CN216894330U - 无人值守井口安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田生产井井口技术领域，具体为一种无人值守井口安全控制系统，包括生产管线、井下安全阀、管线安全阀和液压控制系统，管线安全阀和液压控制系统均设于保护腔室内，液压控制系统包括油箱以及连接于油箱输出端的先导控制回路、一号高压控制回路和二号高压控制回路，先导控制回路的输出端连接有易熔塞，一号高压控制回路的输出端与所述管线安全阀连接，二号高压控制回路与所述管线安全阀连接。本装置满足井口安全控制和自身的防破坏和防盗功能，可以在无人值守的条件下实现紧急情况下的油井关闭，实现无人值守情况下的井口安全控制，避免重大安全事故的发生。

Description

无人值守井口安全控制系统

技术领域

本实用新型涉及油田生产井井口技术领域，具体为一种无人值守井口安全控制系统。

背景技术

在油气开采过程中，由于生产井口以及管线超压所引起的油气生产安全事故不在少数。常规的井口安全控制系统一般采用电-液控制，需要提供现场信号监控和电力供应，同时也需要定期进行人员巡检和电气设备维护。一方面油气井口大部分位于偏远地区，电力供应不稳定，存在人员巡检不及时的情况，若发生故障时则会发生不能及时关断阀门的现象，严重时会导致井场重大安全事故；另一方面，由于管线控制系统主要设备的零部件价格昂贵，长期暴露于日晒雨淋下会减少其使用寿命，而且在无人值守的情况下很容易发生盗窃案件，由于盗窃引发的安全事故和财产损失也时有发生。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种既安全又防盗防破坏的无人值守井口安全控制系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：无人值守井口安全控制系统，包括生产管线、通过法兰设于生产管线上的井下安全阀和管线安全阀，以及，用于控制井下安全阀和管线安全阀的液压控制系统；所述管线安全阀和液压控制系统均设于保护腔室内；所述液压控制系统包括油箱以及连接于油箱输出端的先导控制回路、一号高压控制回路和二号高压控制回路；所述先导控制回路的输出端连接有易熔塞；所述一号高压控制回路的输出端与所述管线安全阀连接；所述二号高压控制回路与所述管线安全阀连接。

进一步地，所述一号高压控制回路和二号高压控制回路并联于油箱的输出端，所述先导控制回路与所述一号高压控制回路相并联；所述先导控制回路上设有先导控制回路溢流阀、紧急关断阀、液压先导阀和高低压先导阀；所述液压先导阀的出油端分别与所述一号高压回路与所述二号高压回路相连通；所述高低压导阀与生产管线相连通。

进一步地，所述一号高压控制回路和所述二号高压控制回路上均设有手动液压泵，且所述先导控制回路并联于一号高压控制回路上的所述手动液压泵的出油端一侧。

进一步地，所述一号高压控制回路与所述二号高压控制回路上均设有高压控制回路溢流阀；所述高压控制回路溢流阀设于手动液压泵的输出端与所述液压先导阀的输出端之间。

进一步地，所述先导控制回路、一号高压控制回路和二号高压控制回路上均设有蓄能器，所述蓄能器设于手动液压泵的输出端与所述液压先导阀的输出端之间。

进一步地，所述保护腔室包括撬装基座和防盗外壳，所述撬装基座与所述防盗外壳的内部分别设有翻边，且两段所述翻边之间通过螺栓和螺母固定；所述管线安全阀设于所述撬装基座上，所述液压控制系统设于所述管线安全阀的顶部。

作为优化，用于将管线安全阀和所述生产管线相连接的法兰也设于所述保护腔室内部。

作为优化，所述高低压导阀与所述生产管线之间、所述一号高压控制回路与所述管线安全阀之间、所述二号高压控制回路与所述井下安全阀之间均通过不锈钢管线相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型整体结构紧凑，通过先导控制回路、一号高压控制回路和二号高压控制回路的共同配合，在遇火灾、管线超压或泄压或其他紧急情况下均可实现自动关井或手动关井，切断管线安全阀和井下安全阀，确保井场安全，避免重大安全事故的发生；将液压控制系统及管线安全阀包覆与保护腔室内，可延长其使用寿命，并防止被盗窃；本装置很好地满足了井口安全控制和自身的防破坏和防盗功能，可以在无人值守的条件下实现紧急情况下的油井关闭，实现无人值守情况下的井口安全控制。

附图说明

图1为本实用新型现场安装布局的结构示意图；

图2为液压控制系统的控制结构示意图；

图3为拆除保护腔室后的液压控制系统的轴侧结构示意图；

图4为拆除保护腔室后的液压控制系统的上视结构示意图；

图5为保护腔室的轴侧结构示意图；

图6为保护腔室内部的局部结构示意图。

其中，101、生产井口和采油树，102、井下安全阀，103、管线安全阀，104、易熔塞，105、液压控制系统；

201、撬装基座，202、防盗外壳；

401、紧急关断阀，402、先导控制回路蓄能器，403、二号高压控制回路蓄能器，404、一号高压控制回路蓄能器，405、先导控制回路溢流阀，406、高压控制回路溢流阀，407、液压先导阀，408、二号手动液压泵，409、一号手动液压泵，410、油箱；

501、高低压先导阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型所提供的一种无人值守井口安全控制系统，包括生产井口和采油树101和液压控制系统105。生产井口采油树101上连通有生产管线，在生产管线上通过法兰连通有井下安全阀102和管线安全阀103，两者的型号均为液压控制式常闭阀。当两者均处于开启状态时，生产管线才能维持正常工作状态，进行通气生产。液压控制系统105与井下安全阀102和管线安全阀103相连通，从而为两者提供动力和预设压力，控制井下安全阀102和管线安全阀103打开或关闭。

为了确保位于地面上的液压控制系统105不被破坏及丢失，管线安全阀103和液压控制系统105均被安装于一个保护腔室内，该保护腔室包括一个撬装基座201和一个防盗外壳202，管线安全阀103设于该撬装基座201上，整个液压控制系统105整体固定在管线安全阀103的顶部，防盗外壳202将管线安全阀103和液压控制系统105整体包覆。撬装基座201与防盗外壳202的内侧相接的部位分别设有翻边，且两个翻边之前通过螺栓和螺母实现固定。

用于实现生产管线与管线安全阀103连接的法兰也位于此保护腔室内，防止无关人员将整个系统于生产管线上拆下。

液压控制系统105包括用于储存介质液压油的油箱410，与油箱410相连通的先导控制回路601、一号高压控制回路602和二号高压回路控制603。一号高压控制回路602和二号高压控制回路603并联于油箱410的出油端，先导控制回路601与一号高压控制回路602并联设置，油箱410内的介质液压油可被泵送至先导控制回路601、一号高压控制回路602和二号高压控制回路603内，且先导控制回路601、一号高压控制回路602和二号高压控制回路603内的液压油也可回流至油箱410内。

先导控制回路601的输出端连接有一个易熔塞104，易熔塞104安装在生产井口和采油树101使用现场。一号高压控制回路602的输出端通过不锈钢管线与管线安全阀103相连通。二号高压控制回路603的输出端通过不锈钢管线与井下安全阀102相连通。由此，便可通过此液压控制系统105控制整个生产管线的工作状态。

在一号高压控制回路602和二号高压控制回路603上分别设有一个手动液压泵，连通于一号高压控制回路602上的手动液压泵为一号手动液压泵409，连通于二号高压控制回路603上的手动液压泵为二号手动液压泵408，两者的进油端均与油箱410的出油端相连通。先导高压控制回路601连通于一号手动液压泵409的出油端侧，以实现先导控制回路601与一号高压控制回路602的并联。

在先导控制回路601上依次连接有紧急关断阀410、液压先导阀407以及高低压先导阀501。紧急关断阀410可在井场面临紧急情况下，手动关断以将先导控制回路601关闭。液压先导阀407为两个，两个液压先导阀407的出油端分别连接于一号高压控制回路602和二号高压控制回路603上，以便根据先导控制回路601内不同的液压情况对一号高压控制回路602和二号高压控制回路603实现导通或关闭，控制一号高压控制回路602和二号高压控制回路603与油箱410连通。高低压先导阀501的出油端与生产管线通过不锈钢管线相连通，在生产管线压力超过设定范围时，高低压先导阀501可控制先导控制回路601内的液压油泄放回油箱410中。

先导控制回路601、高压控制回路602和二号高压控制回路603上还均连接有溢流阀，溢流阀连接手动液压泵的出油端与液压先导阀407的输出端之间，用于在超压时实现及时的泄压，将介质液压油排出，在实际情况下，排出的介质液压油可重新排回至油箱401内，以确保整个生产管线的安全。位于先导控制回路601上的溢流阀为先导控制回路溢流阀405，位于一号高压控制回路602和二号高压控制回路603上的溢流阀为高压控制回路溢流阀406。

在先导控制回路601、一号高压控制回路602以及二号高压控制回路603上还均连通有蓄能器，蓄能器冲压后用于确保和维持整个液压控制系统的压力稳定，并吸收压力脉动，减少压力冲击。位于先导控制回路601上的蓄能器为先导控制回路蓄能器402，位于一号高压控制回路602上的为一号高压控制回路蓄能器404，位于二号高压控制回路603上的为二号高压控制回路蓄能器403。

本实用新型所提供的一种无人值守井口安全控制系统，在进行开井作业时，通过摇动二号手动液压泵409的手柄为先导控制回路601打压，建立先导控制压力，通过先导控制压力控制液压先导阀407接通一号高压控制回路602和二号高压控制回路603，实现导通，同时为先导回路蓄能器402补充压力。继续摇动二号手动液压泵409的手柄，以便打开管线安全阀103，同时为一号高压控制回路蓄能器404充压。随后，摇动一号手动液压泵408的手柄，打开井下安全阀102，同时为二号高压控制回路蓄能器403充压，通过以上操作实现井下安全阀102和管线安全阀103的开启，从而实现开井作业。

当现场发生火灾事故时，连接在先导控制回路601上的易熔塞104由于现场高温而融化，先导控制回路601内的介质液压油通过易熔塞104的管线排放，先导压力降为无压力，于是，液压先导阀407在失去先导控制回路601的液压控制后会断开一号高压控制回路602和二号高压控制回路603，使得高压控制回路602和二号高压控制回路603与控制系统油箱410连通，并将一号高压控制回路602和二号高压控制回路603内的介质液压油排入到油箱410内，随后，井下安全阀102和管线安全阀103由于失去液压控制而自动关闭，从而实现关井作业，停止油气开采，保证安全生产。

当生产管线压力超过设定范围时，先导控制回路601上的高低压导阀501控制先导控制回路601内的介质液压油泄放回油箱410中，先导压力降为无压力。液压先导阀407在失去先导控制回路601的液压控制后，会断开一号高压控制回路602和二号高压控制回路603，液压先导阀407控制一号高压控制回路602和二号高压控制回路603与油箱410连通，使得一号高压控制回路602和二号高压控制回路603内的液压油排入到油箱410内，随后，井下安全阀102和管线安全阀103由于失去液压控制而关闭，从而实现关井作业，停止油气开采，保证安全生产。

当手动紧急关井时，手动按下先导控制回路上的紧急关断阀401，紧急关断阀401控制先导控制回路601内的介质液压油泄放回油箱410中，先导压力降为无压力，液压先导阀407在失去先导控制回路601的液压控制后会断开一号高压控制回路602和二号高压控制回路603，液压先导阀407控制高压控制回路602和二号高压控制回路603与油箱410连通，使得一号高压控制回路602和二号高压控制回路603内的介质液压油排入到油箱410，随后，井下安全阀102和管线安全阀103由于失去液压控制而关闭，从而实现关井作业，停止油气开采，保证安全生产。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.无人值守井口安全控制系统，其特征在于：包括生产管线、通过法兰设于生产管线上的井下安全阀和管线安全阀，以及，用于控制井下安全阀和管线安全阀的液压控制系统；所述管线安全阀和液压控制系统均设于保护腔室内；所述液压控制系统包括油箱以及连接于油箱输出端的先导控制回路、一号高压控制回路和二号高压控制回路；所述先导控制回路的输出端连接有易熔塞；所述一号高压控制回路的输出端与所述管线安全阀连接；所述二号高压控制回路与所述管线安全阀连接。

2.根据权利要求1所述的无人值守井口安全控制系统，其特征在于：所述一号高压控制回路和二号高压控制回路并联于油箱的输出端，所述先导控制回路与所述一号高压控制回路相并联；所述先导控制回路上设有先导控制回路溢流阀、紧急关断阀、液压先导阀和高低压先导阀；所述液压先导阀的出油端分别与所述一号高压回路与所述二号高压回路相连通；所述高低压导阀与生产管线相连通。

3.根据权利要求2所述的无人值守井口安全控制系统，其特征在于：所述一号高压控制回路和所述二号高压控制回路上均设有手动液压泵，且所述先导控制回路并联于一号高压控制回路上的所述手动液压泵的出油端一侧。

4.根据权利要求3所述的无人值守井口安全控制系统，其特征在于：所述一号高压控制回路与所述二号高压控制回路上均设有高压控制回路溢流阀；所述高压控制回路溢流阀设于手动液压泵的输出端与所述液压先导阀的输出端之间。

5.根据权利要求3所述的无人值守井口安全控制系统，其特征在于：所述先导控制回路、一号高压控制回路和二号高压控制回路上均设有蓄能器，所述蓄能器设于手动液压泵的输出端与所述液压先导阀的输出端之间。

6.根据权利要求1所述的无人值守井口安全控制系统，其特征在于：所述保护腔室包括撬装基座和防盗外壳，所述撬装基座与所述防盗外壳的内部分别设有翻边，且两段所述翻边之间通过螺栓和螺母固定；所述管线安全阀设于所述撬装基座上，所述液压控制系统设于所述管线安全阀的顶部。

7.根据权利要求6所述的无人值守井口安全控制系统，其特征在于：用于将管线安全阀和所述生产管线相连接的法兰也设于所述保护腔室内部。

8.根据权利要求2所述的无人值守井口安全控制系统，其特征在于：所述高低压导阀与所述生产管线之间、所述一号高压控制回路与所述管线安全阀之间、所述二号高压控制回路与所述井下安全阀之间均通过不锈钢管线相连接。

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