首先通过打开平衡孔35中的平衡阀25泄掉阀板24上下压力差。当阀板24上下压力相近时，对所有推拉电磁铁6通电，打开阀板24。为减小阀板24体积与重量，阀板24采用曲面阀板设计，阀板24打开时曲面与中筒10内径吻合，可以减少在阀板24开启状态时占用的空间，另外还可以减低对套管直径的要求，避免缩径影响生产。

具体的，该阀板24可以通过销钉22连接的方式固定在下接头30中。例如，该阀板24的一侧和下接头上设置有销孔21，通过销钉22将该阀板24的一侧固定在下接头上。该阀板24与该下接头30之间还有扭簧23，该扭簧23用于提供阀板的复位力。

在本实施方式中，中筒10内侧位于阀板座20下方与下接头30内侧各装有一个压力传感器27，下接头30内侧装有流量传感器28，通过压力传感器27与流量传感器28可实时监测井下生产状况。

具体的，该下接头30通过螺纹与中筒10连接。下接头30内侧开有下流体通道31。中心管15在打开阀板24后与下接头30的下流体通道31连接。下流体通道31与中心管15通过第二密封圈29进行密封，以保证配合位置的密封性。

此外，在其他运动机构与静态结构配合的位置，也可以设置有相应的密封圈进行密封，以保证配合位置的密封性。例如，在上接头1与中心管15配合的位置可以设置有第一密封圈16。此外，在该阀板24与下接头30配合的位置可以设置有第三密封圈26。

本发明的工作原理为：

相比较于一般常用的液压控制井下安全阀，参照图1，本发明采用推拉电磁铁6控制井下安全阀的开闭，4个推拉电磁铁6对称安装在上接头1内。在开始工作时，阀板24处于关闭状态，阀板24开闭原理与一般井下安全阀相似，在驱动力和弹簧18的作用下驱动中心管15上下移动控制阀板24的开闭。当需要打开阀板24时，通过电缆给两个对称位置的推拉电磁铁6通电，推拉电磁铁6推动中筒滑块9下移，从而推动中筒旋转块13带动中心管15向下移动，当中心管15到达阀板24处，首先打开平衡阀25泄压，当压力传感器27检测到阀板24上下压力相近时，给剩余两个推拉电磁铁6通电打开阀板24，油气井正常生产。由于推拉电磁铁6不能长时间通电，所以通过第一定位键14和第二定位键131配合将中心管15固定在阀板24打开位置，当推拉电磁铁6通电后，推拉电磁铁6推动中筒滑块9向下移动，中筒滑块9推动中筒旋转块13带动中心管15向下移动，当阀板24打开之后，中筒旋转块13与第一定位键14配合，当推拉电磁铁6断电复位之后中心管15被固定在阀板24打开位置，保证油气井正常生产。当井下情况发生异常时，推拉电磁铁6再次通电，中筒旋转块13在中筒滑块9的推动下旋转一定角度，第二定位键131与第一定位键14脱离，在弹簧18回复力的作用下，中心管15和中筒旋转块13向上移动，阀板24在扭簧23的作用下关闭，流体通道关闭，这时安全阀处于关闭状态，保证油气田生产安全。

其中，传动定位机构的内部配合原理如下：中筒滑块9与中筒10内部的滑道12配合，在推拉电磁铁6的推力作用下中筒滑块9向下滑动推动中筒旋转块13，由于锯齿形结构的作用，使得中筒旋转块13旋转下移而非单纯的直线运动，而中筒滑块9因为与滑道12配合所以不能旋转，只能直线移动。当中筒旋转块13旋转下移到一定位置后，端部形成有锯齿结构的第二定位键131正好与中筒10的第一定位键14的键条相接触，当推拉电磁铁6断电复位后，在第一定位键14和第二定位键131的配合作用下，中筒旋转块13被固定在该位置。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种井下安全阀，其特征在于，包括：

中空的壳体，所述壳体包括依次连接的上接头、中筒和下接头，所述下接头内部形成有下流体通道，所述上接头中设置有电磁铁腔室和连通所述电磁铁腔室的电缆通道；所述电磁铁腔室中至少设置有两个电磁铁；

设置在所述壳体中的传动定位机构和中心管；

设置在所述中心管外的第一复位件；

可密封地设置在所述中心管下端的阀板座，所述阀板座上固定有第二复位件和阀板，所述阀板开设有至少一个平衡孔，所述平衡孔内安装有平衡阀；

安装在所述阀板座上的压力传感器；

与所述电磁铁和压力传感器电性连接的控制器，所述控制器控制部分所述电磁铁通电，所述电磁铁通过所述传动定位机构带动所述中心管下移打开所述平衡阀进行泄压，当所述压力传感器检测到的压力表示所述阀板的上下压差在预定范围内时，所述控制器控制所有的电磁铁全部通电，打开所述阀板，并利用所述传动定位机构和所述中心管传递给所述阀板作用力，所述阀板保持在打开位置，所述中心管与所述下流体通道保持连通；当所述电磁铁再次通电后，所述阀板在所述第一复位件和第二复位件的作用下复位。

2.如权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述电磁铁为推拉电磁铁，所述电磁铁腔室的个数与所述推拉电磁铁的个数相匹配，所述电磁铁腔室的个数为四个，四个所述电磁铁腔室围绕所述上接头的圆周方向间隔对称分布，四个所述推拉电磁铁对称地安装在所述电磁铁腔室内，在泄压时，所述控制器控制对称的两个所述推拉电磁铁通电。

3.如权利要求2所述的井下安全阀，其特征在于，所述传动定位机构包括：端部能相互抵靠的中筒滑块和中筒旋转块，所述中筒的内壁上设置有滑道和第一定位键，所述中筒滑块的外侧壁上设置有与所述滑道相卡合的滑块，所述中筒旋转块与所述中心管固定连接，所述中筒滑块能将所述推拉电磁铁的推力依次传递给所述中筒旋转块和所述中心管。

4.如权利要求3所述的井下安全阀，其特征在于，所述中筒旋转块的外侧壁上设置有第二定位键，所述第二定位键沿着所述中筒旋转块的轴向纵长延伸，

在所述第一定位键和所述第二定位键相卡合，且在所述推拉电磁铁断电复位后，所述中筒旋转块固定在卡合位置，所述中心管使所述阀板保持在打开位置。

5.如权利要求4所述的井下安全阀，其特征在于，当所述推拉电磁铁通电时，当所述第一定位键的一端设置有第一锯齿结构，所述第二定位键的一端设置有第二锯齿结构，在所述中筒滑块作用下，所述中筒旋转块旋转预定角度后，所述第二定位键的第一锯齿结构与所述第一定位键的第二锯齿结构相脱离，在所述第一复位件的作用下，所述中心管与所述中筒旋转块向上移动，所述阀板在所述第二复位件的作用下关闭。

6.如权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述平衡阀与所述平衡孔之间采用球型密封，所述平衡阀上形成有第一孔、第二孔和连通所述第一孔和第二孔的第三孔，所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔形成平衡通道，当所述平衡阀打开时，流体通过所述下接头的流体通道、所述平衡通道与所述中心管相连通。

7.如权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述第一复位件包括：套设在所述中心管外的弹簧以及设置在所述弹簧两端的第一弹簧卡环和第二弹簧卡环，所述第一弹簧卡环与所述中心管为间隙配合，所述第一弹簧卡环能沿着所述中心管的外侧伸缩滑动，所述第二弹簧卡环与所述中筒相连接，所述第二复位件包括扭簧。

8.如权利要求2所述的井下安全阀，其特征在于，所述上接头具有相对的顶部和尾部，所述顶部用于连接油管，靠近所述尾部的位置设置有用于定位所述推拉电磁铁的电磁铁定位圈。

9.如权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述阀板采用曲面结构。

10.如权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述平衡阀与所述阀板的平衡孔之间采用球型密封。

11.如权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述下接头的内侧装有与所述控制器电性连接的流量传感器。

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