CN2830634Y - 井站自动安全保护装置 - Google Patents

Abstract

一种井站自动安全保护装置，用于石油天然气井口的安全保护，属于油气开采安全设备制造技术领域，本实用新型由电脑控制，由环境温度变送器实现对井场温度和火警的检测，由高、低压压力变送器对井场管网压力进行检测，还可以对井站的硫化氢和可燃气体浓度进行检测，本实用新型设计的气动截止阀为下通式，气、手动一体化截止阀，活塞的上、下端面没有导角，可减少气缸活塞体积和气缸的长度，在截止阀气缸上部设置有手轮，能在没有电能、气源不足或系统失灵的情况下由人工转动手轮执行关井或开井的工作；本实用新型改变了目前由溶断片构成的火焰感测变送器可能造成的对险情控制的延误，和由灵敏度较高的紫外线构成的火焰感测可能造成的误操作。

Description

井站自动安全保护装置

技术领域：一种井站自动安全保护装置，用于石油天然气开采井口的安全保护，属于油气开采安全控制设备制造技术领域。

现有技术：在石油天然气开采过程中，为了防止由于井下压力突然升高、井口一级节流后压力升高或者因为管网意外事故爆管而导致的管网失压，并因此导致井场发生事故，因此在生产井站，特别是高压天然气，以及高含硫化氢的天然气生产井站都需要设置用于在发生紧急情况时关闭井口的控制装置，目前这类主要的装置有采用电控和气控的两种方式，不论是电控或气控方式，其控制过程是：由设置在井场上的高压，低压变送器去感测井口压力，由温度变送器去感测井场的温度变化，然后将测到的信号由电脑控制的控制器中去进行对比，凡是超过设定值时，都会由电脑控制气动阀对井口执行关闭的工作；现有技术的缺点是：在温度感测方面有效采用的是带溶断片的火焰感测变送器，这种方式要等到火将溶断片烧溶化后电脑才能感到火焰的发生，这样会延误控制时间，另外也有用紫外线对火焰进行感测的，这种方法灵敏度较高，但在实际运用中，这种办法由于其灵敏度太高常常因为一些自然的光亮而造成装置的误操作，并因此而影响生产，在现有技术中，都没有考虑对井场硫化氢浓度和可燃气体的检测，这样就有可能在井场设备发生少量泄漏时而被忽略，对人、对环境常会带来危害，另外现有技术在执行阀上的设计沿用了一般的气动截止阀，都不能在没有电的情况下执行紧急关闭的任务。

发明内容：本实用新型的目的是针对现有技术的不足，设计一种由电脑控制，由环境温度变送器，高、低压压力变送器，硫化氢和可燃气体检测器分别对井场高压、低压、管网压力进行检测，由下通式气、手动一体截止阀执行开、关井任务的井站自动安全保护装置。

本实用新型是这样实现的：本实用新型包括控制，感测和执行三个部份，控制部份由一台专用微电脑组成，对取到的各种信号进行分析对比，并指挥执行开或关闭井口，感测部份由高压压力变送器，温度变送器，低压压力变送器组成，分别对井站的环境温度、井口温度及管网温度井口的油管压力、套管压力，以及井场设施后端的管网压力进行检测，执行机构由一个手、气动截止阀构成，本截止阀上部的气缸内活塞上下都没有导角，可减少气缸活塞体积，降低对驱动气源压力的要求，截止阀的气缸上部设置有手轮，能在没有电能、气源不足或系统失灵的情况下由人工转动手轮执行关井或开井的工作。

本实用新型的优点和积极效果是：采用的环境温度变送器可以按设定的温度去监测火警，不会因为过高的灵敏度而发生误操作，采用的下通式截止阀可以减少截止阀尾端的长度、增加开关的灵敏度，活塞的上、下端取消了导角可以减轻活塞的重量，并且由于没有导角，活塞的上、下端面可以直接移动，减少了气缸的长度和执行时向气缸内注入的气量。

图例说明：

图1为本实用新型的装配示意图

图2为本实用新型中截止阀的放大结构示意图

具体实施方式：下面结合附图给出本实用新型的实施例，本实用新型包括控制、检测和执行三部份，控制部分由控制器6和设置在控制器6中专用电脑构成，在控制器6的面板上设置有显示屏和操作按钮，控制器内的电脑分别与设置在截止阀4上的二位五通电磁阀16和设置在井站内的环境温度变送器1、高压压力13、低压压力变送器11、硫化氢含量和可燃气体检测变送器7和8，以及设置在井口上端的油管压力变送器3和井口下端的套管压力变送器14相连接；执行部份由气、手动一体化截止阀4构成，在截止阀4气缸22上端设置有一个二位五通电磁阀16，向截止阀4气缸22上部供气的通道设置在气缸体内部，向截止阀4的气缸22下部供气的供气管19设置在气缸22的外部，气缸22中的活塞21的上、下端面是平的，没有导角，在截止阀4的上端设置有一个手轮20；检测装置由设置在井站内的温度变送器1、高压压力变送器13、低压压力变送器11、硫化氢含量和可燃气体检测变送器7和8构成，环境温度变送器1设置在井口2的上方，与电脑相连接；在井口2上端设置有油管压力变送器3，井口2下端设置有套管压力变送器14；为了进行多点的测试，在井站内可设置多个环境温度变送器、硫化氢浓度检测变送器和可燃气体检测变送器；工作时，由设置在井站内的各个温度变送器对井站的环境温度、、井口温度和管网温度进行监测，发现有高于设置温度的情况时，信号会传送到控制器6的电脑中，控制器6的电脑经过比对后向设置在截止阀4上端的二位五通电磁阀16发出指令，打通向气缸22内上部输气的通道，从气源输入管18来的执行气推动气缸22中的活塞21下行，通过连杆23将闸板24推下而关闭截止阀4，情况处理后，按下控制器面上的复位钮，电脑会指挥二位五通电磁阀16接通向气缸22下部供气的通道，执行气通过接头17、外置气管19进入气缸22的下部推动活塞21向上行，在连杆23的带动下提起闸板24而打开采气的通道；当设置在节流阀5后端的高压压力变送器13感测到因节流阀5失效而产生的超过设定值的高压时，信号会传送对控制器6的电脑中，电脑经过比对后，发出指令，指挥二位五通电磁阀16打开通向截止阀4气缸22上端的供气通道，执行气进入气缸22的上端推动活塞21下行，并推动闸板24下行而关闭井口，关闭井口后对节流阀5进行检修，完成后，按下控制器面板上复位按钮，电脑就会指挥打开通向气缸22下端的通道，执行气进入气缸22下端推动活塞21上行，并带动闸板24上行而打开采气的通道；当对节流阀5进行维修而使井口关闭时，井内如果发生异常高压，设置在井口2上的油管压力变送器3和下端的套管压力变送器14都会感测到，并将信号传输给电脑，电脑经过比对发出指令打开放喷管线的气动阀15放喷，并命令全自动点火器打火而点燃放喷的高压油或气，保证井场人身，设备的安全，同时保护环境不被污染；设置在井场设备水套炉10、分离器12后端的低压压力变送器11可以及时感测到由于意外爆管而发生的失压信号，并将信号传送给电脑，电脑经过比对后会指挥二位五通电磁阀16打开通向气缸22上端的供气通道，执行气源由进气管18输入，经过二位五通电磁阀16进入气缸22上端推动活塞21向下而关闭井口，等管网维修完毕，按下控制器面板上的复位按钮，接通气缸22下端的通道，气源又会进入气缸22的下端推动活塞21上行而打开输气通道；在日常运行中，如果井站的设备发生气体泄漏时，设置在井站的多个硫化氢和可燃气体感测变送器1、7和8可及时发现超过设定值的泄漏含硫化氢气体或不含硫化氢的其它可燃气体，并将信号传送给电脑，电脑经过比对后会发出指令，通过二位五通电磁阀16打开通向气缸22上端的供气通道，执行气源进入气缸22上端推动活塞21下行而关闭井口进行检修，消除泄漏的含硫气体和可燃气体后再恢复开井输气，本实用新型的执行气源由压缩机9提供，也可以直接使用井场的不含硫天然气。

Claims (2)

1、一种井站自动安全保护装置，包括控制、检测和执行三部份，其特征在于：

a、所述控制装置由设置在控制器内的电脑构成，在控制器的面板上设置有与电脑连接的显示屏和操作按钮，电脑外部分别与二位五通电磁阀和环境温度变送器、高压压力、低压压力变送器、硫化氢含量和可燃气体检测变送器，以及油管压力变送器和套管压力变送器相连接；

b、所述执行装置由气、手动一体化截止阀构成，在截止阀气缸上端设置有二位五通电磁阀，向截止阀气缸上部供气的通道设置在气缸体的内部，向截止阀气缸下部供气的供气管设置在气缸体的外部，气缸中活塞的上、下端面是平的，没有导角，在气动截止阀的上端设置有一个手轮；

c、所述检测装置包括分别与电脑相连接的环境温度变送器、高压压力、低压压力变送器、硫化氢含量和可燃气体检测变送器，环境温度变送器设置在井口上方，在井口上端和下端设置有与电脑相连接的油管和套管压力变送器。

2、根据权利要求1所述的井站自动安全保护装置，其特征在于，在井站内设置有多个环境温度变送器、硫化氢浓度检测变送器和可燃气体检测变送器。

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