CN114320178A - 一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，包括多通道连断器、液动剪切器、液动封堵器和适配连接头，其中液动剪切器和液动封堵器由适配连接头连接，所述装置内设液压油通道、化学试剂注入通道、动力及监测电缆通道来实现装置的解脱、封堵、剪切、化学试剂注入、电力输送及数据监测。本发明设置有动力及监测电缆通道为井下电子设备电力输送及数据监测；阀门控制环空解脱可保证解脱的准确性和可控性；泵通孔解决弹簧力分布不均的问题；设置有适配连接头可根据作业需求及防喷器组规格实现球阀距离调节及数目的灵活配置；球阀开启与解脱机构的互锁，避免作业过程中发生溢流和连接断开；多条液压油通道为智能完井工具提供液控管线通道。

Description

一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置

技术领域

本发明涉及海洋油气装备领域，尤其涉及一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置。

背景技术

对于深海石油、天然气及天然气水合物(亦称为“可燃冰”)开采作业，深水完井测试作业是一个必不可少的环节，若此环节中平台或钻井船遭遇台风、潮汐、海啸等影响会发生升沉、摇晃等运动，与之相连的深水完井测试管柱会随之运动，发生偏移弯曲。如果完井测试管柱偏移弯曲幅度超过预警范围，需要立即停止作业，由平台发出控制信号，使得水下井口防喷器组内部的坐落管柱安全控制装置封堵井下高压油气，断开完井测试管柱，使平台和钻井船撤离安全位置，从而避免导致管柱拉断、油气泄漏、船只浸没，造成人员伤亡、海洋环境污染和严重经济损失。实际上，对于深海石油、天然气及天然气水合物开采诸多作业环节，包括中途测试、储层清洗、井筒排液替换、水下采油树采气树完井安装以及其他修井作业时，都需要该坐落管柱安全控制装置来保障整个作业过程的安全。

然而，对于大致具有上述功能或能基本满足深水完井测试作业管柱安全控制需求的现有装置及工具进行分析发现，其整体上存在诸多不足或问题，同时深水完井测试作业管柱安全控制需要实现一些新功能，具体如下：

(1)现有类似装置中的液动剪切器、液动封堵器的多采用球阀机构实现，但其整体零部件多，运动原理复杂，零部件结构复杂，且不紧凑，稳定性差，安装难度大的缺点，且开启和关闭所需液压驱动力较大，以及开启状态时球阀密封面易受损易冲蚀，从而导致关闭状态时球阀密封性差，可靠性低的问题。

(2)现有类似装置对于液压控制方式解脱管柱的功能失效后，所设置的环空解锁方式主要是向环空孔内注入液压油，推动连接活塞上行，从而断开测试管柱，但由于液压油直接作用于连接活塞下端面，并没有受到阀的控制，导致环空解锁的准确性和可控性较差，甚至导致误操作造成重大事故。

(3)现有类似装置的泵通功能依靠正向高压油气作用于球阀密封面，进而推动球阀上阀座压缩泵通弹簧实现正压泵通，但由于泵通弹簧在使用的过程中随着温度、时间的变化，弹簧的预紧力会有不同程度的变化，造成球阀密封面受力不均匀，从而使球阀与上阀座的接触失效，造成油气泄漏、正压泵通功能误操作等情况。

(4)现有类似装置的两个球阀机构设置在同一个壳体内，无法灵活调节两球阀机构之间的距离来有效满足不同规格及型号防喷器组内部结构，也无法根据不同完井作业的需求来快速配置单个球阀机构或两个球阀机构的管柱安全控制装置。

(5)为了保障安全作业，当球阀开启时不允许测试管柱连接处解脱，否则会损失释放高压导致爆炸，造成管柱损坏、油气泄漏等，污染海洋环境和严重经济损失。然而目前已有装置所采用的C型环连接，C型环只有一个连接凸起，本身的连接稳定性较差，况且也没有设置球阀开启机构与连接处解脱机构的互锁，可能会导致球阀开启时，连接处误操作或连接失效，导致连接处发生溢流和多通道连断器断开等问题。

(6)由于深水完井测试工艺相对复杂，测试管柱下部根据要求配装各类电子仪器工具，其电力动力源以及监测控制传输等需要通过该装置，因此需要在该装置上设置可以快速断开和自动连接的带电线缆接头，实现解脱和回接过程中动力电缆及监测控制信号线的快速插拔。

(7)由于深水测试工艺需求，测试管柱会根据需求安装智能完井等液动控制工具，但现有类似装置的液压油通道及化学试剂注入通道设置数目少，且在该装置连接处的管线开关可靠性低，无法给智能完井工具提供充足快速断开关闭和自动连接开启的液控管线通道，使现有类似装置的后期使用工况受到限制。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有类似装置结构及功能装置在应用中所存在的问题，以及深海石油、天然气及天然气水合物开采完井作业过程更好实现安全保护的需求，发明一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置。所述的球阀驱动机构结构简单，安装容易，且球阀左阀座与球阀右阀座对球阀的包裹性更好，解决开启状态时球阀密封面易受损易冲蚀，从而导致关闭状态时球阀密封性差，可靠性低的问题；所述的环空解脱控制阀可实现对液压油的有效控制，解决环空解锁的准确性和可控性较差，甚至导致误操作造成重大事故等难题；所述的泵通孔可完成球阀的压井作业，克服了泵通弹簧预紧力变化、造成球阀密封面受力不均匀，导致油气泄漏、正压泵通功能误操作等问题；所述的适配连接头的更换解决了现有类似装置无法灵活调节两球阀机构之间的距离来有效满足不同规格及型号防喷器组内部结构和无法根据不同完井作业的需求来快速配置单个球阀机构或两个球阀机构的管柱安全控制装置的难题；所述的球阀开启及辅助连接通道增加了球阀开启机构与连接处解脱机构的互锁，并采用双咬合变径环，解决了球阀开启时，连接处误操作或连接失效，导致连接处发生溢流和多通道连断器断开等问题；所述的动力及监测电缆通道及直插式线缆接头实现了对下方系统及井下仪器工具的电力传输和数据监测，且实现解脱和回接过程中动力电缆及监测控制信号线的快速插拔；所述的液压油通道较多，可为智能完井工具提供充足的快速断开关闭和自动连接开启的液压控制管线，使本发明后期可满足更加复杂的使用工况。

本发明专利解决其技术问题采用如下技术方案：一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，该装置由多通道连断器、液动剪切器、液动封堵器、适配连接头组成；该装置多通道连断器由上解脱回接器、下解脱回接器、中心管柱、连接活塞、定位环Ⅰ、双咬合变径环、直插式线缆接头、液压油路连接开关、油路导通器、环空解脱控制阀组成；油路导通器安装于安装孔Ⅱ内，液压油路连接开关安装于安装孔Ⅲ内，直插式线缆接头安装于安装孔Ⅳ内，下解脱回接器通过螺纹Ⅱ与上解脱回接器连接，中心管柱下端设有限位台阶，中心管柱与上解脱回接器螺纹连接，连接活塞上设有八个圆孔用于安装弹簧，连接活塞安装在中心管柱中部，双咬合变径环安装在限位台阶和连接活塞之间，定位环Ⅰ通过螺纹Ⅲ与下解脱回接器连接并安装在连接活塞上，连接活塞依靠定位环Ⅰ实现在中心管柱上的轴向定位；液动剪切器由剪切器壳体、剪切球阀上阀座、剪切球阀泵通活塞、剪切球阀左阀座、剪切球阀右阀座、安装于剪切球阀左阀座与剪切球阀右阀座内的剪切球阀、阀杆、剪切球阀活塞、剪切球阀下阀座、单向阀、推环Ⅰ、复位弹簧Ⅰ、定位环Ⅱ、锁紧环组成；剪切球阀左阀座上设有连接凸起、转动轴装配孔Ⅰ、阀杆装配槽Ⅰ，剪切球阀右阀座上设有阀杆装配槽Ⅱ、转动轴装配孔Ⅱ、连接凹槽，剪切球阀左阀座与剪切球阀右阀座由连接凸起和连接凹槽相配合连接，剪切球阀活塞安装在剪切球阀左阀座和剪切球阀右阀座上，剪切球阀上阀座与剪切球阀左阀座和剪切球阀右阀座螺纹连接，并与中心管柱下端面接触，剪切球阀泵通活塞安装在剪切球阀上阀座上，剪切球阀下阀座与剪切球阀左阀座和剪切球阀右阀座螺纹连接，推环Ⅰ安装于剪切球阀下阀座上并与剪切球阀活塞下端面接触，定位环Ⅱ安装在剪切球阀下阀座尾部，复位弹簧Ⅰ安装于剪切球阀下阀座上并位于推环Ⅰ与定位环Ⅱ之间；适配连接头内周向均布设有多条液压油通道并与剪切器壳体由锁紧环连接；液动封堵器由封堵器壳体、封堵球阀上阀座、封堵球阀泵通活塞、封堵球阀左阀座、封堵球阀右阀座、安装于封堵球阀左阀座与封堵球阀右阀座内的封堵球阀、阀杆、封堵球阀活塞、封堵球阀下阀座、推环Ⅱ、复位弹簧Ⅱ、定位环Ⅲ、锁紧环、转换接头组成；封堵球阀上阀座安装在封堵器壳体内，封堵球阀泵通活塞安装在封堵球阀上阀座上，封堵球阀上阀座下部安装有封堵球阀左阀座与封堵球阀右阀座，封堵球阀活塞安装在封堵球阀左阀座和封堵球阀右阀座上，封堵球阀下阀座安装在封堵球阀左阀座和封堵球阀右阀座的下方，推环Ⅱ安装于封堵球阀下阀座上并与封堵球阀活塞下端面接触，定位环Ⅲ安装于封堵球阀下阀座尾部，复位弹簧Ⅱ安装于封堵球阀下阀座上并位于推环Ⅱ与定位环Ⅲ之间，转换接头安装于封堵器壳体下部由锁紧环连接。

所述下解脱回接器上端设有螺纹Ⅱ、周向均布三十个安装孔Ⅱ，下端设有三道密封槽Ⅱ、周向均布二十六个安装孔Ⅲ、两个安装孔Ⅳ、螺纹Ⅲ、方形缺口。

所述上解脱回接器上端设有管口螺纹，内部周向均布设有两个动力及监测电缆通道、剪切球阀关闭通道、剪切球阀开启及辅助连接通道、封堵球阀开启通道、封堵球阀关闭通道、二十一个液压油通道、化学试剂注入通道、螺纹孔、液压连接通道、环空解脱通道、液压解脱通道，下端设有安装孔Ⅰ、密封槽Ⅰ、内凸台Ⅰ、环空加压孔、螺纹Ⅰ，所述环空解脱阀安装于环空解脱通道内。

所述剪切器壳体上均布设有安装孔Ⅴ、安装孔Ⅵ、安装孔Ⅶ、内轮廓，下部设有螺纹Ⅸ，所述单向阀安装于安装孔Ⅶ内。

所述双咬合变径环上设有双咬合凸起、扩径斜面，所述连接活塞下端斜面与扩径斜面接触。

所述环空解脱控制阀从上到下依次设有液压连接进液口、环空管线进液口、液压解脱排液口、液压解脱进液口，环空解脱控制阀外表面设有密封槽Ⅲ，所述液压连接进液口与液压连接通道连通，环空管线进液口与环空加压孔连通，液压解脱排液口与液压解脱通道连通，液压解脱进液口与液压解脱通道连通。

所述剪切球阀活塞内部凸台处对称布置设有两个圆形阀杆安装孔Ⅰ。

所述剪切球阀开启及辅助连接通道下方管路一部分通向连接活塞上端面与下解脱回接器所形成的空腔内，一部分通向剪切球阀活塞的上端面。

所述剪切球阀上设有剪切刃口，两侧设有转动轴和阀杆滑动槽Ⅰ。

所述剪切球阀上阀座上端内凹台处周向均布设有十二个圆形泵通孔Ⅰ。

所述球阀驱动机构由剪切球阀活塞、剪切球阀左阀座、剪切球阀右阀座、剪切球阀、阀杆组成，所述剪切球阀由转动轴安装在剪切球阀左阀座的转动轴装配孔Ⅰ与剪切球阀右阀座的转动轴装配孔Ⅱ内，所述阀杆安装于阀杆滑动槽Ⅰ与阀杆安装孔Ⅰ内。

所述锁紧环内环面上设有旋向相反的螺纹Ⅴ、螺纹Ⅵ，锁紧环与剪切器壳体和封堵器壳体为左旋螺纹连接，与适配连接头和转换接头为右旋螺纹连接。

综上所述，本发明的有益效果为：

(1)该装置新型的球阀驱动机构，其整体零部件少、结构简单、安装容易，且球阀左阀座和球阀右阀座对球阀的包裹性更好，能够解决球阀密封面受受损易冲蚀，导致关闭状态是球阀密封性差，可靠性低的难题。

(2)环空解脱机制上，采用环空解脱控制阀实现对液压油的控制，保证环空解脱的准确性和可控性，并且液压连接状态与环空解脱状态之间形成互锁，保证该装置在连接状态时，环空解脱失效，避免误操作造成重大事故。

(3)高压油气通入泵通孔内，推动泵通活塞和球阀开启活塞的运动，使球阀转动，实现测试管柱的正压泵通，有效解决弹簧的预紧力发生变化，造成密封面受力不均匀，导致球阀接触密封失效、油气泄漏的问题，提高正压泵通的可靠性。

(4)采用适配连接头将两个球阀剪切封堵装置分开布置，使装置更加紧凑，提升稳定性，降低安装难度，并可通过更换适配连接头灵活调节两球阀机构之间的距离有效满足不同规格及型号防喷器组内部结构，且可根据不同完井作业的需求，快速配置单个球阀机构或两个球阀机构的管柱安全控制装置。

(5)球阀开启通道上增加球阀开启机构与连接处解脱机构的互锁，并采用双咬合变径环连接，可保证球阀在开启状态时，双咬合变径环连接稳定可靠，避免连接处误操作或连接失效，导致连接处发生液体溢流和多通道连断器断开等事故。

(6)设置电力及监测电缆通道，并由直插式线缆接头连接，可实现解脱和回接过程中的快速插拔，并可实现下方系统及防喷器组的电力动力源传输和井下各类电子仪器工具的数据监测，有效确定井下工具的功能是否完好。

(7)设置多条液压油通道可为智能完井工具、阀门等液动控制工具提供快速断开关闭和自动连接开启的液压控制管线，可满足不断发展的深水测试工艺需求，使该装置满足更加广泛的后期使用工况。

附图说明

图1为本发明一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置装配图；

图2为本发明上解脱回接器三维剖视图；

图3为本发明下解脱回接器三维剖视图；

图4为本发明剪切器壳体三维剖视图；

图5为本发明双咬合变径环三维外观图；

图6为本发明液压解脱通道及液压解脱三维剖视图；

图7为本发明液压连接通道及液压连接三维剖视图；

图8为本发明球阀驱动机构的打开和关闭的三维对比图；

图9为本发明球阀驱动三维爆炸图；

图10为本发明驱动活塞三维剖视图；

图11为本发明球阀上阀座的三维剖视图；

图12为本发明锁紧环的三维外观示意图；

图13为本发明环空解脱控制阀三维示意图；

图14为本发明环空解脱机制的三维剖视图；

图15为本发明多通道连断器的三维外观示意图；

图16为本发明剪切球阀开启及辅助连接通道的三维剖视图。

图中：1—上解脱回接器，101—动力及监测电缆通道，102—剪切球阀关闭通道，103—剪切球阀开启及辅助连接通道，104—封堵球阀开启通道，105—封堵球阀关闭通道，106—液压油通道，107—管口螺纹，108—化学试剂注入通道，109—螺纹孔，110—安装孔Ⅰ，111—密封槽Ⅰ，112—内凸台Ⅰ，113—螺纹Ⅰ，114—环空加压孔，115—液压连接通道，116—环空解脱通道，117—液压解脱通道，2—下解脱回接器，201—螺纹Ⅱ，202—安装孔Ⅲ，203—方形缺口，204—安装孔Ⅳ，205—螺纹Ⅲ，206—密封槽Ⅱ，207—安装孔Ⅱ，3—连接活塞，301—圆孔，4—液压油路连接开关，5—双咬合变径环，501—双咬合凸起，502—扩径斜面，6—堵头，7—剪切器壳体，701—安装孔Ⅴ，702—安装孔Ⅵ，703—内轮廓，704—安装孔Ⅶ，705—螺纹Ⅳ，8—剪切球阀泵通活塞，9—剪切球阀活塞，901—阀杆安装孔Ⅰ，10—剪切球阀左阀座，1001—连接凸起，1002—转动轴装配孔Ⅰ，1003—阀杆装配槽Ⅰ，11—剪切球阀右阀座，1101—阀杆装配槽Ⅱ，1102—转动轴装配孔Ⅱ，1103—连接凹槽，12—推环Ⅰ，13—复位弹簧Ⅰ，14—适配连接头，15—封堵球阀泵通活塞，16—封堵器壳体，17—封堵球阀活塞，18—封堵球阀左阀座，19—封堵球阀右阀座，20—推环Ⅱ，21—复位弹簧Ⅱ，22—转换接头，23—定位环Ⅲ，24—封堵球阀下阀座，25—封堵球阀，26—封堵球阀上阀座，27—锁紧环，2701—螺纹Ⅴ，2702—螺纹Ⅵ，28—定位环Ⅱ，29—剪切球阀下阀座，30—剪切球阀，3001—转动轴，3002—阀杆滑动槽Ⅰ，3003—剪切刃口，31—剪切球阀上阀座，3101—泵通孔Ⅰ，32中心管柱，3201—限位台阶，33—直插式线缆接头，34—定位环Ⅰ，35—弹簧，36—油路导通器，37—单向阀，38—阀杆，39—环空解脱控制阀，3901—液压连接进液口，3902—环空管线进液口，3903—液压解脱排液口，3904—液压解脱进液口，3905—密封槽Ⅲ。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图16所示，一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，它包括上解脱回接器1、下解脱回接器2、连接活塞3、液压油路连接开关4、双咬合变径环5、堵头6、剪切器壳体7、剪切球阀泵通活塞Ⅰ8、剪切球阀活塞9、剪切球阀左阀座10、剪切球阀右阀座11、推环Ⅰ12、复位弹簧Ⅰ13、适配连接头14、封堵球阀泵通活塞15、封堵器壳体16、封堵球阀活塞17、封堵球阀左阀座18、封堵球阀右阀座19、推环Ⅱ20、复位弹簧Ⅱ21、转换接头22、定位环Ⅲ23、封堵球阀下阀座24、封堵球阀25、封堵球阀上阀座26、锁紧环27、定位环Ⅱ28、剪切球阀下阀座29、剪切球阀30、剪切球阀上阀座31、中心管柱32、直插式线缆接头33、定位环Ⅰ34、弹簧35、油路导通器36、单向阀37、阀杆38、环空解脱控制阀39；油路导通器36安装于安装孔Ⅱ207内，液压油路连接开关4安装于安装孔Ⅲ202内，直插式线缆接头33安装于安装孔Ⅳ204内，下解脱回接器2通过螺纹Ⅱ201与上解脱回接器1连接，中心管柱32与上解脱回接器1螺纹连接，弹簧35安装在圆孔301内，连接活塞3安装在中心管柱32中部，双咬合变径环5安装在限位台阶3201和连接活塞3之间，定位环Ⅰ34通过螺纹Ⅲ205与下解脱回接器2连接并安装在连接活塞3上，连接活塞3依靠定位环Ⅰ34实现在中心管柱32上的轴向定位，剪切球阀左阀座10与剪切球阀右阀座11由连接凸起1001和连接凹槽1103相配合连接，剪切球阀活塞9安装在剪切球阀左阀座10和剪切球阀右阀座11上，剪切球阀上阀座31与剪切球阀左阀座10和剪切球阀右阀座11螺纹连接，并与中心管柱32下端面接触，剪切球阀泵通活塞8安装在剪切球阀上阀座31上，剪切球阀下阀座29与剪切球阀左阀座10和剪切球阀右阀座11螺纹连接，推环Ⅰ12安装于剪切球阀下阀座29上并与剪切球阀活塞9下端面接触，定位环Ⅱ28安装在剪切球阀下阀座29尾部，复位弹簧Ⅰ13安装于剪切球阀下阀座29上并位于推环Ⅰ12与定位环Ⅱ28之间，适配连接头14与剪切器壳体7由锁紧环27连接，封堵球阀上阀座26安装在封堵器壳体16内，封堵球阀泵通活塞15安装在封堵球阀上阀座26上，封堵球阀上阀座26下部安装有封堵球阀左阀座18与封堵球阀右阀座19，封堵球阀活塞17安装在封堵球阀左阀座18和封堵球阀右阀座19上，封堵球阀下阀座24安装在封堵球阀左阀座18和封堵球阀右阀座19的下方，推环Ⅱ20安装于封堵球阀下阀座24上并与封堵球阀活塞17下端面接触，定位环Ⅲ23安装于封堵球阀下阀座24尾部，复位弹簧Ⅱ21安装于封堵球阀下阀座24上并位于推环Ⅱ20与定位环Ⅲ23之间，转换接头22安装于封堵器壳体16下部由锁紧环27连接，至此完成该深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置的组装。

本发明的工作流程如下：

若遭遇恶劣海况，如台风、潮汐、海啸等紧急情况时，高压液压油经剪切球阀关闭通道102和封堵球阀关闭通道105，驱动剪切球阀活塞9和封堵球阀活塞17上移，带动阀杆38在阀杆滑动槽Ⅰ3002上滑动，使剪切球阀30和封堵球阀25沿着转动轴3001转动，从而完成球阀的剪切封堵。

剪切封堵完成后，开始解脱管柱，通过海上浮式平台发出控制指令，液压油进入上解脱回接器1的液压解脱通道117后，液压油沿着液压解脱通道117进入液压解脱进液口3904，从液压解脱排液口3903排出，从而进入活塞解脱管线，液压油作用于连接活塞3的下端面，在液压力的作用下，连接活塞3上移，双咬合变径环5失去连接活塞3的限制，双咬合变径环5恢复至锁紧前状态，此时双咬合变径环5断开与剪切器壳体7的连接，从而断开测试管柱，使海上平台或钻井船撤离至安全位置。当液压解脱机构失效后，可采用环空解脱的方式，此时环空管线连接环空加压孔114，液压油进入环空管线进液口3902，推动环空解脱控制阀39内阀芯的移动，使环空管线进液口3902与液压解脱排液口3903导通，液压油从液压解脱排液口3903排出，进入活塞解脱管线，液压油作用于连接活塞3的下端面，推动连接活塞3下端斜面沿着扩径斜面502下移，使双咬合变径环5失去与剪切器壳体7内轮廓703的配合，使双咬合变径环5与剪切器壳体7断开连接，从而断开测试管柱。

当紧急情况消除后，移动海上平台或钻井船至适当的位置，向液压连接通道115内注入液压油，液压油一部分进入环空解脱控制阀39，在液压油的作用下，使环空管线进液口3902与液压解脱排液口3903断开，从而使环空解脱失效，另一部分沿着管线进入活塞连接管线，液压油作用于连接活塞3的上端面，推动连接活塞3下端斜面沿着扩径斜面502下移，进一步推动双咬合变径环5，使双咬合变径环5内径扩大，与剪切器壳体7内的内轮廓703配合，使双咬合变径环5与剪切器壳体7连接，从而重新连接测试管柱。当重新连接完成后，海上浮式平台或钻井船发出控制指令，使高压液压油注入剪切球阀开启及辅助连接通道103和封堵球阀开启通道104内，使高压液压油作用于剪切球阀活塞9和封堵球阀活塞17的上端面，推动剪切球阀活塞Ⅰ9和封堵球阀活塞17下移，带动阀杆38在阀杆滑动槽Ⅰ3002上滑动，使剪切球阀30和封堵球阀25沿着转动轴3001转动，完成剪切球阀30和封堵球阀25的开启。

遇到不同深度的水下系统及防喷器组的情况时，旋转锁紧环27，拆下适配连接头14，根据不同的规格及型号的防喷器组，灵活更换合适高度的适配连接头14，调节两个球阀机构之间的距离，从而满足不同规格和型号的防喷器组内部结构。

遇到不涉及高压油气的场合，例如采油树、测试作业时，旋转锁紧环27，拆下适配连接头14，再将转换接头22通过螺纹Ⅳ705与剪切器壳体7连接，快速配置单个球阀机构的管柱安全控制装置。

本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，该装置由多通道连断器、液动剪切器、液动封堵器、适配连接头组成；该装置多通道连断器由上解脱回接器(1)、下解脱回接器(2)、中心管柱(32)、连接活塞(3)、定位环Ⅰ(34)、双咬合变径环(5)、直插式线缆接头(33)、液压油路连接开关(4)、油路导通器(36)、环空解脱控制阀(39)组成；所述下解脱回接器(2)上端设有螺纹Ⅱ(201)、周向均布三十个安装孔Ⅱ(207)，下端设有三道密封槽Ⅱ(206)、周向均布二十六个安装孔Ⅲ(202)、两个安装孔Ⅳ(204)、螺纹Ⅲ(205)、方形缺口(203)，所述油路导通器(36)安装于安装孔Ⅱ(207)内，所述液压油路连接开关(4)安装于安装孔Ⅲ(202)内，所述直插式线缆接头(33)安装于安装孔Ⅳ(204)内，所述下解脱回接器(2)通过螺纹Ⅱ(201)与上解脱回接器(1)连接，所述中心管柱(32)下端设有限位台阶(3201)，中心管柱(32)与上解脱回接器(1)螺纹连接，所述连接活塞(3)上设有八个圆孔(301)用于安装弹簧(35)，所述连接活塞(3)安装在中心管柱(32)中部，所述双咬合变径环(5)安装在限位台阶(3201)和连接活塞(3)之间，所述定位环Ⅰ(34)通过螺纹Ⅲ(205)与下解脱回接器(2)连接并安装在连接活塞(3)上，连接活塞(3)依靠定位环Ⅰ(34)实现在中心管柱(32)上的轴向定位；所述液动剪切器由剪切器壳体(7)、剪切球阀上阀座(31)、剪切球阀泵通活塞(8)、剪切球阀左阀座(10)、剪切球阀右阀座(11)、安装于剪切球阀左阀座(10)与剪切球阀右阀座(11)内的剪切球阀(30)、阀杆(38)、剪切球阀活塞(9)、剪切球阀下阀座(29)、单向阀(37)、推环Ⅰ(12)、复位弹簧Ⅰ(13)、定位环Ⅱ(28)、锁紧环(27)组成；所述剪切球阀左阀座(10)上设有连接凸起(1001)、转动轴装配孔Ⅰ(1002)、阀杆装配槽Ⅰ(1003)，所述剪切球阀右阀座(11)上设有阀杆装配槽Ⅱ(1101)、转动轴装配孔Ⅱ(1102)、连接凹槽(1103)，剪切球阀左阀座(10)与剪切球阀右阀座(11)由连接凸起(1001)和连接凹槽(1103)相配合连接，所述剪切球阀活塞(9)安装在剪切球阀左阀座(10)和剪切球阀右阀座(11)上，所述剪切球阀上阀座(31)与剪切球阀左阀座(10)和剪切球阀右阀座(11)螺纹连接，并与中心管柱(32)下端面接触，所述剪切球阀泵通活塞(8)安装在剪切球阀上阀座(31)上，所述剪切球阀下阀座(29)与剪切球阀左阀座(10)和剪切球阀右阀座(11)螺纹连接，所述推环Ⅰ(12)安装于剪切球阀下阀座(29)上并与剪切球阀活塞(9)下端面接触，所述定位环Ⅱ(28)安装在剪切球阀下阀座(29)尾部，所述复位弹簧Ⅰ(13)安装于剪切球阀下阀座(29)上并位于推环Ⅰ(12)与定位环Ⅱ(28)之间；所述适配连接头(14)内周向均布设有多条液压油通道并与剪切器壳体(7)由锁紧环(27)连接；所述液动封堵器由封堵器壳体(16)、封堵球阀上阀座(26)、封堵球阀泵通活塞(15)、封堵球阀左阀座(18)、封堵球阀右阀座(19)、安装于封堵球阀左阀座(18)与封堵球阀右阀座(19)内的封堵球阀(25)、阀杆(38)、封堵球阀活塞(17)、封堵球阀下阀座(24)、推环Ⅱ(20)、复位弹簧Ⅱ(21)、定位环Ⅲ(23)、锁紧环(27)、转换接头(22)组成；所述封堵球阀上阀座(26)安装在封堵器壳体(16)内，所述封堵球阀泵通活塞(15)安装在封堵球阀上阀座(26)上，封堵球阀上阀座(26)下部安装有封堵球阀左阀座(18)与封堵球阀右阀座(19)，所述封堵球阀活塞(17)安装在封堵球阀左阀座(18)和封堵球阀右阀座(19)上，所述封堵球阀下阀座(24)安装在封堵球阀左阀座(18)和封堵球阀右阀座(19)的下方，所述推环Ⅱ(20)安装于封堵球阀下阀座(24)上并与封堵球阀活塞(17)下端面接触，所述定位环Ⅲ(23)安装于封堵球阀下阀座(24)尾部，所述复位弹簧Ⅱ(21)安装于封堵球阀下阀座(24)上并位于推环Ⅱ(20)与定位环Ⅲ(23)之间，所述转换接头(22)安装于封堵器壳体(16)下部由锁紧环(27)连接。

2.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述上解脱回接器(1)上端设有管口螺纹(107)，内部周向均布设有两个动力及监测电缆通道(101)、剪切球阀关闭通道(102)、剪切球阀开启及辅助连接通道(103)、封堵球阀开启通道(104)、封堵球阀关闭通道(105)、二十一个液压油通道(106)、化学试剂注入通道(108)、螺纹孔(109)、液压连接通道(115)、环空解脱通道(116)、液压解脱通道(117)，下端设有安装孔Ⅰ(110)、密封槽Ⅰ(111)、内凸台Ⅰ(112)、环空加压孔(114)、螺纹Ⅰ(113)，所述环空解脱控制阀(39)安装于环空解脱通道(116)内。

3.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述剪切器壳体(7)上均布设有安装孔Ⅴ(701)、安装孔Ⅵ(702)、安装孔Ⅶ(704)、内轮廓(703)，下部设有螺纹Ⅳ(705)，所述单向阀(37)安装于安装孔Ⅶ(704)内。

4.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述双咬合变径环(5)上设有双咬合凸起(501)、扩径斜面(502)，所述连接活塞(3)下端斜面与扩径斜面(502)接触。

5.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述环空解脱控制阀(39)从上到下依次设有液压连接进液口(3901)、环空管线进液口(3902)、液压解脱排液口(3903)、液压解脱进液口(3904)，环空解脱控制阀(39)外表面设有密封槽Ⅲ(3905)，所述液压连接进液口(3901)与液压连接通道(115)连通，环空管线进液口(3902)与环空加压孔(114)连通，液压解脱排液口(3903)与液压解脱通道(117)连通，液压解脱进液口(3904)与液压解脱通道(117)连通。

6.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述剪切球阀活塞(9)内部凸台处对称布置设有两个圆形阀杆安装孔Ⅰ(901)。

7.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述剪切球阀开启及辅助连接通道(103)下方管路一部分通向连接活塞(3)上端面与下解脱回接器(2)所形成的空腔内，一部分通向剪切球阀活塞(9)的上端面。

8.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述剪切球阀(30)上设有剪切刃口(3003)，两侧设有转动轴(3001)和阀杆滑动槽Ⅰ(3002)。

9.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述剪切球阀上阀座(31)上端内凹台处周向均布设有十二个圆形泵通孔Ⅰ(3101)。

10.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述球阀驱动机构由剪切球阀活塞(9)、剪切球阀左阀座(10)、剪切球阀右阀座(11)、剪切球阀(30)、阀杆(38)组成，所述剪切球阀(30)由转动轴(3001)安装在剪切球阀左阀座(10)的转动轴装配孔Ⅰ(1002)与剪切球阀右阀座(11)的转动轴装配孔Ⅱ(1102)内，所述阀杆(38)安装于阀杆滑动槽Ⅰ(3002)与阀杆安装孔Ⅰ(901)内。

11.根据权利要求1所述的一种深水完井测试电液坐落管柱安全控制装置，其特征在于：所述锁紧环(27)内环面上设有旋向相反的螺纹Ⅴ(2701)、螺纹Ⅵ(2702)，锁紧环(27)与剪切器壳体(7)和封堵器壳体(16)为左旋螺纹连接，与适配连接头(14)和转换接头(22)为右旋螺纹连接。

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