CN112855077A - 一种井下安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种井下安全阀。所述井下安全阀使用压力控制代替传统的人工控制，通过传压孔、进油管、活塞、中心管及蝶阀总成的设置实现并上对井下安全阀的方便控制，当需要紧急关井时，只需将液压传输控制管线压力泄掉即可关闭所述井下安全阀，节省了人力，提高了安全性。此外，本发明提供的所述井下安全阀结构简单、可靠性高、使用寿命长，尤其适合油井、气井等矿井开采工程使用。

Description

一种井下安全阀

技术领域

本发明涉及油井、气井等矿井开采技术领域，特别是涉及一种井下安全阀。

背景技术

井下安全阀是一种用于防止井喷、井溢，保证油气井正常作业的工具。正常生产时井下安全阀打开，而遇到紧急情况时井下安全阀关闭。由于井下环境恶劣，井下安全阀可能发生故障而无法正常开启，常规情况下需要提起管柱，取出井下安全阀进行开启，费时费力。因此，在油井生产过程中急需提供一种能够在井上控制且安全、可靠的井下安全阀，以实现流体通道打开或关闭，使得在井内出现异常情况时，能够方便实现油管内流体的阻断功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下安全阀，以解决目前井下安全阀开启费时费力、可靠性低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种井下安全阀，所述井下安全阀包括：上接头、传压孔、进油管、活塞、壳体、中心管、弹簧、蝶阀总成和下接头；

所述上接头的一端连接油管，所述上接头的另一端连接所述壳体的一端；所述壳体的另一端连接所述下接头的一端；所述下接头的另一端连接油管；所述传压孔位于所述上接头一侧，所述传压孔顶部连接液压传输控制管线；所述进油管的一端与所述传压孔连接，所述进油管的另一端连接所述活塞顶部；所述活塞底部与所述中心管顶部连接；所述中心管底部靠近所述蝶阀总成；所述中心管与所述壳体之间形成油腔，所述弹簧位于所述油腔内部；所述弹簧的一端与所述活塞连接，所述弹簧的另一端与所述壳体连接。

可选的，所述上接头、所述壳体及所述下接头同轴连接；所述上接头的另一端设有外螺纹，所述壳体的一端设有内螺纹，所述上接头的另一端的外螺纹与所述壳体的一端的内螺纹相配合，使所述上接头与所述壳体连接在一起；所述壳体的另一端设有外螺纹，所述下接头的一端设有内螺纹，所述壳体的另一端的外螺纹与所述下接头的一端的内螺纹相配合，使所述下接头与所述壳体连接在一起。

可选的，所述上接头和所述下接头均为钢制接头。

可选的，所述液压传输控制管线的输入端与地面上设置的压力泵连接；所述液压传输控制管线的输出端与所述传压孔顶部连接。

可选的，所述传压孔的轴线与所述井下安全阀中心线之间的夹角为2°～12°。

可选的，所述蝶阀总成包括阀座、固定销、扭簧、阀板和平衡阀；所述阀座固定在所述壳体底部；所述扭簧通过所述固定销固定在所述阀座一侧；所述阀板的一端与所述扭簧连接；所述井下安全阀关闭时，所述阀板在所述扭簧的作用下与所述阀座底部紧密接触；所述井下安全阀打开时，所述阀板两端与所述中心管底部相接触。

可选的，所述阀座上远离所述扭簧的一端安装有所述平衡阀；所述平衡阀与所述阀板之间的距离为11～13毫米。

可选的，所述平衡阀的口径为9～12毫米。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种井下安全阀，所述井下安全阀使用压力控制代替传统的人工控制，通过传压孔、进油管、活塞、中心管及蝶阀总成的设置实现井上对井下安全阀的方便控制，当需要紧急关井时，只需将液压传输控制管线压力泄掉即可关闭所述井下安全阀，节省了人力，提高了安全性。此外，本发明提供的所述井下安全阀结构简单、可靠性高、使用寿命长，尤其适合油井、气井等矿井开采工程使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本发明提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的井下安全阀的结构示意图；

附图中标号分别为：

1.上接头 2.传压孔 3.进油管 4.活塞 5.壳体 6.中心管 7.弹簧 8.阀座 9.固定销 10.扭簧 11.阀板 12.平衡阀 13.下接头。

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。

本发明的目的是提供一种井下安全阀，以解决目前井下安全阀开启费时费力、可靠性低的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的井下安全阀的结构示意图。图1中蝶阀总成以上的部分为轴对称结构，中轴线左端为所述井下安全阀的外观示意图，中轴线右端为所述井下安全阀的剖面图。参见图1，本发明提供的井下安全阀包括：上接头1、传压孔2、进油管3、活塞4、壳体5、中心管6、弹簧7、蝶阀总成和下接头13。

如图1所示，所述上接头1的一端用于连接外部油管，所述上接头1的另一端连接所述壳体5的一端；所述壳体5的另一端连接所述下接头13的一端；所述下接头13的另一端用于连接外部油管。具体的，所述上接头1、所述壳体5及所述下接头13同轴连接。所述上接头1的另一端设有外螺纹，所述壳体5的一端设有内螺纹，所述上接头1的另一端的外螺纹与所述壳体5的一端的内螺纹相配合，使所述上接头1与所述壳体2连接在一起。所述壳体5的另一端设有外螺纹，所述下接头13的一端设有内螺纹，所述壳体5的另一端的外螺纹与所述下接头13的一端的内螺纹相配合，使所述下接头13与所述壳体5连接在一起。所述壳体5与所述上接头1、所述下接头13之间通过螺纹连接，不仅易于拆卸，方便更换蝶阀总成，提高蝶阀总成工作的安全性和稳定性，延长井下安全阀的使用寿命，还保证了井下安全阀的密封性。所述上接头1和所述下接头13可以为外螺纹接头，通过螺纹与外部油管连接。所述上接头1和下接头13为钢制接头，优选采用油钢材料制成。

如图1所示，所述传压孔2位于所述上接头1一侧，优选的，所述传压孔2的轴线与所述井下安全阀中心线之间具有2°～12°的夹角。所述传压孔2顶部通常设置内螺纹，用于连接外部液压传输控制管线。所述液压传输控制管线的输入端与地面上设置的压力泵或泵车连接；所述液压传输控制管线的输出端与所述传压孔2顶部通过螺纹连接。

所述进油管3的一端与所述传压孔2连接，所述进油管3的另一端连接所述活塞4顶部。所述活塞4底部与所述中心管6顶部连接。所述中心管6底部靠近所述蝶阀总成。所述中心管6与所述壳体5之间形成油腔，所述弹簧7位于所述油腔内部。所述弹簧7的一端与所述活塞4连接，所述弹簧7的另一端与所述壳体5连接。所述油腔四周设置多个密封件进行密封，将所述弹簧7置于油腔中，能够避免弹簧被烃类流体腐蚀，提高了弹簧工作的可靠性，从而进一步延长了井下安全阀的使用寿命。此外为保证井下安全阀密封性，所述活塞4与所述进油管3之间、所述进油管3与所述传压孔之间、所述活塞4与所述中心管6之间均采用金属密封。所述金属密封材料可采用耐高温合金。

具体的，所述蝶阀总成包括阀座8、固定销9、扭簧10、阀板11和平衡阀12。所述阀座8固定在所述壳体5底部。所述扭簧10通过所述固定销9固定在所述阀座8一侧。所述阀板11的一端与所述扭簧10连接。所述阀板11可以沿所述中心管6的径向方向打开或关闭。在所述井下安全阀关闭时，所述阀板11在所述扭簧10的作用下与所述阀座8底部紧密接触。在所述井下安全阀打开时，所述阀板11两端与所述中心管6底部相接触，通过所述中心管6施加的压力使阀板11与阀座8分离。

所述阀座8上远离所述扭簧10的一端安装有所述平衡阀12。所述平衡阀12与所述阀板11之间的距离优选为11～13毫米。所述平衡阀的作用是，在蝶阀总成下部压力高于蝶阀总成上部压力时，保证中心管6能够顺利地将关闭的井下安全阀打开。本发明限定所述平衡阀12与所述阀板11之间的距离为11～13毫米，使活塞4在打开平衡阀12后向下运动到阀板11的过程中能够完成阀板11两侧的压力平衡，节约了因等待平衡阀工作耗费的活塞停顿时间，同时又避免平衡阀与阀板之间距离过远导致产生漏油点。进一步的，所述平衡阀12的口径优选为9～12毫米，保证既能进一步节约因等待平衡阀工作耗费的活塞停顿时间，又能避免因平衡阀口径过大导致产生漏油点。

所述井下安全阀的工作原理如下：

设置在地面上的压力泵或泵车通过液压传输控制管线将地面液压控制液体经传压孔和进油管传至活塞4，推动活塞4向下运动压缩弹簧7，同时带动中心管6向下运动，当所述中心管6运动至与所述阀板11接触时，中心管6顶开阀板11，打开蝶阀总成，将液压传输控制管线的压力维持在现场所需压力值范围内，即可令所述井下安全阀保持打开状态，保持油流通道畅通，进行正常生产。当出现紧急情况时，将液压传输控制管线压力泄去，中心管6和活塞4在弹簧7的弹簧力作用下上行复位，阀板11失去压力，从而在扭簧10的作用下与阀座8紧密接触，蝶阀总成关闭，从而关闭油流通道，阻止井下油气流向地面，所述井下安全阀处于关闭状态。

本发明所述井下安全阀在矿井正常作业情况下处于打开状态，当需要紧急关井时，只需将液压传输控制管线压力泄掉即可关闭所述井下安全阀，实现对井下安全阀的井上控制。此外，本发明提供的所述井下安全阀结构简单、可靠性高、使用寿命长，通过传压孔2、进油管3、活塞4、中心管6及蝶阀总成的设置实现井上对井下安全阀的方便控制，节省了人力，提高了安全性。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施例，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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种井下安全阀，其特征在于，所述井下安全阀包括：上接头、传压孔、进油管、活塞、壳体、中心管、弹簧、蝶阀总成和下接头；

所述上接头的一端连接油管，所述上接头的另一端连接所述壳体的一端；所述壳体的另一端连接所述下接头的一端；所述下接头的另一端连接油管；所述传压孔位于所述上接头一侧，所述传压孔顶部连接液压传输控制管线；所述进油管的一端与所述传压孔连接，所述进油管的另一端连接所述活塞顶部；所述活塞底部与所述中心管顶部连接；所述中心管底部靠近所述蝶阀总成；所述中心管与所述壳体之间形成油腔，所述弹簧位于所述油腔内部；所述弹簧的一端与所述活塞连接，所述弹簧的另一端与所述壳体连接。

2.根据权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述上接头、所述壳体及所述下接头同轴连接；所述上接头的另一端设有外螺纹，所述壳体的一端设有内螺纹，所述上接头的另一端的外螺纹与所述壳体的一端的内螺纹相配合，使所述上接头与所述壳体连接在一起；所述壳体的另一端设有外螺纹，所述下接头的一端设有内螺纹，所述壳体的另一端的外螺纹与所述下接头的一端的内螺纹相配合，使所述下接头与所述壳体连接在一起。

3.根据权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述上接头和所述下接头均为钢制接头。

4.根据权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述液压传输控制管线的输入端与地面上设置的压力泵连接；所述液压传输控制管线的输出端与所述传压孔顶部连接。

5.根据权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述传压孔的轴线与所述井下安全阀中心线之间的夹角为2°～12°。

6.根据权利要求1所述的井下安全阀，其特征在于，所述蝶阀总成包括阀座、固定销、扭簧、阀板和平衡阀；所述阀座固定在所述壳体底部；所述扭簧通过所述固定销固定在所述阀座一侧；所述阀板的一端与所述扭簧连接；所述并下安全阀关闭时，所述阀板在所述扭簧的作用下与所述阀座底部紧密接触；所述井下安全阀打开时，所述阀板两端与所述中心管底部相接触。

7.根据权利要求6所述的井下安全阀，其特征在于，所述阀座上远离所述扭簧的一端安装有所述平衡阀；所述平衡阀与所述阀板之间的距离为11～13毫米。

8.根据权利要求6所述的井下安全阀，其特征在于，所述平衡阀的口径为9～12毫米。

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