CN218816322U - 一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，包含：主蓄能器组、剪切蓄能器组、管汇控制回路、剪切回路；所述主蓄能器组与所述管汇控制回路连接，所述管汇控制回路和所述剪切蓄能器组与剪切回路连接，所述剪切回路与剪切闸板防喷器连接，控制所述剪切闸板防喷器中的剪切闸板可以在0‑14MPa之间、21MPa和31.5MPa‑42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，实现剪切闸板防喷器在不同压力等级下的完成剪切闸板的操作功能。本实用新型通过对剪切闸板防喷器关闭油路进行优化，实现剪切闸板防喷器在不同压力等级下的操作功能。

Description

一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置

技术领域

本实用新型涉及石油天然气井控技术领域，具体涉及一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置。

背景技术

剪切闸板防喷器作为钻井作业过程中紧急状况时的关井设备，其操作的快速可靠对于钻井安全极为重要。由于剪切闸板防喷器在剪钻杆过程时需要的操作压力较高，常规的防喷器控制装置中控制所有闸板防喷器的关闭回路均采用同一操作压力。目前国内生产的常规防喷器控制系统配置21MPa的主蓄能器组，在实际完成剪切操作中通常都需要通过泵系统补压才能完成剪切操作，这种方式完成剪切操作的时间较长，在紧急状况时如果泵系统出现故障则可能会导致钻杆不能剪断而不能关井，存在井控安全风险，并且较高的操作压力会影响其他闸板防喷器的闸板密封，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是现有常规防喷器控制系统配置21MPa的主蓄能器组所存在的上述不足之处而提供一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其使用主蓄能器组、剪切蓄能器组、管汇控制回路和剪切回路对剪切闸板防喷器关闭油路进行优化，实现剪切闸板防喷器在不同压力等级下的操作功能。

为实现上述发明目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，包含：主蓄能器组、剪切蓄能器组、管汇控制回路、剪切回路；所述主蓄能器组与所述管汇控制回路连接，所述管汇控制回路和所述剪切蓄能器组与剪切回路连接，所述剪切回路与剪切闸板防喷器连接，控制所述剪切闸板防喷器中的剪切闸板可以在0-14MPa之间、21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，实现剪切闸板防喷器在不同压力等级下的完成剪切闸板的操作功能。

本实用新型的一个优选实施例中，所述主蓄能器组包括低压蓄能单元、低压溢流单元、低压气源控制单元和低压液气控制单元，所述低压蓄能单元的液体出口、低压液气控制单元的液体出口与低压溢流单元的液体入口并接在一起后与所述管汇控制回路的液体入口连接，所述低压溢流单元的液体出口与油箱连接；所述低压气源控制单元的气体入口分别通过第一单向阀与管汇控制回路的气体出口连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述低压蓄能单元包括若干条并联的低压蓄能支路，每一低压蓄能支路包含一低压蓄能支路管道、若干并联在所述低压蓄能支路管道上的低压蓄能器和一串联在所述低压蓄能支路管道上的低压蓄能器组开关阀，所述低压蓄能器组开关阀位于所述低压蓄能支路管道的出口处，所有低压蓄能器组开关阀的出口构成所述低压蓄能单元的液体出口。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述低压溢流单元包括一低压溢流阀，所述低压溢流阀的液体入口与所述低压蓄能单元的液体出口和低压液气控制单元的液体出口并接，所述低压溢流阀的液体出口与油箱连接，所述低压溢流阀用于限制主蓄能器组最高压力为21MPa，低压溢流阀的调压范围为0MPa到14MPa。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述低压气源控制单元包括低压气源三联件和第一截止阀，所述第一截止阀的气体出口进行排气，所述第一截止阀的气体入口与所述低压气源三联件的气体出口连接，所述低压气源三联件的气体入口与所述第一单向阀的气体出口连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述低压液气控制单元包括第一球阀、第一过滤器、低压电动泵、低压电动泵压力控制器、第三单向阀、第二截止阀、第三截止阀、第二球阀、第三球阀、第二过滤器、第三过滤器、第一低压气动泵、第二低压气动泵、第四单向阀、第五单向阀、低压液气开关、第四截止阀；第一球阀的液体入口、第二球阀的液体入口和第三球阀的液体入口与油箱连接，第一球阀的液体出口与第一过滤器的液体入口连接，第一过滤器的液体出口与所述低压电动泵的液体入口连接，所述低压电动泵的液体出口与第三单向阀的液体入口连接，所述低压电动泵压力控制器的液体压力反馈端与所述第三单向阀的液体出口连接，所述低压电动泵压力控制器的电信号与所述低压电动泵中的电机连接，用以控制所述低压电动泵中的电机运行；所述第二球阀的液体出口与第二过滤器的液体入口连接，所述第二过滤器的液体出口与所述第一低压气动泵的液体入口连接，所述第一低压气动泵的气体入口与所述第二截止阀的气体出口连接，所述第一低压气动泵的液体出口与第四单向阀的液体入口连接；所述第三球阀的液体出口与第三过滤器的液体入口连接，所述第三过滤器的液体出口与所述第二低压气动泵的液体入口连接，所述第二低压气动泵的气体入口与所述第三截止阀的气体出口连接，所述第二低压气动泵的液体出口与第五单向阀的液体入口连接；所述第三单向阀的液体出口、第四单向阀的液体出口、第五单向阀的液体出口、低压液气开关的液体出口并接形成所述低压液气控制单元的液体出口，所述低压液气开关的液体入口与油箱连接，所述低压液气开关的气体出口和所述第四截止阀的气体出口与所述第二截止阀的气体入口和所述第三截止阀的气体入口连接，所述低压液气开关的气体入口、所述第四截止阀的气体入口和低压气源三联件的气体入口与所述第一单向阀的气体出口连接；所述低压电动泵和第一低压气动泵、第二低压气动泵为主蓄能器组中的低压蓄能器充压，低压电动泵压力控制器用于控制低压电动泵的启停，低压液气开关用于控制低压气动泵的启停。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述剪切蓄能器组包括高压蓄能单元、高压溢流单元、高压气源控制单元和高压液气控制单元，所述高压蓄能单元的液体出口、高压液气控制单元的液体出口与高压溢流单元的液体入口并接在一起后与所述剪切回路的液体入口连接，所述高压溢流单元的液体出口与油箱连接；所述高压气源控制单元的气体入口构成所述剪切蓄能器组的气体入口。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述高压蓄能单元包括若干条并联的高压蓄能支路，每一高压蓄能支路包含一高压蓄能支路管道、若干并联在所述高压蓄能支路管道上的高压蓄能器和一串联在所述高压蓄能支路管道上的高压蓄能器组开关阀，所述高压蓄能器组开关阀位于所述高压蓄能支路管道的出口处，所有高压蓄能器组开关阀的出口构成所述高压蓄能单元的液体出口。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述高压溢流单元包括一高压溢流阀，所述高压溢流阀的液体入口与所述高压蓄能单元的液体出口和高压液气控制单元的液体出口并接，所述高压溢流阀的液体出口与油箱连接；所述高压溢流阀用于限制剪切蓄能器组的最高压力；剪切蓄能器组的压力为31.5MPa到42MPa；所述高压溢流阀的调压范围为0MPa到35MPa。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述高压蓄能器的容积计算采用真实气体绝热排放的方式计算，确保剪切蓄能器组储存的高压液压油的容积能满足在不需要泵补压的前提下能够操作剪切闸板防喷器剪断钻杆并关闭剪切闸板。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述高压气源控制单元包括高压气源三联件和第五截止阀，所述第五截止阀的气体出口进行排气，所述第五截止阀的气体入口与所述高压气源三联件的气体出口连接，所述高压气源三联件的气体入口与所述第二单向阀的气体出口连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述高压液气控制单元包括第四球阀、第四过滤器、高压电动泵、高压电动泵压力控制器、第六单向阀、第六截止阀、第七截止阀、第五球阀、第六球阀、第五过滤器、第六过滤器、第一高压气动泵、第二高压气动泵、第七单向阀、第八单向阀、高压液气开关、第八截止阀；第四球阀的液体入口、第五球阀的液体入口和第六球阀的液体入口与油箱连接，第四球阀的液体出口与第四过滤器的液体入口连接，第四过滤器的液体出口与所述高压电动泵的液体入口连接，所述高压电动泵的液体出口与第六单向阀的液体入口连接，所述高压电动泵压力控制器的液体压力反馈端与所述第六单向阀的液体出口连接，所述高压电动泵压力控制器的电信号与所述高压电动泵中的电机连接，用以控制所述高压电动泵中的电机运行；所述第五球阀的液体出口与第五过滤器的液体入口连接，所述第五过滤器的液体出口与所述第一高压气动泵的液体入口连接，所述第一高压气动泵的气体入口与所述第六截止阀的气体出口连接，所述第一高压气动泵的液体出口与第七单向阀的液体入口连接；所述第六球阀的液体出口与第六过滤器的液体入口连接，所述第六过滤器的液体出口与所述第二高压气动泵的液体入口连接，所述第二高压气动泵的气体入口与所述第七截止阀的气体出口连接，所述第二高压气动泵的液体出口与第八单向阀的液体入口连接；所述第六单向阀的液体出口、第七单向阀的液体出口、第八单向阀的液体出口、高压液气开关的液体出口并接形成所述高压液气控制单元的液体出口，所述高压液气开关的液体入口与油箱连接，所述高压液气开关的气体出口和所述第六截止阀的气体出口与所述第七截止阀的气体入口和所述第八截止阀的气体入口连接，所述高压液气开关的气体入口、所述第八截止阀的气体入口、高压气源三联件的气体入口与第二单向阀的气体出口连接；所述高压电动泵和高压气动泵为剪切蓄能器组中的高压蓄能器充压，所述高压电动泵压力控制器用于控制高压电动泵的启停，所述高压液气开关用于控制高压气动泵的启停。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述管汇控制回路包括减压溢流阀、旁通阀、第一电磁换向阀、第一压力表、卸荷阀、第一换向阀、第二电磁换向阀、第二换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、第一梭阀、第二压力表、安全阀、储气罐，所述减压溢流阀的液体入口和旁通阀的一个液体入口构成所述管汇控制回路的液体入口，减压溢流阀的液体出口与所述旁通阀的另一个液体入口连接，所述旁通阀中的控制气路与所述第一电磁换向阀中的控制气路连接；所述旁通阀的液体出口与所述第一压力表、卸荷阀的液体入口、第一换向阀的液体入口、第二换向阀的液体入口连接，所述卸荷阀的液体出口、第一换向阀的卸油口、第二换向阀的卸油口与油箱连接，所述第一换向阀的出油口和回油口以及第二换向阀的出油口和回油口与管汇以及剪切回路的液体入口连接，所述第一换向阀中的控制气路与所述第二电磁换向阀的控制气路连接，用于控制管汇进入半封状态，所述第二换向阀的控制气路与所述第三电磁换向阀的控制气路和所述第一梭阀的控制气路连接，用于控制管汇进入剪切状态；所述储气罐的气体出口与安全阀的气体入口、第二压力表的气体入口、第三电磁换向阀的气体入口、第一单向阀的气体入口和剪切回路的气体入口连接，所述安全阀用于限制储气罐最高压力，所述第二压力表用于观察储气罐的压力；第三电磁换向阀的气体出口与所述第一电磁换向阀和第二电磁换向阀中的控制气路和剪切回路的气体入口连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述剪切回路包括剪切减压溢流阀、第四电磁换向阀、第三压力表、剪切换向转阀、杠杆转轮阀、第二梭阀、三通球阀，所述剪切减压溢流阀的液体入口和所述三通球阀的液体入口构成所述剪切回路的一个液体入口，与所述剪切蓄能器组的液体出口连接，输入高压液体；

所述剪切减压溢流阀的液体出口与所述第三压力表的液体入口、剪切换向转阀的一个液体出口连接，剪切换向转阀的一个液体入口和所述三通球阀的另一个液体入口与所述管汇控制回路中的液体出口连接，输入低压液体；所述三通球阀的液体出口与所述剪切换向转阀的另一个液体入口连接，所述剪切换向转阀与所述杠杆转轮阀、第二梭阀控制连接，所述杠杆转轮阀的气体入口与所述安全阀的气体出口和所述第一单向阀的气体入口连接，所述杠杆转轮阀的气体出口与所述第一梭阀的气体入口连接，所述第二梭阀的气体入口与第三电磁换向阀的气体出口连接；当现场需要出现紧急情况时，可直接关闭剪切换向转阀，通过这种方式连接可保证剪切闸板可以在0-14MPa之间、21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，并且21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力仅作用于剪切闸板关闭油路，不会对管汇控制回路上其他防喷器的开关造成影响。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过改进控制系统的蓄能器组和控制回路，实现剪切闸板可以在0-14MPa之间、21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，实现防喷器控制系统在不同压力等级下的完成剪切闸板的操作功能。

配置主蓄能器组和专用剪切蓄能器组，采用剪切换向转阀联动，可以快速完成钻杆的剪切闸板的关井操作功能。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，包含：主蓄能器组A、剪切蓄能器组B、管汇控制回路C、剪切回路D；主蓄能器组A与管汇控制回路C连接，管汇控制回路C和剪切蓄能器组B与剪切回路D连接，剪切回路D与剪切闸板防喷器连接，控制剪切闸板防喷器中的剪切闸板可以在0-14MPa之间、21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，实现剪切闸板防喷器在不同压力等级下的完成剪切闸板的操作功能。

主蓄能器组A包括低压蓄能单元、低压溢流单元、低压气源控制单元和低压液气控制单元，低压蓄能单元的液体出口、低压液气控制单元的液体出口与低压溢流单元的液体入口并接在一起后与管汇控制回路C的液体入口连接，低压溢流单元的液体出口与油箱连接；低压气源控制单元的气体入口分别通过第一单向阀13a与管汇控制回路c的气体出口连接。在低压蓄能单元的液体出口、低压液气控制单元的液体出口与低压溢流单元的液体入口并接端安装有一压力表14。

低压蓄能单元包括四条并联的低压蓄能支路，每一低压蓄能支路包含一低压蓄能支路管道41、四个并联在低压蓄能支路管道41上的低压蓄能器15和一串联在低压蓄能支路管道41上的低压蓄能器组开关阀39，低压蓄能器组开关阀39位于低压蓄能支路管道41的出口处，所有的低压蓄能器组开关阀39的出口构成低压蓄能单元的液体出口。每个低压蓄能器15的额定工作压力为21MP。

低压溢流单元包括一低压溢流阀23，该低压溢流阀23的液体入口与低压蓄能单元的液体出口和低压液气控制单元的液体出口并接，低压溢流阀23的液体出口与油箱连接，低压溢流阀用于限制主蓄能器组最高压力为21MPa，低压溢流阀的调压范围为0MPa到14MPa。通常设定为10.5MPa。

低压气源控制单元包括低压气源三联件7和截止阀6(前述的第一截止阀)，截止阀6的气体出口进行排气，截止阀7的气体入口与低压气源三联件7的气体出口连接，低压气源三联件7的气体入口与第一单向阀13a的气体出口连接。

低压液气控制单元包括球阀1(前述的第一球阀)、过滤器2(前述的第一过滤器)、低压电动泵3、低压电动泵压力控制器4、单向阀5(前述的第三单向阀)、截止阀6a(前述的第二截止阀)、第三截止阀6b(前述的第三截止阀)、球阀8a(前述的第二球阀)、球阀8b(前述的第三球阀)、过滤器9a(前述的第二过滤器)、过滤器9b(前述的第三过滤器)、低压气动泵10a(前述的第一低压气动泵)、低压气动泵10b(前述的第二低压气动泵)、单向阀11a(前述的第四单向阀)、单向阀11b(前述的第五单向阀)、低压液气开关12、截止阀6c(前述的第四截止阀)。

球阀1的液体入口、88a球阀的液体入口和球阀8b的液体入口与油箱连接。

球阀1的液体出口与过滤器2的液体入口连接，过滤器2的液体出口与低压电动泵3的液体入口连接，低压电动泵3的液体出口与单向阀5的液体入口连接，低压电动泵压力控制器4的液体压力反馈端与单向阀5的液体出口连接，低压电动泵压力控制器4的电信号与低压电动泵3中的电机连接，用以控制低压电动泵中的电机运行。

球阀8a的液体出口与过滤器9a的液体入口连接，过滤器9a的液体出口与低压气动泵10a的液体入口连接，低压气动泵10a的气体入口与截止阀6a的气体出口连接，低压气动泵10a的液体出口与单向阀11a的液体入口连接。

球阀8b的液体出口与过滤器9b的液体入口连接，过滤器9b的液体出口与低压气动泵10b的液体入口连接，低压气动泵10b的气体入口与截止阀6b的气体出口连接，低压气动泵10b的液体出口与单向阀11b的液体入口连接；单向阀5的液体出口、单向阀11a的液体出口、单向阀11b的液体出口、低压液气开关12的液体出口并接形成低压液气控制单元的液体出口，低压液气开关12的液体入口与油箱连接，低压液气开关12的气体出口和截止阀6c的气体出口与截止阀6a的气体入口和截止阀6b的气体入口连接，低压液气开关12的气体入口、截止阀6c的气体入口和低压气源三联件7的气体入口与单向阀13a的气体出口连接；低压电动泵3和低压气动泵10a、10b为主蓄能器组中的低压蓄能器15充压，低压电动泵压力控制器4用于控制低压电动泵3的启停，低压液气开关12用于控制低压气动泵10a、10b的启停。

剪切蓄能器组B包括高压蓄能单元、高压溢流单元、高压气源控制单元和高压液气控制单元，高压蓄能单元的液体出口、高压液气控制单元的液体出口与高压溢流单元的液体入口并接在一起后与剪切回路的液体入口连接，高压溢流单元的液体出口与油箱连接；高压气源控制单元的气体入口构成所述剪切蓄能器组的气体入口。

高压蓄能单元包括两条并联的高压蓄能支路，每一高压蓄能支路包含一高压蓄能支路管道42、三个并联在高压蓄能支路管道42上的高压蓄能器20和一串联在高压蓄能支路管道42上的高压蓄能器组开关阀40，高压蓄能器组开关阀40位于高压蓄能支路管道42的出口处，所有高压蓄能器组开关阀40的出口构成高压蓄能单元的液体出口。高压蓄能器20的容积计算采用真实气体绝热排放的方式计算，确保剪切蓄能器组储存的高压液压油的容积能满足在不需要泵补压的前提下能够操作剪切闸板防喷器剪断钻杆并关闭剪切闸板。蓄能器额定压力为31.5MPa。

高压溢流单元包括一高压溢流阀25，高压溢流阀25的液体入口与高压蓄能单元的液体出口和高压液气控制单元的液体出口并接，高压溢流阀25的液体出口与油箱连接；高压溢流阀25用于限制剪切蓄能器组的最高压力；剪切蓄能器组的压力为31.5MPa到42MPa；高压溢流阀25的调压范围为0MPa到35MPa，不超过34.5MPa。

高压气源控制单元包括高压气源三联件7a和截止阀6d的(前述的第五截止阀)，截止阀6d的气体出口进行排气，截止阀6d的气体入口与高压气源三联件7a的气体出口连接，高压气源三联件7a的气体入口与单向阀13b的气体出口连接。

高压液气控制单元包括球阀1a(前述的第四球阀)、过滤器2a(前述的第四过滤器)、高压电动泵16、高压电动泵压力控制器17、单向阀11c(前述的第六单向阀)、截止阀6d(前述的第六截止阀)、截止阀64(前述的第七截止阀)、球阀8c(前述的第五球阀)、球阀8d(前述的第六球阀)、过滤器9c(前述的第五过滤器)、过滤器9d(前述的第六过滤器)、高压气动泵18a(前述的第一高压气动泵)、高压气动泵18b(前述的第二高压气动泵)、单向阀11d(前述的第七单向阀)、单向阀11e(前述的第八单向阀)、高压液气开关19、截止阀6f(前述的第八截止阀)。

球阀1a的液体入口、球阀8c的液体入口和球阀8d的液体入口与油箱连接。

球阀1a的液体出口与过滤器2a的液体入口连接，过滤器2a的液体出口与高压电动泵16的液体入口连接，高压电动泵16的液体出口与单向阀11c的液体入口连接，高压电动泵压力控制器17的液体压力反馈端与单向阀11c的液体出口连接，高压电动泵压力控制器17的电信号与高压电动泵16中的电机连接，用以控制高压电动泵16中的电机运行。

球阀8c的液体出口与过滤器9c的液体入口连接，过滤器9c的液体出口与高压气动泵18a的液体入口连接，高压气动泵18a的气体入口与截止阀6d的气体出口连接，高压气动泵18a的液体出口与单向阀11d的液体入口连接。

球阀8d的液体出口与过滤器9d的液体入口连接，过滤器9d的液体出口与高压气动泵18b的液体入口连接，高压气动泵18b的气体入口与截止阀6e的气体出口连接，高压气动泵18b的液体出口与单向阀11e的液体入口连接。

单向阀11c的液体出口、单向阀11d的液体出口、单向阀11e的液体出口、高压液气开关19的液体出口并接形成高压液气控制单元的液体出口，高压液气控制单元的液体入口与油箱连接，高压液气开关19的气体出口和截止阀6f的气体出口与截止阀6d的气体入口和截止阀6e的气体入口连接，高压液气开关19的气体入口、截止阀6f的气体入口、高压气源三联件7a的气体入口与单向阀13b的气体出口连接；高压电动泵16和高压气动泵18a、18b为剪切蓄能器组中的高压蓄能器20充压，高压电动泵压力控制器17用于控制高压电动泵16的启停，高压液气开关19用于控制高压气动泵18a、18b的启停。

管汇控制回路C包括减压溢流阀22、旁通阀24、电磁换向阀31a(前述的第一电磁换向阀)、压力表14a(前述的第一压力表)、卸荷阀29、换向阀28a(前述的第一换向阀)、电磁换向阀31b(前述的第二电磁换向阀)、第二换向阀28b(前述的第二换向阀)、第三电磁换向阀31c(前述的第三电磁换向阀)、电磁换向阀27(前述的第四电磁换向阀)、梭阀30(前述的第一梭阀)、压力表36(前述的第二压力表)、安全阀37、储气罐38。

减压溢流阀22的液体入口和旁通阀24的一个液体入口构成管汇控制回路的液体入口，减压溢流阀22的液体出口与旁通阀24的另一个液体入口连接，旁通阀24中的控制气路与电磁换向阀31a中的控制气路连接；旁通阀24的液体出口与压力表14a、卸荷阀29的液体入口、换向阀28a、28b的液体入口连接，卸荷阀29的液体出口、换向阀28a、28b的卸油口与油箱连接。

换向阀28a、28b的出油口和回油口与管汇以及剪切回路D的液体入口连接，换向阀28a中的控制气路与电磁换向阀31b的控制气路连接，用于控制管汇进入半封状态，换向阀28b的控制气路与电磁换向阀31c的控制气路和梭阀30的控制气路连接，用于控制管汇进入剪切状态。

储气罐38的气体出口与安全阀37的气体入口、压力表36的气体入口、电磁换向阀27的气体入口、单向阀13a的气体入口和剪切回路的气体入口连接，安全阀37用于限制储气罐38最高压力，压力表36用于观察储气罐38的压力；电磁换向阀27的气体出口与电磁换向阀31a、31b中的控制气路和剪切回路的气体入口连接。

剪切回路包括剪切减压溢流阀26、电磁换向阀31d(前述的第四电磁换向阀)、压力表21(前述的第三压力表)、剪切换向转阀33、杠杆转轮阀35、梭阀32(前述的第二梭阀)、三通球阀34。

剪切减压溢流阀26的液体入口和三通球阀34的液体入口构成剪切回路的一个液体入口，与剪切蓄能器组C的液体出口连接，输入高压液体。

剪切减压溢流阀26的液体出口与压力表21的液体入口、剪切换向转阀33的一个液体出口连接，剪切换向转阀33的一个液体入口和三通球阀34的另一个液体入口与管汇控制回路中的液体出口连接，输入低压液体。

三通球阀34的液体出口与剪切换向转阀33的另一个液体入口连接，剪切换向转阀33与杠杆转轮阀35、梭阀32控制连接，杠杆转轮阀35的气体入口与安全阀37的气体出口和单向阀13b的气体入口连接，杠杆转轮阀35的气体出口与梭阀30的气体入口连接，梭阀32的气体入口与电磁换向阀37的气体出口连接；

可以通过操作控制剪切的换向阀28a、28b完成剪切闸板的开关动作，此时剪切闸板关闭操作压力为10.5MPa，可以通过操作剪切换向转阀33完成剪切闸板的关闭动作，此时剪切闸板关闭操作压力为21MPa，可以通过操作三通球阀(34)完成剪切闸板的关闭动作，此时剪切闸板关闭操作压力为31.5MPa，其中控制剪切的换向阀28a、28b和剪切换向转阀33可以在司钻控制台远程操控，三通球阀34仅能在控制装置本地操作。

当现场需要出现紧急情况时，可直接关闭剪切换向转阀33，通过这种方式连接可保证剪切闸板可以在0-14MPa之间、21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，并且21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力仅作用于剪切闸板关闭油路，不会对管汇控制回路上其他防喷器的开关造成影响。

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 (9)

1.一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，包含：主蓄能器组、剪切蓄能器组、管汇控制回路、剪切回路；所述主蓄能器组与所述管汇控制回路连接，所述管汇控制回路和所述剪切蓄能器组与剪切回路连接，所述剪切回路与剪切闸板防喷器连接，控制所述剪切闸板防喷器中的剪切闸板可以在0-14MPa之间、21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，实现剪切闸板防喷器在不同压力等级下的完成剪切闸板的操作功能；

所述主蓄能器组包括低压蓄能单元、低压溢流单元、低压气源控制单元和低压液气控制单元，所述低压蓄能单元的液体出口、低压液气控制单元的液体出口与低压溢流单元的液体入口并接在一起后与所述管汇控制回路的液体入口连接，所述低压溢流单元的液体出口与油箱连接；所述低压气源控制单元的气体入口分别通过第一单向阀与管汇控制回路的气体出口连接；

所述低压蓄能单元包括若干条并联的低压蓄能支路，每一低压蓄能支路包含一低压蓄能支路管道、若干并联在所述低压蓄能支路管道上的低压蓄能器和一串联在所述低压蓄能支路管道上的低压蓄能器组开关阀，所述低压蓄能器组开关阀位于所述低压蓄能支路管道的出口处，所有低压蓄能器组开关阀的出口构成所述低压蓄能单元的液体出口；

所述低压溢流单元包括一低压溢流阀，所述低压溢流阀的液体入口与所述低压蓄能单元的液体出口和低压液气控制单元的液体出口并接，所述低压溢流阀的液体出口与油箱连接，所述低压溢流阀用于限制主蓄能器组最高压力为21MPa，低压溢流阀的调压范围为0MPa到14MPa；

所述剪切蓄能器组包括高压蓄能单元、高压溢流单元、高压气源控制单元和高压液气控制单元，所述高压蓄能单元的液体出口、高压液气控制单元的液体出口与高压溢流单元的液体入口并接在一起后与所述剪切回路的液体入口连接，所述高压溢流单元的液体出口与油箱连接；所述高压气源控制单元的气体入口构成所述剪切蓄能器组的气体入口；

所述高压溢流单元包括一高压溢流阀，所述高压溢流阀的液体入口与所述高压蓄能单元的液体出口和高压液气控制单元的液体出口并接，所述高压溢流阀的液体出口与油箱连接；所述高压溢流阀用于限制剪切蓄能器组的最高压力；剪切蓄能器组的压力为31.5MPa到42MPa；所述高压溢流阀的调压范围为0MPa到35MPa。

2.如权利要求1所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述低压气源控制单元包括低压气源三联件和第一截止阀，所述第一截止阀的气体出口进行排气，所述第一截止阀的气体入口与所述低压气源三联件的气体出口连接，所述低压气源三联件的气体入口与所述第一单向阀的气体出口连接。

3.如权利要求2所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述低压液气控制单元包括第一球阀、第一过滤器、低压电动泵、低压电动泵压力控制器、第三单向阀、第二截止阀、第三截止阀、第二球阀、第三球阀、第二过滤器、第三过滤器、第一低压气动泵、第二低压气动泵、第四单向阀、第五单向阀、低压液气开关、第四截止阀；第一球阀的液体入口、第二球阀的液体入口和第三球阀的液体入口与油箱连接，第一球阀的液体出口与第一过滤器的液体入口连接，第一过滤器的液体出口与所述低压电动泵的液体入口连接，所述低压电动泵的液体出口与第三单向阀的液体入口连接，所述低压电动泵压力控制器的液体压力反馈端与所述第三单向阀的液体出口连接，所述低压电动泵压力控制器的电信号与所述低压电动泵中的电机连接，用以控制所述低压电动泵中的电机运行；所述第二球阀的液体出口与第二过滤器的液体入口连接，所述第二过滤器的液体出口与所述第一低压气动泵的液体入口连接，所述第一低压气动泵的气体入口与所述第二截止阀的气体出口连接，所述第一低压气动泵的液体出口与第四单向阀的液体入口连接；所述第三球阀的液体出口与第三过滤器的液体入口连接，所述第三过滤器的液体出口与所述第二低压气动泵的液体入口连接，所述第二低压气动泵的气体入口与所述第三截止阀的气体出口连接，所述第二低压气动泵的液体出口与第五单向阀的液体入口连接；所述第三单向阀的液体出口、第四单向阀的液体出口、第五单向阀的液体出口、低压液气开关的液体出口并接形成所述低压液气控制单元的液体出口，所述低压液气开关的液体入口与油箱连接，所述低压液气开关的气体出口和所述第四截止阀的气体出口与所述第二截止阀的气体入口和所述第三截止阀的气体入口连接，所述低压液气开关的气体入口、所述第四截止阀的气体入口和低压气源三联件的气体入口与所述第一单向阀的气体出口连接；所述低压电动泵和第一低压气动泵、第二低压气动泵为主蓄能器组中的低压蓄能器充压，低压电动泵压力控制器用于控制低压电动泵的启停，低压液气开关用于控制低压气动泵的启停。

4.如权利要求3所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述高压蓄能单元包括若干条并联的高压蓄能支路，每一高压蓄能支路包含一高压蓄能支路管道、若干并联在所述高压蓄能支路管道上的高压蓄能器和一串联在所述高压蓄能支路管道上的高压蓄能器组开关阀，所述高压蓄能器组开关阀位于所述高压蓄能支路管道的出口处，所有高压蓄能器组开关阀的出口构成所述高压蓄能单元的液体出口。

5.如权利要求4所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述高压蓄能器的容积计算采用真实气体绝热排放的方式计算，确保剪切蓄能器组储存的高压液压油的容积能满足在不需要泵补压的前提下能够操作剪切闸板防喷器剪断钻杆并关闭剪切闸板。

6.如权利要求5所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述高压气源控制单元包括高压气源三联件和第五截止阀，所述第五截止阀的气体出口进行排气，所述第五截止阀的气体入口与所述高压气源三联件的气体出口连接，所述高压气源三联件的气体入口与第二单向阀的气体出口连接。

7.如权利要求6所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述高压液气控制单元包括第四球阀、第四过滤器、高压电动泵、高压电动泵压力控制器、第六单向阀、第六截止阀、第七截止阀、第五球阀、第六球阀、第五过滤器、第六过滤器、第一高压气动泵、第二高压气动泵、第七单向阀、第八单向阀、高压液气开关、第八截止阀；第四球阀的液体入口、第五球阀的液体入口和第六球阀的液体入口与油箱连接，第四球阀的液体出口与第四过滤器的液体入口连接，第四过滤器的液体出口与所述高压电动泵的液体入口连接，所述高压电动泵的液体出口与第六单向阀的液体入口连接，所述高压电动泵压力控制器的液体压力反馈端与所述第六单向阀的液体出口连接，所述高压电动泵压力控制器的电信号与所述高压电动泵中的电机连接，用以控制所述高压电动泵中的电机运行；所述第五球阀的液体出口与第五过滤器的液体入口连接，所述第五过滤器的液体出口与所述第一高压气动泵的液体入口连接，所述第一高压气动泵的气体入口与所述第六截止阀的气体出口连接，所述第一高压气动泵的液体出口与第七单向阀的液体入口连接；所述第六球阀的液体出口与第六过滤器的液体入口连接，所述第六过滤器的液体出口与所述第二高压气动泵的液体入口连接，所述第二高压气动泵的气体入口与所述第七截止阀的气体出口连接，所述第二高压气动泵的液体出口与第八单向阀的液体入口连接；所述第六单向阀的液体出口、第七单向阀的液体出口、第八单向阀的液体出口、高压液气开关的液体出口并接形成所述高压液气控制单元的液体出口，所述高压液气开关的液体入口与油箱连接，所述高压液气开关的气体出口和所述第六截止阀的气体出口与所述第七截止阀的气体入口和所述第八截止阀的气体入口连接，所述高压液气开关的气体入口、所述第八截止阀的气体入口、高压气源三联件的气体入口与第二单向阀的气体出口连接；所述高压电动泵和高压气动泵为剪切蓄能器组中的高压蓄能器充压，所述高压电动泵压力控制器用于控制高压电动泵的启停，所述高压液气开关用于控制高压气动泵的启停。

8.如权利要求7所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述管汇控制回路包括减压溢流阀、旁通阀、第一电磁换向阀、第一压力表、卸荷阀、第一换向阀、第二电磁换向阀、第二换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、第一梭阀、第二压力表、安全阀、储气罐，所述减压溢流阀的液体入口和旁通阀的一个液体入口构成所述管汇控制回路的液体入口，减压溢流阀的液体出口与所述旁通阀的另一个液体入口连接，所述旁通阀中的控制气路与所述第一电磁换向阀中的控制气路连接；所述旁通阀的液体出口与所述第一压力表、卸荷阀的液体入口、第一换向阀的液体入口、第二换向阀的液体入口连接，所述卸荷阀的液体出口、第一换向阀的卸油口、第二换向阀的卸油口与油箱连接，所述第一换向阀的出油口和回油口以及第二换向阀的出油口和回油口与管汇以及剪切回路的液体入口连接，所述第一换向阀中的控制气路与所述第二电磁换向阀的控制气路连接，用于控制管汇进入半封状态，所述第二换向阀的控制气路与所述第三电磁换向阀的控制气路和所述第一梭阀的控制气路连接，用于控制管汇进入剪切状态；所述储气罐的气体出口与安全阀的气体入口、第二压力表的气体入口、第三电磁换向阀的气体入口、第一单向阀的气体入口和剪切回路的气体入口连接，所述安全阀用于限制储气罐最高压力，所述第二压力表用于观察储气罐的压力；第三电磁换向阀的气体出口与所述第一电磁换向阀和第二电磁换向阀中的控制气路和剪切回路的气体入口连接。

9.如权利要求8所述的一种剪切闸板防喷器快速关井的控制装置，其特征在于，所述剪切回路包括剪切减压溢流阀、第四电磁换向阀、第三压力表、剪切换向转阀、杠杆转轮阀、第二梭阀、三通球阀，所述剪切减压溢流阀的液体入口和所述三通球阀的液体入口构成所述剪切回路的一个液体入口，与所述剪切蓄能器组的液体出口连接，输入高压液体；所述剪切减压溢流阀的液体出口与所述第三压力表的液体入口、剪切换向转阀的一个液体出口连接，剪切换向转阀的一个液体入口和所述三通球阀的另一个液体入口与所述管汇控制回路中的液体出口连接，输入低压液体；所述三通球阀的液体出口与所述剪切换向转阀的另一个液体入口连接，所述剪切换向转阀与所述杠杆转轮阀、第二梭阀控制连接，所述杠杆转轮阀的气体入口与所述安全阀的气体出口和所述第一单向阀的气体入口连接，所述杠杆转轮阀的气体出口与所述第一梭阀的气体入口连接，所述第二梭阀的气体入口与第三电磁换向阀的气体出口连接；当现场需要出现紧急情况时，可直接关闭剪切换向转阀，通过这种方式连接可保证剪切闸板可以在0-14MPa之间、21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力下完成关闭操作，并且21MPa和31.5MPa-42MPa之间的操作压力仅作用于剪切闸板关闭油路，不会对管汇控制回路上其他防喷器的开关造成影响。

Images