CN204163689U - 一种电磁井下安全阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电磁井下安全阀。其包括壳体，所述壳体为环形管状，还包括阀门挡板、阀门驱动装置、传力件、直线电机以及控制器。本实用新型结构合理，效率高，省时省力，安全有效。本实用新型依靠直线电机引发磁铁运动再借助电磁耦合技术整体实现阀门的开关及闭合过程，设计巧妙，易于控制。本实用新型借助动力弹簧的张力，使得阀门的开关及闭合过程更易实现，操作灵活，开关及闭合过程快速。本实用新型控制系统可进行远程遥控，实现人员的地面操作，省时省力，安全有效，有效保证阀门的开关效率，有效弥补现有技术的缺陷，满足油井需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种油井井控装置，更确切地说，是一种电磁井下安全阀。
背景技术
井下安全阀(SSSV)(Sub Surface Safety Valve)是一种装在油管内部，在生产设施发生火警、管线破裂、发生不可抗拒的自然灾害(如地震、冰情、强台风等)非正常情况时，能紧急关闭，防止井喷、保证油气井措施、生产安全的井下工具。井下安全阀普遍存在于电动井中，根据控制方式分为地面控(SCSSV)和井下控制(SSCSV)两种。地面控制井下安全阀(SCSSV)通常用在钻井及井下操作当中，如二氧化碳封存、油气生产以及勘探作业。这种阀通常位于井下。例如，检测钻孔压力或操作的平衡性。地面控制井下安全阀(SCSSV)在尝试操作较大深度时，地层内的压力大于液柱压力，随着地层流体进入井筒内的量增加，液柱压力进一步下降，导致井涌、甚至井喷事故的发生，使正常作业无法进行。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术存在的不足，提供一种电磁井下安全阀。本实用新型产品结构合理，依靠电磁耦合技术实现电制动控制阀门，效率高，省时省力，安全有效。
本实用新型的技术解决方案是：一种电磁井下安全阀，包括壳体，所述壳体为环形管状，其特征在于：还包括阀门挡板、阀门驱动装置、Z字形传力件、直线电机以及控制器；
所述壳体上端设有2个向内开口的环形凹槽，所述环形凹槽分为大凹槽及小凹槽，所述小凹槽位于所述大凹槽上面，所述大凹槽与小凹槽中间设有环形隔板，所述阀门驱动装置为环形管，所述阀门驱动装置与所述环形凹槽构成环形空腔，所述环形隔板厚度加上所述阀门驱动装置厚度与所述壳体厚度相一致；
所述环形隔板上端设有转动轴，所述阀门挡板通过转动轴固定在所述环形隔板上，所述阀门挡板呈圆形，所述阀门挡板直径小于小凹槽高度，所述阀门挡板位于小凹槽内，所述阀门挡板通过转动轴实现90度翻转，所述阀门挡板直径大于环形隔板内径，所述阀门挡板直径小于油管直径；
所述阀门驱动装置还设置有挡板，所述挡板位于所述环形隔板下方，所述挡板与所述环形隔板之间安装有动力弹簧，所述阀门驱动装置通过动力弹簧与所述壳体连接，所述阀门驱动装置底部设有磁性组件，所述挡板与磁性组件距离大于所述阀门挡板直径；
所述壳体下方还安装有动力腔，所述动力腔外部设有与所述阀门驱动装置相匹配的滑动道，所述滑动道厚度与所述阀门驱动装置厚度相一致，所述阀门驱动装置高度为大凹槽高度及滑动道高度的和；
所述动力腔位于壳体内部，所述动力腔为封闭腔，所述动力腔内部安装Z字形传力件，所述Z字形传力件上端设有第一磁铁，所述Z字形传力件下端设有若干个磁铁，所述动力腔还设有直线电机，所述Z字形传力件下端与所述直线电机对应，所述直线电机与所述Z字形传力件下端不连接，所述直线电机下端设有控制器，所述控制器内部安装有电池以及控制系统。
作为优选，所述第一磁铁可为永磁铁或电磁体的任意一种，所述永磁铁或电磁体至少为一个。
作为优选，所述磁性组件可为永磁铁或电磁体的任意一种，所述永磁铁或电磁体至少为一个。
作为优选，所述直线电机有线圈及定子组成。
作为优选，所述线圈数量与所述磁铁数量相匹配。
作为优选，所述第一磁铁与所述磁性组件形成磁力联轴器。
作为优选，所述控制器内部还安装有无线接收系统，可进行无线控制开关。
本实用新型优点在于结构合理，效率高，省时省力，安全有效。本实用新型优点在于依靠直线电机引发磁铁运动再借助电磁耦合技术整体实现的阀门的开关及闭合过程，设计巧妙，易于控制。本实用新型优点在于借助动力弹簧的张力，使得阀门的开关及闭合过程更易实现，操作灵活，开关及闭合过程迅速。 本实用新型优点在于还设有控制系统，所述控制系统可进行远程遥控，实现人员的地面操作，省时省力，安全有效，有效保证阀门的开关效率，有效弥补现有技术的缺陷，满足油井需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型实施例打开状态示意图；
图2是本实用新型实施例闭合状态示意图；
具体实施方式
以下参照附图，详细说明本实用新型实施例。
一种电磁井下安全阀，包括壳体1、阀门挡板2、阀门驱动装置3、传力件4、直线电机5以及控制器6，所述壳体为环形管状，所述壳体上端设有2个向内开口的环形凹槽，所述环形凹槽分为小凹槽101及大凹槽102，所述小凹槽101位于所述大凹槽102上面，所述大凹槽102与小凹槽101中间设有环形隔板103，所述阀门驱动装置3为环形管，所述阀门驱动装置3与所述环形凹槽构成环形空腔，所述环形空腔为开放状态。所述环形隔板103厚度加上所述阀门驱动装置3厚度与所述壳体1整体厚度相一致。
所述环形隔板103上端安装有转动轴104，所述阀门挡板2通过转动轴104固定在所述环形隔板103上，所述阀门挡板2为圆形，所述阀门挡板2直径应小于小凹槽101的高度，以保证阀门挡板2整体位于小凹槽101内，所述阀门挡板2通过转动轴104实现向外90度翻转；所述阀门挡板2直径大于环形隔板103内径，所述阀门挡板2直径小于油管直径，这种直径能够保证阀门挡板2完全盖住油管液体，保证该实用新型的密封性。
所述阀门驱动装置3还设置有挡板301，所述挡板301位于所述环形隔板103下方，所述挡板301与所述环形隔板103之间安装有动力弹簧302，所述阀门驱动装置3通过动力弹簧302与壳体1连接，所述动力弹簧302保证本实用新型开关更加迅速，反应灵活。所述阀门驱动装置3底部设有磁性组件303，保证阀门驱动装置3向下运动时，阀门挡板2完全翻转到水平位置，盖住油管。
所述壳体1下方设有动力腔105，所述动力腔105外部设有与所述阀门驱动装 置3相匹配的滑动道106，所述滑动道106厚度与所述阀门驱动装置3厚度相一致，所述阀门驱动装置3高度为大凹槽102高度及滑动道106高度的和；保证阀门驱动装置3拥有足够空间向下移动。
所述动力腔105位于壳体1的下方，所述动力腔105为封闭腔，所述动力腔105内部设有Z字形传力件4，所述Z字形传力件4上端设有第一磁铁401，所述Z字形传力件4下端设有若干个磁铁402，所述动力腔105还设有直线电机5，所述Z字形传力件4下端与所述直线电机5对应，所述直线电机5与所述Z字形传力件4下端不连接，所述直线电机5内部还设有控制器6，所述控制器6内部安装有电池以及控制系统，可进行远程遥控。
所述第一磁铁401可为永磁铁或电磁体的任意一种，所述永磁铁或电磁体至少为一个。所述磁性组件303可为永磁铁或电磁体的任意一种，所述永磁铁或电磁体至少为一个。所述直线电机5有线圈及定子组成。所述线圈数量与所述磁铁402数量相一致。所述第一磁铁401与所述磁性组件303形成磁力联轴器。所述控制器内部还安装有无线接收系统，可进行无线控制开关。
本实用新型操作原理是：控制系统接收地面操作人员发出的控制信号后，所述控制系统发出关闭指令，直线电机5上的定子及线圈通电产生电磁场，所述产生的电磁场通过Z字形传力件4上的若干磁铁400引导Z字形传力件4做直线运动，当为关闭指令时，所述直线电机5产生的电磁场引导Z字形传力件4向下运动。所述Z字形传力件4上端设有第一磁铁401，所述阀门驱动装置3末端设有磁性组件303，所述第一磁铁401与所述磁性组件303形成磁力联轴器。当Z字形传力件4向下运动时，通过磁力联轴器，引导所述阀门驱动装置3沿滑动道106向下运动，同时动力弹簧302开始恢复张力，进一步促进阀门驱动装置3的向下运动，当阀门驱动装置3向下运动到一定位置时，所述阀门挡板2完全露出，所述阀门挡板2通过转动轴104翻转90度，实现关闭过程。
进行打开工作时，控制系统接收地面操作人员发出的控制信号后，所述控制系统发出打开指令，直线电机5上的定子及线圈通电产生反向电磁场，所述产生的电磁场通过Z字形传力件4上的若干磁铁引导Z字形传力件4做直线运动，当为打开指令时，所述直线电机5产生的电磁场引导Z字形传力件4向上运动。当Z 字形传力件4向上运动时，通过磁力联轴器，引导所述阀门驱动装置3沿滑动道106向上运动，同时动力弹簧302开始缩紧，当阀门驱动装置3向上运动到一定位置时，所述阀门挡板2完全被阀门驱动装置3封闭，实现油管打开过程。
任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电磁井下安全阀，包括壳体，所述壳体为环形管状，其特征在于：还包括阀门挡板、阀门驱动装置、Z字形传力件、直线电机以及控制器；
所述壳体上端设有2个向内开口的环形凹槽，所述环形凹槽分为大凹槽及小凹槽，所述小凹槽位于所述大凹槽上面，所述大凹槽与小凹槽中间设有环形隔板，所述阀门驱动装置为环形管，所述阀门驱动装置与所述环形凹槽构成环形空腔，所述环形隔板厚度加上所述阀门驱动装置厚度与所述壳体厚度相一致；
所述环形隔板上端设有转动轴，所述阀门挡板通过转动轴固定在所述环形隔板上，所述阀门挡板呈圆形，所述阀门挡板直径小于小凹槽高度，所述阀门挡板位于小凹槽内，所述阀门挡板通过转动轴实现90度翻转，所述阀门挡板直径大于环形隔板内径，所述阀门挡板直径小于油管直径；
所述阀门驱动装置还设置有挡板，所述挡板位于所述环形隔板下方，所述挡板与所述环形隔板之间安装有动力弹簧，所述阀门驱动装置通过动力弹簧与所述壳体连接，所述阀门驱动装置底部设有磁性组件，所述挡板与磁性组件之间距离大于所述阀门挡板直径；
所述壳体下方还安装有动力腔，所述动力腔外部设有与所述阀门驱动装置相匹配的滑动道，所述滑动道厚度与所述阀门驱动装置厚度相一致，所述阀门驱动装置高度为大凹槽高度及滑动道高度的和；
所述动力腔位于壳体内部，所述动力腔为封闭腔，所述动力腔内部安装Z字形传力件，所述Z字形传力件上端设有第一磁铁，所述Z字形传力件下端设有若干个磁铁，所述动力腔还设有直线电机，所述Z字形传力件下端与所述直线电机对应，所述直线电机与所述Z字形传力件下端不连接，所述直线电机下端设有控制器，所述控制器内部安装有电池以及控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种电磁井下安全阀，其特征在于：所述第一磁铁可为永磁铁或电磁体的任意一种，所述永磁铁或电磁体至少为一个。
3.根据权利要求1所述的一种电磁井下安全阀，其特征在于：所述磁性组件可为永磁铁或电磁体的任意一种，所述永磁铁或电磁体至少为一个。
4.根据权利要求1所述的一种电磁井下安全阀，其特征在于：所述直线电机有线圈及定子组成。
5.根据权利要求4所述的一种电磁井下安全阀，其特征在于：所述线圈数量与所述磁铁数量相匹配。
6.根据权利要求1所述的一种电磁井下安全阀，其特征在于：所述第一磁铁与所述磁性组件形成磁力联轴器。
7.根据权利要求1所述的一种电磁井下安全阀，其特征在于：所述控制器内部还安装有无线接收系统，可进行无线控制开关。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106246137A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-12-21 | 中国海洋石油总公司 | 一种磁力井下安全阀 |
| CN111425164A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-17 | 中国石油大学(华东) | 一种全电驱动的井下安全阀及其数字孪生控制方法与系统 |
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| CN111425164A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-17 | 中国石油大学(华东) | 一种全电驱动的井下安全阀及其数字孪生控制方法与系统 |
| CN111425164B (zh) * | 2020-03-30 | 2021-04-06 | 中国石油大学(华东) | 一种全电驱动的井下安全阀及其数字孪生控制方法与系统 |
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