CN208122824U - 一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，包含液控系统及对液控系统中的超驰电磁阀进行防雷保护的电控系统；所述液控系统包含：油箱储油模块、手动泵动力模块、先导控制模块、执行模块、功能模块。本实用新型采用控制超驰电磁阀的开关，实现远程超驰功能，可达到检修过程中不影响生产的功能；又可以避免在机械超驰状态下，发生事故需要关闭井口安全阀，而无法关闭井口安全阀，造成井口重大的安全事故的风险；又可以实现超驰状态的实时显示，便于对超驰的记录，增加超驰作业安全的监控管理；实现远程超驰，不需要操作人员进入采气或采油现场进行超驰，降低操作人员的安全风险。

Description

一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘

技术领域

本实用新型涉及一种采气或采油井口的井口控制盘，特别涉及带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘。

背景技术

井口控制盘是当前采气或采油过程中必备的一种安全控制设备，早期的采气或采油是通过井口安全阀和压力传感器来进行控制，由于这些设备的可靠性差、无法调校或调校精度低，不能有效地保护采气或采油井口设备的安全，事故仍然不断的发生。在1960年后的十年中，美国墨西哥湾的天然气气藏的开采速度加快，采油和采气公司和美国政府认识到必须尽快设计和使用更可靠的井口控制盘。

在七十年代初期，美国地质勘探局（USGS）依据API-RP-14C制定了相应的法规，要求所有的采气或采油必须遵循14C，14C定义了海上平台安全系统的最低要求，14C的目的是采用多级保护的手段来预防天然气泄漏事故；14C中规定当压力异常（超高或超低）、井口温度异常（超高）时均能快速地关断采气或采油井口。

随着感应仪器的增加，工业的快速发展，对天然气或原油的需求增加，要求采气或采油不能停产或尽量短时间的停产；在实现采气或采油过程中，为了保证采气或采油的安全，需要定期对生产管线上仪器仪表进行校定、检修，在校定、检修过程中需要对采气或采油井口进行超驰，目前国内外超驰均采用机械超驰，机械超驰阶段，如果采气或采油的参数发生异常时，需要快速关断采气或采油井口，但井口安全阀处于机械超驰状态，不能快速的关断采气或采油井口，导致事故的发生；机械超驰需要现场进行，增加了人员的安全的风险；机械超驰不能直观地判定是否处在超驰状态等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，避免机械超驰状态下不能快速关断采气或采油井口的问题：本实用新型可以降低操作人员安全的风险，还可以直观地判断超驰状态。

本实用新型提供一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其包含液控系统，以及对液控系统中的远程超驰电磁阀进行防雷保护的电控系统；

所述液控系统进一步包含：

油箱储油模块，其存储并输出所述井口控制盘需要的液压油；

手动泵动力模块，其输入端连接所述油箱储油模块的输出端，接收所述油箱储油模块输出的液压油；所述手动泵动力模块设置有手动泵，对液压油进行增压来产生高压液压油；

先导控制模块，其输入端连接所述手动泵动力模块的其中一个输出端，接收所述手动泵动力模块输出的高压液压油进行减压，来产生先导驱动所需的低压液压油；

功能模块，其感应端连接至现场生产管线上；所述功能模块的输入端连接所述先导控制模块的输出端，接收所述先导控制模块输出的低压液压油来产生实现相应功能所需的液压能；

执行模块，其输入端连接所述手动泵动力模块的另一个输出端，接收手动泵动力模块输出的高压液压油来产生驱动井口安全阀所需的液压能；所述执行模块的输出端连接至井口安全阀的液压驱动端口；所述执行模块的控制端连接所述功能模块，接收所述功能模块产生的液压能以控制该执行模块的动作；所述执行模块设有远程超驰电磁阀。

优选地，所述油箱储油模块包含油箱；加油过滤器、呼吸阀、液位显示仪通过螺栓或螺钉固定在所述油箱上；球阀通过不锈钢钢管连接所述油箱；所述球阀还通过不锈钢钢管连接过滤器，进而连接所述手动泵动力模块的输入端。

优选地，所述手动泵动力模块的手动泵通过不锈钢钢管连接所述油箱储油模块的输出端，该手动泵还通过不锈钢钢管连接单向阀，该单向阀通过一路不锈钢钢管连接至先导控制模块的输入端，还通过另一路不锈钢钢管连接蓄能器隔离阀及系统泄放阀、第一安全阀、指示系统压力的第一压力表、所述执行模块的输入端；所述蓄能器隔离阀还与蓄能器连接。

优选地，所述先导控制模块包含通过不锈钢钢管连接的减压阀、第二安全阀、节流阀；所述减压阀通过不锈钢钢管连接所述单向阀，所述节流阀连接至所述功能模块的输入端。

优选地，所述功能模块包含通过不锈钢钢管连接的手动中继阀、ESD阀、高导阀、低导阀、易熔塞、远程关井电磁阀；所述远程关井电磁阀还连接至所述手动中继阀；所述手动中继阀通过不锈钢钢管与所述节流阀连接；所述ESD阀处连接有指示功能模块压力的第二压力表，该ESD阀还连接至所述执行模块的控制端。

优选地，所述执行模块包含通过不锈钢钢管依次连接的液压控制器、指示井口安全阀驱动压力的第三压力表、远程超驰电磁阀、快速泄放阀；所述液压控制器与所述功能模块的ESD阀连接；所述快速泄放阀之后依次设置有井口安全阀、采气或采油井口节流阀、高低压导阀根部阀，所述高低压导阀根部阀分别连接所述功能模块中的高导阀、低导阀。

优选地，中央控制室的数据采集与监视控制系统通过传输直流24V电源的铠装电缆与防雷电路连接，所述防雷电路的两个浪涌保护器通过铠装电缆分别与远程关井电磁阀及远程超驰电磁阀连接。

优选地，所述减压阀、手动中继阀及ESD阀的操作装置，所述第一压力表、第二压力表、第三压力表的显示装置，分别位于井口控制盘的机柜的操作面板上。

本实用新型所述一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，和现有技术的井口控制盘相比，其优点在于：本实用新型通过增加超驰电磁阀，合理选择低功耗、常开型的超驰电磁阀，同时优化内部电路设计及液压系统设计，使系统在采气或采油过程中，超驰阶段也可快速的关断采气或采油井口安全阀，降低超驰状态的安全风险；超驰更能直观地在中央控制室SCADA系统的操作界面上显示超驰状态，并记录超驰状态变化的时间，便于对超驰的管理；本实用新型涉及的超驰装置为远程超驰，与常规机械超驰相比，降低了操作人员进入采气或采油井场的作业风险。

附图说明

图1为本实用新型一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘的原理示意图；

图2 为本实用新型一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘的防雷电路的电气原理图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本实用新型的实施例。

如图1所示，本实用新型提供一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，该控制盘包含液控系统，以及对液控系统中的远程超驰电磁阀进行防雷保护的电控系统。

其中液控系统包含：油箱储油模块、手动泵动力模块、先导控制模块、功能模块、执行模块。

油箱储油模块用于存储并输出适合本系统所需要的液压油，包含加油过滤器1、油箱2、呼吸阀29、液位显示仪3、球阀4.1和4.2、过滤器5。加油过滤器1通过螺钉安装在油箱2顶面，呼吸阀29通过螺纹连接安装在油箱2顶面，液位显示仪3通过螺栓连接安装在油箱2的正面，球阀4.1和4.2输入端通过不锈钢钢管分别连接至油箱2底面，过滤器5输入端通过不锈钢钢管连接至球阀4.1，过滤器5输出端通过不锈钢钢管连接至手动泵动力模块中的手动泵6输入端。

手动泵动力模块输入端通过不锈钢钢管与油箱储油模块的输出端连接，接收到液压油，并将其进行增压到系统所需的压力。手动泵动力模块包含依次设置的手动泵6、单向阀7、蓄能器隔离阀8.1及系统泄放阀8.2、安全阀9、压力表10；蓄能器隔离阀8.1还与蓄能器27连接。这些元器件均以不锈钢钢管连接。

先导控制模块输入端通过不锈钢钢管连接手动泵动力模块，接收手动泵模块输出的高压液压油，并经减压至功能模块所需的低压液压油。先导控制模块包含依次设置的减压阀28、安全阀26、节流阀25。

功能模块输入端通过不锈钢钢管连接先导控制模块中的节流阀25，输出端通过不锈钢钢管连接执行模块中的液压控制器11，感应端通过螺纹连接至生产管线上。功能模块包含：手动中继阀24、压力表23、高导阀19、低导阀20、易熔塞21、远程关井电磁阀22；所述远程关井电磁阀22接回到所述手动中继阀24，所述压力表23的接入点处还连接有功能模块的ESD阀12，所述ESD阀12还连接到执行模块中的液压控制器11。

执行模块输入端通过不锈钢钢管与手动泵动力模块输出端连接，输出端通过螺纹与采气或采油井口安全阀连接。执行模块包含依次设置的液压控制器11、压力表13、远程超驰电磁阀14、快速泄放阀15。所述快速泄放阀15之后的管路依次设置井口安全阀16、采气或采油井口节流阀17、高低压导阀根部阀18，所述高低压导阀根部阀18分别连接功能模块中的高导阀19、低导阀20。

如图2所示，中央控制室SCADA（数据采集与监视控制系统）系统为采气或采油井场控制系统，通过中央控制室SCADA系统输出DC24V电源经过铠装电缆与防雷电路连接，防雷电路采用浪涌保护器进行防雷保护，防雷电器通过铠装电缆分别与远程关井电磁阀与远程超驰电磁阀连接。当需要远程关井时，只需要将远程关井电磁阀的DC24V电源切断即可；当需要远程超驰时，只需要将远程超驰电磁阀的DC24V电源接通即可。

以下为本实用新型井口控制盘的操作说明：

本设备操作简单，易于维护，安全可靠，故障率极低，适合巡检周期要求长的井场使用。本设备的机柜291的操作面板只有3个操作元器件，3个压力指示表，分别对应于图1中的减压阀28、手动中继阀24及ESD阀12，压力表对应于图1中用于系统压力指示的压力表10、功能模块的压力表23、用于井口安全阀驱动压力指示的压力表13；远程信号分别为远程关井电磁阀信号和远程超驰电磁阀信号。

开井操作，确定无远程关井命令，操作人员打开进油的球阀4.1；再摇动手动泵6手柄；对系统进行增压至系统最高压力；再手动操作机柜291面板上的手动中继阀24手柄，并锁死手柄；调节机柜291面板上的减压阀28至需要压力；等待一段时间后；当压力表10与压力表13显示数值相同时，此时井口安全阀打开，操作人员需要调节采气或采油井口节流阀17，使得生产压力、流量满足生产需求。当生产管线压力达到生产需求后，打开安装在生产管线上的高低压导阀根部阀18，手动中继阀24锁梢起跳。此时开井结束。

关井操作，关井共有就地关井、ESD关井、远程关井、火灾关井、生产管线压力超高关井、生产管线压力超低关井几种。

远程超驰的开启操作，中央控制室SCADA系统对远程超驰电磁阀供给DC24V电，远程超驰电磁阀14得电后，远程超驰电磁阀14关闭，将远程超驰电磁阀14至井口安全阀16驱动端的液压切断。井口安全阀16一直维持在打开状态。

远程超驰的取消操作，在取消远程超驰前，必须确定井口控制盘处于开井状态，若处于关井状态，取消远程超驰后将关闭采气井口；中央控制室SCADA系统对远程超驰电磁阀切断DC24V电源，远程超驰电磁阀14失电后，远程超驰电磁阀14打开，将远程超驰电磁阀14至井口安全阀16驱动端的液压导通。井口安全阀16进入井口控制盘控制。

远程超驰状态下远程关断采气井口的操作，在远程超驰状态下，中央控制室SCADA系统将远程关井电磁阀、远程超驰电磁阀同时切断DC24V电源，远程超驰电磁阀14失电后，远程超驰电磁阀14打开，将远程超驰电磁阀14至井口安全阀16驱动端的液压导通；远程关井电磁阀失电，功能模块中的液压能全部泄放，液压控制器11驱动端口无液压能，液压控制器11动作，将液压控制器11至快速泄放阀15液压能全部泄放，快速泄放阀15动作，将快速泄放阀15至井口安全阀16驱动端的液压能快速的泄放，井口安全阀16驱动端无液压能，井口安全阀16快速地关闭，采气井口关断。

远程超驰状态的显示与记录的操作，在中央控制室SCADA系统的操作界面上增加一个超驰电磁阀状态显示的指示灯，当进入远程超驰状态时，SCADA系统记录进入远程超驰状态的时间点，超驰电磁阀状态显示指示灯点亮；提示操作人员，井口控制盘处于远程超驰状态。当需要解除超驰状态时，SCADA系统记录解除远程超驰状态的时间点，超驰电磁阀状态显示指示灯熄灭。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，包含液控系统，以及对液控系统中的远程超驰电磁阀进行防雷保护的电控系统；

所述液控系统进一步包含：

油箱储油模块，其存储并输出所述井口控制盘需要的液压油；

手动泵动力模块，其输入端连接所述油箱储油模块的输出端，接收所述油箱储油模块输出的液压油；所述手动泵动力模块设置有手动泵，对液压油进行增压来产生高压液压油；

先导控制模块，其输入端连接所述手动泵动力模块的其中一个输出端，接收所述手动泵动力模块输出的高压液压油进行减压，来产生先导驱动所需的低压液压油；

功能模块，其感应端连接至现场生产管线上；所述功能模块的输入端连接所述先导控制模块的输出端，接收所述先导控制模块输出的低压液压油来产生实现相应功能所需的液压能；

执行模块，其输入端连接所述手动泵动力模块的另一个输出端，接收手动泵动力模块输出的高压液压油来产生驱动井口安全阀所需的液压能；所述执行模块的输出端连接至井口安全阀的液压驱动端口；所述执行模块的控制端连接所述功能模块，接收所述功能模块产生的液压能以控制该执行模块的动作；所述执行模块设有远程超驰电磁阀。

2.如权利要求1所述带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，所述油箱储油模块包含油箱（2）；加油过滤器（1）、呼吸阀（29）、液位显示仪（3）通过螺栓或螺钉固定在所述油箱（2）上；球阀（4.1）通过不锈钢钢管连接所述油箱（2）；所述球阀（4.1）还通过不锈钢钢管连接过滤器（5），进而连接所述手动泵动力模块的输入端。

3.如权利要求1所述带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，所述手动泵动力模块的手动泵（6）通过不锈钢钢管连接所述油箱储油模块的输出端，该手动泵（6）还通过不锈钢钢管连接单向阀（7），该单向阀（7）通过一路不锈钢钢管连接至先导控制模块的输入端，还通过另一路不锈钢钢管连接蓄能器隔离阀（8.1）及系统泄放阀（8.2）、第一安全阀（9）、指示系统压力的第一压力表（10）、所述执行模块的输入端；所述蓄能器隔离阀（8.1）还与蓄能器（27）连接。

4.如权利要求3所述带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，所述先导控制模块包含通过不锈钢钢管连接的减压阀（28）、第二安全阀（26）、节流阀（25）；所述减压阀（28）通过不锈钢钢管连接所述单向阀（7），所述节流阀（25）连接至所述功能模块的输入端。

5.如权利要求4所述带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，所述功能模块包含通过不锈钢钢管连接的手动中继阀（24）、ESD阀（12）、高导阀（19）、低导阀（20）、易熔塞（21）、远程关井电磁阀（22）；所述远程关井电磁阀（22）还连接至所述手动中继阀（24）；所述手动中继阀（24）通过不锈钢钢管与所述节流阀（25）连接；所述ESD阀（12）处连接有指示功能模块压力的第二压力表（23），该ESD阀（12）还连接至所述执行模块的控制端。

6.如权利要求5所述带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，所述执行模块包含通过不锈钢钢管依次连接的液压控制器（11）、指示井口安全阀驱动压力的第三压力表（13）、远程超驰电磁阀（14）、快速泄放阀（15）；所述液压控制器（11）与所述功能模块的ESD阀（12）连接；所述快速泄放阀（15）之后依次设置有井口安全阀（16）、采气或采油井口节流阀（17）、高低压导阀根部阀（18），所述高低压导阀根部阀（18）分别连接所述功能模块中的高导阀（19）、低导阀（20）。

7.如权利要求6所述带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，中央控制室的数据采集与监视控制系统通过传输直流24V电源的铠装电缆与防雷电路连接，所述防雷电路的两个浪涌保护器通过铠装电缆分别与远程关井电磁阀（22）及远程超驰电磁阀（14）连接。

8.如权利要求6所述带远程超驰装置的采气或采油的井口控制盘，其特征在于，所述减压阀（28）、手动中继阀（24）及ESD阀（12）的操作装置，所述第一压力表（10）、第二压力表（23）、第三压力表（13）的显示装置，分别位于井口控制盘的机柜（291）的操作面板上。