專利名稱：一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及的是一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置，屬于
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機微'，義。
背景技術(shù)：
為保障安全生產(chǎn)和正常操作，油氣井要求配有井下安全閥和地面安全閥， 通過一套專用裝置控制這兩只安全閥的啟閉。在發(fā)生井噴、火災(zāi)、油氣泄漏、 盜竊破壞和平臺翻到等重大災(zāi)害時，這兩只安全閥會自動關(guān)閉，以避免更加嚴(yán) 重的人員傷亡、井噴和海洋污染等惡性事故發(fā)生。但是由于這種控制技術(shù)為國 外公司壟斷，在國內(nèi)，僅在海上油田已全部引進(jìn)采用，陸地油田尚未推廣，由 此所產(chǎn)生的事故是非常嚴(yán)重的，例如2003年9月15日，在恩施州利川市，一口 廢棄井發(fā)生了天然氣井噴，由丁該井口無任何防噴裝置，無法利用防噴裝置控 制井噴，泄漏時間長達(dá)10天之久，事故現(xiàn)場周圍有34戶居民住宅，30米外就是 江漢油田分公司天然氣硫化廠，T米內(nèi)還有一所小學(xué)。旦泄漏的天然氣發(fā)生 爆燃，后果不堪設(shè)想?，F(xiàn)場控制過程中，動用了消防部隊滅火機器人、照明消 防車、大功率搶險救援車等各類消防車，數(shù)百套國內(nèi)目前最先進(jìn)的防化、偵檢、 破拆、堵漏等特勤器材，總價值約2000萬元，最后被200余名消防官兵和當(dāng)?shù)馗?部群眾攜手成功處置。這僅是一口廢棄油氣井所發(fā)生的事故，在生產(chǎn)油氣井中 更是存在著類似情況，從中可令人體會的開發(fā)研制具有自己國內(nèi)知識產(chǎn)權(quán)的油氣井控制裝置的必要性和迫切性，盡早使得陸地油氣井控制裝置普及安裝。為 此提出了 一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置。
本實用新型專利正是為實現(xiàn)上述要求而設(shè)計的，目的在于充分利用液壓自 動控制的特點，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患，防范井噴、輸油管道泄漏等重大事故的發(fā) 生，達(dá)到安全可靠的保障油氣井正常生產(chǎn)的目的。
實用新型專利內(nèi)容
本實用新型專利要解決的技術(shù)問題是提供一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動 控制裝置，該裝置能夠及時可靠的關(guān)閉油氣井口和避免因井噴、油氣泄漏等重 大災(zāi)害發(fā)生所帶來的人員財產(chǎn)損失，本實用新型專利的目的是為油氣井生產(chǎn)提 供一種自動安全控制裝置。
為解決上述問題，本實用新型專利是這樣實現(xiàn)的本實用新型專利主要包 括液壓動力源、井下安全閥控制系統(tǒng)、井上安全閥控制系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng) 和壓力檢測器；其特征之一是井下安全閥控制系統(tǒng)、井上安全閥控制系統(tǒng)和操 作控制系統(tǒng)共用一個液壓動力源，通過液壓管道相連接。其特征之二是液壓動 力源內(nèi)的一臺電動泵和一臺手動泵并聯(lián)連接，兩泵的吸入口與油箱連接，輸出 口端設(shè)有一只調(diào)壓閥、 一只蓄能器和一只壓力繼電器。其特征之三是井下安全 閥控制系統(tǒng)的兩位三通液動球閥通過液壓管道分別與井下安全闊、液壓動力源 的出口和回油口相連接，在其通往井下安全閥的出口液壓管道上設(shè)有一只調(diào)壓 閥。其特征之四是井上安全閥控制系統(tǒng)的兩位三通液動球閥一端通過液壓管道
先與減壓閥串聯(lián)后再與液壓動力源的出口相連接，另兩端通過液壓管道分別與 井上安全閥和液壓動力源的回油口相連接，在其通往井上安全閥的出口液壓管道上設(shè)有一只調(diào)壓閥， 一只蓄能器和一只壓力繼電器。其特征之五是操作控制 系統(tǒng)的手動兩位三通球閥、電動兩位三通球閥和減壓閥通過液壓管道依次串聯(lián) 連接，減壓閥的入口端與液壓動力源的出口相連接，手動兩位三通球閥的出口 液壓管道上設(shè)有一只易熔塞， 一只蓄能器， 一只壓力繼電器，并與兩只單向節(jié) 流器的公共端口連接，兩只單向節(jié)流器的另一端通過液壓管道分別與兩只兩位 三通液動球閥連接。其特征之六是在輸油管油嘴之前安裝有一只壓力檢測器。 在發(fā)生井噴、火災(zāi)、油氣泄漏、盜竊破壞和平臺翻到等重大災(zāi)害時，有三種可 選擇方式關(guān)閉油氣井口，同時壓力檢測器也可根據(jù)檢測的壓力變化值及時發(fā)出 關(guān)井或報警信號第一種方式是手動關(guān)閉，通過操縱手動兩位三通球閥的換向 機構(gòu)，使得通往兩只兩位三通液動球閥的壓力油換向釋放回油箱，此時由于在 液壓管道中設(shè)有兩只單向節(jié)流器，使兩只兩位三通液動球閥先后換向，從而也 使通往井上安全閥的壓力油先釋放回油箱，井上安全閥先關(guān)閉，通往井下安全 閥的壓力油后釋放回油箱，井下安全閥延遲關(guān)閉，結(jié)果實現(xiàn)油氣井的井下井上 的雙關(guān)閉。第二種方式是電動關(guān)閉，通過電動按鈕或無線信號，觸發(fā)電動兩位 三通球閥的換向，使得通往兩只兩位三通液動球閥的壓力油換向釋放回油箱， 此時由于在液壓管道中設(shè)有兩只單向節(jié)流器，使兩只兩位三通液動球閥先后換 向，從而也使通往井上安全閥的壓力油先釋放回油箱，井上安全閥先關(guān)閉，通 往井下安全閥的壓力油后釋放回油箱，井下安全閥延遲關(guān)閉，結(jié)果實現(xiàn)油氣井 的井下井上的雙關(guān)閉。第三種方式是熔化式關(guān)閉，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，操作控制系 統(tǒng)中的易熔塞高溫熔化，直接使得通往兩只兩位三通液動球閥的壓力油在熔化 口處釋放，此時由于在液壓管道中設(shè)有兩只單向節(jié)流器，使兩只兩位三通液動 球閥先后換向，從而也使通往井上安全閥的壓力油先釋放回油箱，井上安全閥先關(guān)閉，通往井下安全閥的壓力油后釋放回油箱，井下安全閥延遲關(guān)閉，結(jié)果 實現(xiàn)油氣井的井下井上的雙關(guān)閉。
本實用新型專利能夠及時可靠的關(guān)閉油氣井口，井上安全閥和井下安全閥 能夠自動順序延遲執(zhí)行關(guān)閉動作，消除井下安全閥的上下兩端存有壓差的不安 全因素，避免因此所而遭成井噴和油氣泄漏等重大災(zāi)害的發(fā)生。裝置具有結(jié)構(gòu) 簡單可靠，操作方便快捷的優(yōu)點。本實用新型專利的液壓自動控制技術(shù)能夠及 時可靠的關(guān)閉油氣井口，具有非常高的安全應(yīng)用價值。


附圖是一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置工作原理圖。
1液壓動力源2井下安全閥控制系統(tǒng)3井上安全閥控制系統(tǒng) 4操作控制系統(tǒng)5井口單元6油箱7調(diào)壓閥 8蓄能器 9壓力繼電器 IO電動泵 ll手動泵 12調(diào)壓閥 13兩位三通液動球閥 14調(diào)Ui閥 15兩位三通液動球閥 16減壓闊 17蓄能器 18壓力繼電器 19單向節(jié)流器 20單向節(jié)流器 21易烙塞22蓄能器23壓力繼電器 24手動兩位三通球閥 25電動兩位三通球閥 26減壓闊 27井下安全閥 28井上安全閥 29壓力檢測器 30輸油管油嘴
具體實施方式
如圖所示，本實用新型專利主要包括液壓動力源l、井下安全閥控制系統(tǒng) 2、井上安全閥控制系統(tǒng)3、操作控制系統(tǒng)4和壓力檢測器29;其特征之一是井
下安全閥控制系統(tǒng)2、井上安全闊控制系統(tǒng)3和操作控制系統(tǒng)4共用一個液壓動 力源1，通過液壓管道相連接。其特征之二是液壓動力源1內(nèi)的一臺電動泵10 和一臺手動泵ll并聯(lián)連接，兩泵的吸入口與油箱6連接，輸出口端設(shè)有一只調(diào) 壓閥7、 一只蓄能器8和一只壓力繼電器9。其特征之三是井下安全閥控制系統(tǒng) 2的兩位三通液動球閥13通過液壓管道分別與井下安全閥27、液壓動力源1的 出口和回油口相連接，在其通往井下安全閥27的出口液壓管道上設(shè)有一只調(diào)壓 閥12。其特征之四是井上安全閥控制系統(tǒng)3的兩位三通液動球閥15 —端通過液 壓管道先與減壓閥16串聯(lián)后再與液壓動力源1的出口相連接，另兩端通過液壓 管道分別與井上安全閥28和液壓動力源1的回油口相連接，在其通往井上安全 閥28的出口液壓管道上設(shè)有一只調(diào)壓閥14， 一只蓄能器17和一只壓力繼電器 18。其特征之五是操作控制系統(tǒng)4的手動兩位三通球閥24、電動兩位三通球閥 25和減壓閥26通過液壓管道依次串聯(lián)連接，減壓閥26的入口端與液壓動力源 1的出口相連接，手動兩位三通球閥24的出口液壓管道上設(shè)有一只易熔塞21， 一只蓄能器22， 一只壓力繼電器23，并與單向節(jié)流器19和單向節(jié)流器20的公 共端口連接，單向節(jié)流器19的另一端通過液壓管道與兩位三通液動球閥15連 接，單向節(jié)流器20的另一端通過液壓管道與兩位三通液動球閥13連接。其特 征之六是在輸油管油嘴30之前安裝有一只壓力檢測器29。在發(fā)生井噴、火災(zāi)、 油氣泄漏、盜竊破壞和平臺翻到等重大災(zāi)害時，有三種可選擇方式關(guān)閉油氣井 口 ，同時壓力檢測器29也可根據(jù)檢測的壓力變化值及時發(fā)出關(guān)井或報警信號 第一種方式是手動關(guān)閉，通過操縱手動兩位三通球閥24的換向機構(gòu)，使得通往兩位三通液動球閥13和兩位三通液動球閥15的壓力油換向釋放回油箱6，此時 由于在液壓管道中設(shè)有單向節(jié)流器19和單向節(jié)流器20，使兩位三通液動球閥 15先換向，兩位三通液動球閥13延遲換向，從而也使通往井上安全閥28的壓 力油先釋放回油箱6，井上安全閥28先關(guān)閉，通往井下安全閥27的壓力油后釋 放回油箱6，井下安全閥27延遲關(guān)閉，結(jié)果實現(xiàn)油氣井的井下井上的雙關(guān)閉。 第二種方式是電動關(guān)閉，通過電動按鈕或無線信號，觸發(fā)電動兩位三通球閥25 的換向，使得通往兩位三通液動球閥13和兩位三通液動球闊15的壓力油換向 釋放回油箱6，此時由于在液壓管道中設(shè)有單向節(jié)流器19和單向節(jié)流器20，使 兩位三通液動球閥15先換向，兩位三通液動球闊13延遲換向，從而也使通往 井上安全閥28的壓力油先釋放回油箱6，井上安全閥28先關(guān)閉，通往井下安全 閥27的壓力油后釋放回油箱6，井下安全閥27延遲關(guān)閉，結(jié)果實現(xiàn)油氣井的井 下井上的雙關(guān)閉。第三種方式是熔化式關(guān)閉，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，操作控制系統(tǒng)4 中的易熔塞21高溫熔化，直接使得通往兩位三通液動球閥13和兩位三通液動 球閥15的壓力油在熔化口處釋放，此時由于在液壓管道中設(shè)有單向節(jié)流器19 和單向節(jié)流器20，使兩位三通液動球閥15先換向，兩位三通液動球閥13延遲 換向，從而也使通往井上安全閥28的壓力油先釋放回油箱6，井上安全閥28先 關(guān)閉，通往井下安全閥27的壓力油后釋放回油箱6，井下安全閥27延遲關(guān)閉， 結(jié)果實現(xiàn)油氣井的井下井上的雙關(guān)閉。
權(quán)利要求1.一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置，包括液壓動力源(1)、井下安全閥控制系統(tǒng)(2)、井上安全閥控制系統(tǒng)(3)、操作控制系統(tǒng)(4)和壓力檢測器(29)；其特征是井下安全閥控制系統(tǒng)(2)、井上安全閥控制系統(tǒng)(3)和操作控制系統(tǒng)(4)共用一個液壓動力源(1)，通過液壓管道相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置，其特征是液壓動力源(1)內(nèi)的一臺電動泵(10)和一臺手動泵(11)并聯(lián)連接，兩泵的吸入口與油箱(6)連接，輸出口端設(shè)有一只調(diào)壓閥(7)、 一只蓄能器(8)和一只壓力繼電器(9)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置，其特征是井下安全閥控制系統(tǒng)(2)的兩位三通液動球閥(13)通過液壓管道分別與安全閥(27)、液j上動力源(1)的出口和冋油口相連接，在其通往井下安全閥(27)的出口液壓管道上設(shè)有一只調(diào)壓閥(12)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置，其特征是井上安全閥控制系統(tǒng)(3)的兩位三通液動球閥(15)'端通過液壓管道先與減壓閥(16)串聯(lián)后再與液壓動力源(1)的出口相連接，另兩端通過液壓管道分別與井上安全閥(28)和液壓動力源(1)的回油口相連接，在其通往井上安全閥(28)的出口液壓管道上設(shè)有一只調(diào)壓閥(14)， 一只蓄能器(17)和一只壓力繼電器(18)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置，其特征是操作控制系統(tǒng)(4)的手動兩位二通球閥(24)、電動兩位三通球閥(25)和減壓閥(26)通過液壓管道依次串聯(lián)連接，減壓閥(26)的入口端與液壓動力源(1)的出口相連接，手動兩位二通球閥(24)的出口液壓管道上設(shè)有一只易熔塞(21)， 一只蓄能器(22)， 一只壓力繼電器(23)，并與單向節(jié)流器(19)和單向節(jié)流器(20)的公共端口連接，單向節(jié)流器(19)的另一端通過液壓管道與兩位三通液動球閥(15)連接，單向節(jié)流器(20)的另一端通過液壓管道與兩位三通液動球閥(13)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所沐的一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置，其特征是在輸油管油嘴(30)之前安裝有一只壓力檢測器(29)。
專利摘要本實用新型技術(shù)公開了一種用于油氣井保護(hù)的液壓自動控制裝置。液壓動力源、井下安全閥控制系統(tǒng)、井上安全閥控制系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)和壓力檢測器組成液壓自動控制裝置。其連接方式為井下安全閥控制系統(tǒng)、井上安全閥控制系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)共用一個液壓動力源，通過液壓管道相連接。在發(fā)生井噴、火災(zāi)、油氣泄漏、盜竊破壞和平臺翻到等重大災(zāi)害時，有手動式、電動式和熔化式三種可選擇方式關(guān)閉油氣井口，同時壓力檢測器也可根據(jù)檢測的壓力變化值及時發(fā)出關(guān)井或報警信號，避免因井噴、油氣泄漏等重大災(zāi)害發(fā)生所帶來的人員和財產(chǎn)損失，達(dá)到安全可靠的保障油氣井正常生產(chǎn)的目的。
文檔編號E21B34/00GK201363135SQ20092000999
公開日2009年12月16日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者馮展航, 單既強, 孫東昌, 景保堂, 李德堂, 楊寶山, 王來忠, 田海慶, 陳業(yè)泉, 陳清河, 馬清明 申請人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院