CN2821143Y - 井口超压自动截断控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天然气采输井场中用于天然气井口自动关闭的井口超压自动截断控制装置。包括液动截断阀和由手动泵、蓄能器、先导阀、液控单向阀、手动换向阀及气液转换器等组成的控制系统，当井口天然气压力超过设定的安全气压值时，能够在很短的时间内迅速自动将井口关闭，其动力平稳，运行可靠，不受外界干扰；其结构紧凑，组合性强，操作方便、灵活，维修容易，安全可靠，并且很好地解决了天然气井场的防爆和防腐问题。

Description

井口超压自动截断控制装置

                          技术领域

本实用新型涉及天然气采输井场中用于天然气井口或输气管干线自动关闭的井口超压自动截断控制装置，对场站设备或输气管起安全保护作用。

                          技术背景

在天然气采输井场地面安装有控制天然气输出的安全阀，当井下截流器失效，输出的天然气气压超压时，安全阀可自动关闭以防止事故的发生。安全阀可为由液压控制的液动截断阀，也可为由气压控制的气动截断阀，无论是液动截断阀还是气动截断阀，均需要与相关的装置共同作用以实现安全阀的自动关闭。

专利号为ZL01241712.2的实用新型专利公开了一种安全阀为液动截断阀的截断控制装置，该装置以压缩氮气作为动力，通过液压传动实现液动截断阀的开、关。该装置的主要缺陷在于，液动截断阀的开、关均需由人工操作，自动化程度不高，特别在进行液动截断阀的关闭操作时，受操作人员人为因素影响，使液动截断阀的关闭时间最快也需10秒钟以上。

专利号为ZL03250039.4的实用新型专利公开了一种石油/天然气井口地面安全阀，该安全阀为气动截断阀，与其匹配的控制系统是电脑，控制系统的动力是电能，动力源采用井下天然气压力，其对井口的关闭能够实现自动控制(气动截断阀关闭时间为3～4秒)，但因是电子控制，电磁产生的火花会易导致泄漏的天然气产生爆炸，故存在一定的安全隐患，并且用井下天然气作为控制装置动力源，由于天然气含有颗粒杂质、水及硫化氢，易使气动截断阀受到腐蚀、堵塞，从而造成系统失灵。

                          实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种操作方便，安全可靠的井口超压自动截断控制装置，当井口天然气压力超过设定的安全气压值时，能够使井口在很短的时间内自动关闭。

本实用新型所述井口超压自动截断控制装置，包括液动截断阀，还包括手动泵、蓄能器、先导阀、液控单向阀、手动换向阀及气液转换器，其中：

手动泵进油端与油箱内的油液连通，其出油端通过单向阀与蓄能器连接，并通过单向阀、液控单向阀与液动截断阀驱动油缸的上腔连接，还通过单向阀与先导阀连接；

蓄能器通过蓄能器卸压开关与油箱连通，先导阀与液控单向阀的控制口连接，且液控单向阀的控制口通过单向阀复位开关与油箱连通；

气液转换器通过气控开关与先导阀的压力控制口连接，并通过气控开关、液控开关及单向阀与手动泵出油端连接；

液动截断阀驱动油缸的上腔通过手动换向阀与油箱连接，其驱动油缸的下腔通过手动换向阀与油箱及手动泵出油端连接。

控制压力表与先导阀的压力控制口连接，在装置的控制压力调定中，用以显示装置所拟定的控制压力。

蓄能器压力表与蓄能器连接，以显示蓄能器内液压油的压力。

本实用新型采用液动截断阀，用液压控制，避免了用天然气作动力源对装置造成的腐蚀、堵塞等不利影响；并且采用手动泵作为动力源，将能量(液压油)储存在储能器中，液压传动与控制系统动力平稳，运行可靠，不受外界干扰；其结构紧凑，组合性强，操作方便、灵活，维修容易，安全可靠；该装置在井口天然气压力超过设定的安全气压值时，能够在很短的时间内迅速自动将井口关闭，并且具有很好防爆性和防腐性。

                            附图说明

现结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型所述井口超压自动截断控制装置的连接结构示意图。

                           具体实施方式

如图1所示，该井口超压自动截断控制装置，由液动截断阀14、手动泵1、蓄能器8、先导阀15、液控单向阀10、手动换向阀12及气液转换器13组成，手动换向阀12为三位四通阀，其中：

手动泵1进油端与油箱16内的油液连通，其出油端通过单向阀2与蓄能器8连接(单向阀2的允许流通方向朝向手动泵1)，并通过单向阀2、液控单向阀10与液动截断阀14驱动油缸的上腔连接，还通过单向阀2与先导阀15连接；

蓄能器8通过蓄能器卸压开关4与油箱16连通，先导阀15与液控单向阀10的控制口X连接，且液控单向阀10的控制口X通过单向阀复位开关11与油箱16连通，液控单向阀10的泄油口Y与油箱16连通；

气液转换器13通过气控开关6与先导阀15的压力控制口K连接，并通过气控开关6、液控开关5及单向阀3与手动泵1出油端连接(单向阀3的允许流通方向朝向手动泵1)；

液动截断阀14驱动油缸的上腔通过手动换向阀12与油箱16连接，其驱动油缸的下腔通过手动换向阀12与油箱16及手动泵1出油端连接(在手动换向阀12的换向动作中实现)。

控制压力表9与先导阀15的压力控制口K连接，在装置的控制压力调定中，用以显示装置所拟定的控制压力。

蓄能器压力表7与蓄能器8连接，以显示蓄能器8内液压油的压力。

气源信号N可采用液动截断阀14出口端的气压。

该井口超压自动截断控制装置的工作原理及操作过程：

1、液动截断阀关闭

气源信号N经气液转换器13，气控开关6进入先导阀15的压力控制口K，当井下节流器失效，输出压力升至调定压力时，先导阀15接通，蓄能器8内的压力油通过先导阀15进入液控单向阀10的控制口X，液控单向阀10打开，此时，蓄能器8内的高压油经液控单向阀10进入液动截断阀14驱动油缸的上腔，推动液动截断阀14闸板向下移动，油缸下腔的液压油经手动换向阀12(A→T)回至油箱，完成液动截断阀14的关闭动作，切断补输管线气源，井口关闭。

2、液动截断阀开启

当需要开井复产时，必须重新开启液动截断阀14。将手动换向阀12换向，启动手动泵1，压力油经手动换向阀12(P→A)进入液动截断阀14驱动油缸的下腔，推动液动截断阀14闸板向上移动，油缸上腔的液压油经手动换向阀12(B→T)回至油箱，完成液动截断阀14的开启动作。

必须注意的是，操作开启动作前，必须使液控单向阀10的阀芯复位，打开单向阀复位开关11，让液控单向阀10内的控制压力卸完，在弹簧作用下，阀芯即可复位。

3、蓄能器补压

当完成一次液控截断阀14的开关动作后，对系统需重新补充能源，以备再次使用。补充能源前，须对液控单向阀10进行复位(即让液控单向阀10处于关闭状态)，同时将手动换向阀12处于“中位”状态，启动手动泵1即可对蓄能器8进行补压，但此时必须关闭液控开关5和气控开关6。

4.控制压力的调定

当装置的控制压力需要进行调定时，采用液控方式进行调定，此时，需打开液控开关5，关闭气控开关6，同时将先导阀15的压力调到最高位置，启动手动泵1，使控制压力达到需要的压力(观察压力表9)后，停止启动手动泵1，再将先导阀15的压力逐渐下调，直到液控截断阀14关闭动作开始为止，此时根据控制压力表9观察到的压力值，即为调定压力，但需要重复试验二次以上，无误后将先导阀15进行压力阀锁定，并将液控开关5关闭，气控开关6打开，让系统进入待工作状态。作此调整时，液动截断阀14应未与井口装置联接。若液动截断阀14与井口装置连接后需调整时，应暂不与液动截断阀14油缸上腔连接胶管，以避免液动截断阀14不必要的关闭，只需观察油管的出油情况即可。

5.蓄能器卸压

当系统出现接头漏油或其他不正常情况，需要进行排除处理时，应把蓄能器8内压力卸掉，此时需打开蓄能器卸压开关4，液压油经蓄能器卸压开关4进入油箱16，观察压力表7，其值为零时，即可对系统处理。

Claims (3)

1、井口超压自动截断控制装置，包括液动截断阀(14)，其特征在于：还包括手动泵(1)、蓄能器(8)、先导阀(15)、液控单向阀(10)、手动换向阀(12)及气液转换器(13)，其中：

a、手动泵(1)进油端与油箱(16)内的油液连通，其出油端通过单向阀(2)与蓄能器(8)连接，并通过单向阀(2)、液控单向阀(10)与液动截断阀(14)驱动油缸的上腔连接，还通过单向阀(2)与先导阀(15)连接；

b、蓄能器(8)通过蓄能器卸压开关(4)与油箱(16)连通，先导阀(15)与液控单向阀(10)的控制口X连接，且液控单向阀的控制口X通过单向阀复位开关(11)与油箱(16)连通；

c、气液转换器(13)通过气控开关(6)与先导阀(15)的压力控制口K连接，并通过气控开关(6)、液控开关(5)及单向阀(3)与手动泵(1)出油端连接；

d、液动截断阀(14)驱动油缸的上腔通过手动换向阀(12)与油箱(16)连接，其驱动油缸的下腔通过手动换向阀(12)与油箱(16)及手动泵(1)出油端连接。

2、根据权利要求1所述的井口超压自动截断控制装置，其特征在于：控制压力表(9)与先导阀(15)的压力控制口K连接。

3、根据权利要求1所述的井口超压自动截断控制装置，其特征在于：蓄能器压力表(7)与蓄能器(8)连接。

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