CN118462108A - 一种井口安全截断系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种井口安全截断系统，包括配置为安装在管道上的截断阀、与截断阀的执行端连接的执行器、与执行器电连接的控制模块、先导检测阀和前置过滤器，先导检测阀的输入端与前置过滤器连接，先导检测阀的输出端与控制模块连接，前置过滤器用于与管道连接，管道内的液体流动方向上，前置过滤器与管道的连接处位于截断阀的前方。本申请公开的井口安全截断系统，使用先导检测阀和前置过滤器来控制阀门的关闭过程，该过程中会同步识别阻塞流，用以保证阀门能够在出现阻塞流动时依然能够完全关闭。

Description

一种井口安全截断系统

技术领域

本申请涉及安全生产技术领域，尤其是涉及一种井口安全截断系统。

背景技术

安全截断指的是在管道工作发生异常情况，安装在管道上的阀门能够自主决策后切断管道，一种触发方式是使用导阀来获取管道内的压力变化，先导阀被触发后，管道上的阀门开始关闭。

导阀直接泄压的方式来控制阀门关闭，存在一定的隐患，其原因是当系统在关闭的过程中，阀门运行会有一个从全开—半开—关闭的过程，在阀门半开时，阀门将对管道进行节流，产生阻塞流动，这样会导致管道压力发生变化，导阀将重新关闭，有极大的可能性会发生阀门关闭不到位或一直处于半开位置的现象，造成阀门不能彻底关闭。

发明内容

本申请提供一种井口安全截断系统，使用先导检测阀和前置过滤器来控制阀门的关闭过程，该过程中会同步识别阻塞流，用以保证阀门能够在出现阻塞流动时依然能够完全关闭。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本申请提供了一种井口安全截断系统，包括：

截断阀，配置为安装在管道上；

执行器，与截断阀的执行端连接；

控制模块，与执行器电连接；

先导检测阀和前置过滤器，先导检测阀的输入端与前置过滤器连接，先导检测阀的输出端与控制模块连接，前置过滤器用于与管道连接；

管道内的液体流动方向上，前置过滤器与管道的连接处位于截断阀的前方。

在本申请的一种可能的实现方式中，前置过滤器包括：

前置导向管道，第一端用于与管道连接，第二端与先导检测阀连接；

导向板，设在前置导向管道内，垂直于前置导向管道轴线的平面上，导向板的投影面积小于前置导向管道的流通面积；

气泡吸收单元，两端均与前置导向管道连接并组成回路，前置导向管道内介质的流动方向上，气泡吸收单元位于导向板的后方；

其中，导向板倾斜设置，导向板向前置导向管道内介质的流动方向倾斜。

在本申请的一种可能的实现方式中，导向板的数量为多个，多个导向板沿前置导向管道内介质的流动方向间隔设置；

多个导向板围绕前置导向管道的轴线均匀设置；

每一个导向板的后方均存在一个气泡吸收单元，任意两个相邻的导向板之间仅存在一个气泡吸收单元。

在本申请的一种可能的实现方式中，每一个导向板后方的气泡吸收单元，所述气泡吸收单元的输入端的轴线平行于导向板所在平面。

在本申请的一种可能的实现方式中，气泡吸收单元上设有压损检测器，压损检测器配置为检测介质经过气泡吸收单元时的压力损耗。

在本申请的一种可能的实现方式中，气泡吸收单元上设有声音传感器，声音传感器配置为采集气泡吸收单元内的气泡爆炸声；

声音传感器与控制模块电连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，气泡吸收单元包括：

壳体，具有输入端和输出端；

气泡拦截体，设在壳体内，包括多个顺序抵接的圆形气泡拦截体。

在本申请的一种可能的实现方式中，还包括与气泡吸收单元连接的主动泄压器，主动泄压器配置为主动降低气泡吸收单元内的局部压强；

主动泄压器与控制模块电连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，主动泄压器的输入端穿过壳体后伸入到圆形气泡拦截体之间。

在本申请的一种可能的实现方式中，气泡吸收单元的输入端和输出端处均设置有截止阀，截止阀与控制模块电连接；

截止阀配置为配合主动泄压器对气泡吸收单元进行再生。

本申请的有益效果为：

本申请提供的井口安全截断系统，使用先导检测阀和前置过滤器来控制阀门的关闭过程，当关闭过程中出现阻塞流时，可以自动判断和识别，该种方式能够避免因阻塞流出现导致的阀门无法关闭，能够有效提高井口安全截断系统的可靠性。

附图说明

图1是本申请提供的一种井口安全截断系统的结构示意图。

图2是本申请提供的一种井口安全截断系统的结构示意框图。

图3是本申请提供的一种前置过滤器的结构性示意图。

图4是本申请提供的一种前置过滤器机器附属的结构性示意图。

图5是本申请提供的一种气泡吸收单元的结构性示意图。

图6是本申请提供的一种气泡拦截体的构成示意图。

图中，1、截断阀，2、执行器，3、控制模块，4、先导检测阀，5、前置过滤器，51、前置导向管道，52、导向板，53、气泡吸收单元，54、压损检测器，55、声音传感器，56、主动泄压器，57、截止阀，531、壳体，532、气泡拦截体。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

本申请公开了一种井口安全截断系统，请参阅图1和图2，在一些例子中，本申请公开的井口安全截断系统包括截断阀1、执行器2、控制模块3、先导检测阀4和前置过滤器5，截断阀1的作用是安装在管道上，执行器2、控制模块3、先导检测阀4和前置过滤器5的连接关系如下：

执行器2与截断阀1的执行端连接，控制模块3与执行器2电连接，先导检测阀4和前置过滤器5连接，先导检测阀4的输入端与前置过滤器5连接，先导检测阀4的输出端与控制模块3连接，前置过滤器5用于与管道连接。

在一些可能的实现方式中，先导检测阀4和前置过滤器5可以将集成在控制模块3内部。对于控制模块3，包括控制器（PLC、DCS等）和一些必要的阀门、管线以及控制线路。

管道内流动的液体首先进入到前置过滤器5，然后再经过先导检测阀4，最后进入控制模块3，控制模块3中的液体会返回到管道中，返回使用的回液管道与管道的连接处位于截断阀1的后方。

此处的后方也管道内液体的流动方向为参考，另外，在管道内的液体流动方向上，前置过滤器5与管道的连接处位于截断阀1的前方。

具体的工作原理是：

管道内的液体处理流动状态，此时管道内的液体会通过前置过滤器5进入先导检测阀4，但是此时先导检测阀4处于关闭状态。当管道内的液体压力增加时，先导检测阀4被触发，由关闭状态转为开启状态。

控制模块3检测到先导检测阀4被触发后，开始通过执行器2关闭截断阀1，关闭的依据是先导检测阀4处的压力处于不稳定状态。当出现阻塞流后，先导检测阀4处的压力由不稳定状态转为稳定状态，但是这是由于阻塞流导致的，因此需要继续关闭截断阀1。

此时就需要依靠前置过滤器5来执行相关内容，当没有使用前置过滤器5时，就会出现背景技术中出现的问题，控制模块3误认为截断阀1已经关闭。因为在部分情况下，正常工作的管道也会导致先导检测阀4处于开启状态，但是此时管道内部的压力稳定，不需要进行关闭，也就是无法通过仅先导检测阀4开启这一个条件来判断是否需要关闭截断阀1。

请参阅图3，前置过滤器5包括前置导向管道51、导向板52和气泡吸收单元53，前置导向管道51的第一端用于与管道连接，第二端与先导检测阀4连接，导向板52位于设在前置导向管道51内，作用是引导前置导向管道51内液体中含有气泡的流动方向。

导向板52倾斜设置，具体的倾斜方向是，导向板52向前置导向管道51内介质的流动方向倾斜，目的是降低液体流动的阻力。

另外，要求垂直于前置导向管道51轴线的平面上，导向板52的投影面积小于前置导向管道51的流通面积，一般导向板52的投影面积为前置导向管道51的流通面积的20%-30%，避免导向板52过大造成前置导向管道51内的液体流动速度受到影响。

气泡吸收单元53的两端均与前置导向管道51连接并组成回路，前置导向管道51内介质的流动方向上，气泡吸收单元53位于导向板52的后方。气泡吸收单元53的作用是拦截液体中形成的气泡，这样就能够通过气泡来判断是否出现阻塞流。

在一些可能的实现方式中，导向板52的数量为多个，多个导向板52沿前置导向管道51内介质的流动方向间隔设置，同时多个导向板52围绕前置导向管道51的轴线均匀设置。

在一些可能的实现方式中，每一个导向板52的后方均存在一个气泡吸收单元53，任意两个相邻的导向板52之间仅存在一个气泡吸收单元53。

在一些可能的实现方式中，每一个导向板52后方的气泡吸收单元53，所述气泡吸收单元53的输入端的轴线平行于导向板52所在平面。

上述方式都是为了保证液体中的气泡能够尽可能的进入到气泡吸收单元53。

气泡吸收单元53相当于前置导向管道51的支路，气泡进入到气泡吸收单元53后被拦截，然后主动破裂，通过检测破裂声可以判断气泡吸收单元53中是否出现气泡，进而判断管道中是否出现了阻塞流。

当管道中出现阻塞流时，控制模块3会继续通过执行器2关闭截断阀1。

在一些例子中，请参阅图4，气泡吸收单元53上设有声音传感器55，声音传感器55配置为采集气泡吸收单元53内的气泡爆炸声，声音传感器55与控制模块3电连接。

在一些例子中，气泡吸收单元53上设有压损检测器54，压损检测器54配置为检测介质经过气泡吸收单元53时的压力损耗，一般会设定一个压损参考值，当通过压损检测器54得到的压力损耗值大于压损参考值时，说明此时对应的气泡吸收单元53内部存在较多气泡，但是气泡不破裂。

在一些可能的实现方式中，压损检测器54包括两个压力传感器。

此时需要使用主动泄压器56来进行处理，主动泄压器56与气泡吸收单元53连接，作用是降低气泡吸收单元53内的局部压强，主动泄压器56同样与控制模块3电连接。

主动泄压器56开启后，气泡吸收单元53内部的压强瞬间降低，此时气泡吸收单元53内部的气泡会迅速破裂。

在一些可能的实现方式中，主动泄压器56的输入端穿过壳体531后伸入到圆形气泡拦截体之间。

进一步地，在气泡吸收单元53的输入端和输出端处均设置截止阀57，截止阀57与控制模块3电连接，截止阀57的作用是配合主动泄压器56对气泡吸收单元53进行再生。

也就是在主动泄压器56开启之前，气泡吸收单元53的输入端和输出端处的两个截止阀57同时关闭，然后主动泄压器56再开启，这样能够得到更好的泄压效果，同时还能够缩短泄压时间。

在一些例子中，请参阅图5，气泡吸收单元53包括壳体531和气泡拦截体532，壳体531具有用于连接的输入端和输出端，气泡拦截体532位于在壳体531内，由多个顺序抵接的圆形气泡拦截体组成，请参阅图6。

圆形气泡拦截体一般而言使用高硬度材料制作，因为要对抗气泡爆炸造成的局部剥离。圆形气泡拦截体为网状结构，顺序设置的圆形气泡拦截体能够组成一个拦截区域。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井口安全截断系统，其特征在于，包括：

截断阀（1），配置为安装在管道上；

执行器（2），与截断阀（1）的执行端连接；

控制模块（3），与执行器（2）电连接；

先导检测阀（4）和前置过滤器（5），先导检测阀（4）的输入端与前置过滤器（5）连接，先导检测阀（4）的输出端与控制模块（3）连接，前置过滤器（5）用于与管道连接；

管道内的液体流动方向上，前置过滤器（5）与管道的连接处位于截断阀（1）的前方。

2.根据权利要求1所述的井口安全截断系统，其特征在于，前置过滤器（5）包括：

前置导向管道（51），第一端用于与管道连接，第二端与先导检测阀（4）连接；

导向板（52），设在前置导向管道（51）内，垂直于前置导向管道（51）轴线的平面上，导向板（52）的投影面积小于前置导向管道（51）的流通面积；

气泡吸收单元（53），两端均与前置导向管道（51）连接并组成回路，前置导向管道（51）内介质的流动方向上，气泡吸收单元（53）位于导向板（52）的后方；

其中，导向板（52）倾斜设置，导向板（52）向前置导向管道（51）内介质的流动方向倾斜。

3.根据权利要求2所述的井口安全截断系统，其特征在于，导向板（52）的数量为多个，多个导向板（52）沿前置导向管道（51）内介质的流动方向间隔设置；

多个导向板（52）围绕前置导向管道（51）的轴线均匀设置；

每一个导向板（52）的后方均存在一个气泡吸收单元（53），任意两个相邻的导向板（52）之间仅存在一个气泡吸收单元（53）。

4.根据权利要求3所述的井口安全截断系统，其特征在于，每一个导向板（52）后方的气泡吸收单元（53），所述气泡吸收单元（53）的输入端的轴线平行于导向板（52）所在平面。

5.根据权利要求2所述的井口安全截断系统，其特征在于，气泡吸收单元（53）上设有压损检测器（54），压损检测器（54）配置为检测介质经过气泡吸收单元（53）时的压力损耗。

6.根据权利要求2或5所述的井口安全截断系统，其特征在于，气泡吸收单元（53）上设有声音传感器（55），声音传感器（55）配置为采集气泡吸收单元（53）内的气泡爆炸声；

声音传感器（55）与控制模块（3）电连接。

7.根据权利要求2所述的井口安全截断系统，其特征在于，气泡吸收单元（53）包括：

壳体（531），具有输入端和输出端；

气泡拦截体（532），设在壳体（531）内，包括多个顺序抵接的圆形气泡拦截体。

8.根据权利要求7所述的井口安全截断系统，其特征在于，还包括与气泡吸收单元（53）连接的主动泄压器（56），主动泄压器（56）配置为主动降低气泡吸收单元（53）内的局部压强；

主动泄压器（56）与控制模块（3）电连接。

9.根据权利要求8所述的井口安全截断系统，其特征在于，主动泄压器（56）的输入端穿过壳体（531）后伸入到圆形气泡拦截体之间。

10.根据权利要求8所述的井口安全截断系统，其特征在于，气泡吸收单元（53）的输入端和输出端处均设置有截止阀（57），截止阀（57）与控制模块（3）电连接；

截止阀（57）配置为配合主动泄压器（56）对气泡吸收单元（53）进行再生。