CN1431382A - 电，气双控制高压油气井口安全截断装置 - Google Patents
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Abstract
一种电、气双控制高压油气井口安全截断装置，用于高压油气井口的安全截断控制，涉及一种电、气双控制高压油气井口安全截断技术领域，现有技术一般都采用气动或液压控制，气动油气井口安全截断装置和液压油气井口安全截断装置均无法与调度控制中心联网而实现遥测、遥控，本发明电控部分由变送器采集压力、温度及阀位信号，并传送到控制中心的计算机，由控制中心计算机下达指令，通过控制系统中各设备配合，由气控部分的气控平板阀自动关闭井口高压气流，实现安全截断，本发明由高集成的电子装置采集井口压力信号，再由气动装置执行控制指令，具有高集成化和实现自动控制的能力，其可靠性高、安装方便，适用于所有高压油气井口。
Description
技术领域：一种电、气双控制高压油气井口安全截断装置，用于高压油气井口的安全截断控制，涉及一种电、气双控制高压油气井口安全截断技术。
背景技术：现有油、气井口安全截断设备中尚无采用电气双控制的技术装置，一般都采用气动或液压控制，气动油气井口安全截断装置的工作原理是：气源经过粗过滤、减压、精细过滤后进入气控两位三通阀，一部分控制气体经过快速排气阀进入气控平板阀的气缸，使气控平板阀处于开启状态，另一部分控制气体被送到高、低压感测器、危险温度检测器与手动放空阀，此时整个系统便投入运行，当手动放空阀、高低压力感测器因感测到压力异常放空，以及危险温度检测器的易熔塞熔化导致控制气放空时，均能使气动两位三通阀迅速放空，此时气控平板阀立即自动关闭，切断井口高气流，实现自动安全切断功能；液压油气井口安全截断装置的工作原理与气动油、气井安全装置很相似，其区别仅仅是将气源改为液压油，气控平板阀改为液压控制平板阀；气动或液压控制井口安全截断装置都属于就地自动控制系统，无法与调度控制中心联网而实现遥测、遥控，而且压力感测方法单一，如果高低压感测器失灵卡死，则整套装置失效，油气井口安全截断装置是确保井口区及后续设备安全的装置，该系统失灵将会使井口区及后续设备失去保护，进而造成重大事故。
发明目的：本发明的目的在于提供一种电、气双控制高压油气井口安全截断装置，其电控部分由变送器采集压力、温度及阀位信号，并传送到控制中心的计算机，由控制中心计算机下达指令，通过电磁阀及控制系统中各设备配合，由气控部分的气控平板阀自动关闭，切断井口高压气流，实现自动安全切断，本发明的优点是：由高集成的电子装置采集井口压力信号，再由气动装置执行控制指令，具有高集成化和实现自动控制的能力，其可靠性高、安装方便，适用于所有高压油气井口。
附图说明：
图1为本发明各单元流程示意图。
图2为本发明现场布置示意图。
图3为本发明图2中控制箱22的内部结构及流程放大图。
具体实施方式：下面结合附图给出本发明的最佳实施例：本发明由气控部分和电控部分构成，气控部分包括气源过滤单元1、气动控制单元2、气动感测单元3、气动执行单元4，电控部分包括电动感测单元5、控制计算机6；
气控部分的气源过滤单元1包括粗过滤器8、调压阀7和精细过滤器9，调压阀7的两端分别由仪表钢管34和35分别连接粗过滤器8与精细过滤器9，精细过滤器9的出口端由仪表钢管36与控制箱22中的气动控制模块10连接；
气动控制单元2由气动控制模块10、二位三通电磁阀11、压力表12组成，全部安装在控制箱22中，气动控制模块10包括二位三通换向器13，调压器14和节流阀15，二位三通换向器13入口与气源过滤单元1的精细过滤器9连接，出口一路与调压器14相连，另一路通过仪表钢管37与气动执行单元4的快速排气阀21连接；
气动感测单元3由高压压力感测器16、低压压力感测器17、危险温度检测器18和19组成，气动感测单元3的高压压力感测器16安装在井口截流发出口管线上，由仪表钢管39，40和41分别与安装在分离器出口管道上的低压压力感测器17、安装在水套加热炉32上方的危险温度检测器19和危险温度检测器18相连接，并通过仪表钢管38接入控制箱22中的气动控制单元2；
气动执行单元4由气动平板阀组件20、快速排气阀21组成，气动平板阀组件20包括平板阀23、气动平板阀气缸24和阀位指示器25，气动执行单元4的气动平板阀组件20安装在井口三号阀与井口节流阀之间，该单元的气动平板阀气缸24安装在平板阀23的上部，阀位指示器25安装在气动平板阀的气缸24的顶端，气动控制单元2的快速排气阀21安装在气动平板阀组件20的上部，快速排气阀21由仪表钢管43与气动平板阀组件20的气动平板阀气缸24相连；
电动感测单元5由高压压力变送器26、低压压力变送器27、温度变送器28和29组成，电动感测单元5的高压压力变送器26安装在井口节流阀出口管线上，低压压力变送器27安装在分离器出口管线上，温度变送器28安装在水套加热炉上方，低压压力变送器27、温度变送器28和29的信号通过信号电缆与控制中心计算机连接；
本发明电、气双控高压油气井口安全截断系统工作原理如下：天然气由分离器出口管道引出来，作为整个系统的动力和控制系统的气源，经过仪表钢管42进入气源过滤单元1的粗过滤器8，经过过滤后由仪表钢管34送到调压阀7，将压力调至1.5～2.5MPa后仪表钢管35送到精细过滤器9，经过精滤后的天然气由仪表钢管36送到气动控制单元2的气动控制模块10的二位三通换向器13的入口处，气体经过二位三通换向器13后分成两路，其中一路为执行气路，经气动控制模块10的第一个出口，由仪表钢管37送到气动执行单元4的快速排气阀21，通过快速排气阀21后，由仪表钢管43送到气动平板阀组件20的气动平板阀气缸24的上部，形成气缸背压，使气动平板阀组件20处于打开状态；另一路为控制气路，由二位三通换向器13出来后到达调压器14，该控制气经调压后达到0.2～0.3MPa，经过节流阀15到达另一个出口44并与高压压力感测器16、低压压力感测器17、危险温度检测器18和19相连，并通过仪表钢管38和与二位三通电磁阀11连接的仪表钢管45的三通节点处接通，该气体又分成两路，其中一路经过仪表钢管45，过压力表12，进入二位三通电磁阀11的入口并通过二位三通电磁阀11为气动控制模块10的二位三通换向器13提供背压，另一路为感测气路，将感测气作为信号气，经过仪表管46、40、41、43送到高压压力感测器16、低压压力感测器17、危险温度检测器18和19处。
系统处于正常生产状态时，各气动气路压力保持稳定，如果因发生火警导致危险温度检测器18和19的易熔塞熔化、如果因井口装置一级节流后压力超高时，高压压力感测器16会感测到信号，并促使其导阀动作，如果输气干线爆破压力超低时，低压压力感测器17会感测到信号，并促使其导阀动作；上述情况发生时均会将感测讯号气迅速排放到大气中，导致气动二位三通换向阀13失去背压而换向，截断气源的来气并迅速将执行气缸内的气迅速泄放至大气，最终导致井口安全切断阀迅速自动关闭，达到保护保护井场人员和设备安全目的；
本发明的电控系统的作用原理如下：系统处于正常生产状态运行时，电控部分的电动感测单元5能将运行参数实时传送到调度中心的计算机上，及时打印存档，一旦井场发生异常突发情况，这时如果又碰上气动感测单元3中的高压压力检测器16或低压压力感测器17因故卡死失去作用，或者危险温度检测器18或19因故出现故障，气控部分的气动感测信号无法传到气动感测单元3，井口安全切断阀也无法关闭，这时电动感测单元5能对以下异常情况之一作出反应：当发生火警高温时，危险温度检测器18和19将信号传到调度中心的计算机上，当井口装置一级节流后压力超高时，高压压力变送器26会将压力超高信号传送给调度中心的计算机，当输气干线爆破压力超低，低压压力变送器27将压力超低的信号传给调度中心的计算机，调度中心计算机通过对信号值与设定值进行比对计算，然后及时下达命令打开二位三通电磁阀11，使气动控制模块10中的二位三通换向器13失去背压而换向，截断气源的来气并迅速将执行讯号气泄放至大气，这样就会立即引发快速排气阀21动作，将执行气缸内的气迅速泄放至大气，并因此而导致井口安全切断阀迅速自动关闭，达到保护井场人员和设备安全目的，30为安装在井口的压力表，31是从气动平板阀组件20通向水套加热炉32的管线。
本发明电、气控制高压油气井口安全截断系统的优点在于控制系统为电、气双重保险，可靠性高；系统按其功能划分为六个单元，便于安装、维护及使用；气控单元使用了集成化气动模块，提高了产品的集约化程度，减少安装工作量，增加了气动控制本系统的可靠性，本系统采用电动变送器采集压力、温度及阀位信号，并对调度中心联网，实现了调度中心对井场安全参数的实时显示，监控和远距离控制、和自动关闭、打开井口，提高了井场自动化管理水平、保护井场及后续设备的安全，也保护了气田的生态环境。
Claims (1)
1.一种电、气双控制高压油气井口安全截断装置，由气控部分和电控部分构成，其特征在于：
a.所述气控部分的气源过滤单元(1)包括粗过滤器(8)、调压阀(7)和精细过滤器(9)，调压阀(7)的两端分别连接粗过滤器(8)与精细过滤器(9)，精细过滤器(9)的出口端与控制箱(22)中的气动控制模块(10)连接；所述气动控制单元(2)由气动控制模块(10)、二位三通电磁阀(11)和压力表(12)组成，全部安装在控制箱(22)中，气动控制模块(10)包括二位三通换向器(13)、调压器(14)和节流阀(15)，二位三通换向器(13)的入口与气源过滤单元(1)的精细过滤器(9)连接，出口一路与调压器(14)相连，另一路与气动执行单元(4)的快速排气阀(21)连接；气动感测单元(3)由高压压力感测器(16)、低压压力感测器(17)、危险温度检测器(18)和(19)组成，气动感测单元(3)的高压压力感测器(16)安装在井口截流发出口管线上，分别与安装在分离器出口管道上的低压压力感测器(17)、安装在水套加热炉(32)上方的危险温度检测器(19)和危险温度检测器(18)相连接，并接入控制箱(22)中的气动控制单元(2)；气动执行单元(4)由气动平板阀组件(20)、快速排气阀(21)组成，气动平板阀组件(20)包括平板阀(23)、气动平板阀气缸(24)和阀位指示器(25)，气动平板阀组件(20)安装在井口三号阀与井口节流阀之间，该单元的气动平板阀气缸(24)安装在平板阀(23)的上部，阀位指示器(25)安装在气动平板阀的气缸(24)的顶端；气动控制单元(2)的快速排气阀(21)安装在气动平板阀组件(20)的上部，快速排气阀(21)与气动平板阀组件(20)的气动平板阀气缸(24)相连；
b.所述电控部分包括电动感测单元(5)、控制计算机(6)，电动感测单元(5)由高压压力变送器(26)、低压压力变送器(27)、温度变送器(28)和(29)组成，高压压力变送器(26)安装在井口节流阀出口管线上，低压压力变送器(27)安装在分离器出口管线上，温度变送器(28)安装在水套加热炉(32)上方，低压压力变送器(27)、温度变送器(28)和(29)的信号通过信号电缆与控制中心的控制计算机(6)连接。
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