專利名稱：電，氣雙控制高壓油氣井口安全截斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種電、氣雙控制高壓油氣井口安全截斷裝置，用于高壓油氣井口的安全截斷控制，涉及一種電、氣雙控制高壓油氣井口安全截斷技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有油、氣井口安全截斷設(shè)備中尚無采用電氣雙控制的技術(shù)裝置，一般都采用氣動或液壓控制，氣動油氣井口安全截斷裝置的工作原理是氣源經(jīng)過粗過濾、減壓、精細過濾后進入氣控兩位三通閥，一部分控制氣體經(jīng)過快速排氣閥進入氣控平板閥的氣缸，使氣控平板閥處于開啟狀態(tài)，另一部分控制氣體被送到高、低壓感測器、危險溫度檢測器與手動放空閥，此時整個系統(tǒng)便投入運行，當手動放空閥、高低壓力感測器因感測到壓力異常放空，以及危險溫度檢測器的易熔塞熔化導致控制氣放空時，均能使氣動兩位三通閥迅速放空，此時氣控平板閥立即自動關(guān)閉，切斷井口高氣流，實現(xiàn)自動安全切斷功能；液壓油氣井口安全截斷裝置的工作原理與氣動油、氣井安全裝置很相似，其區(qū)別僅僅是將氣源改為液壓油，氣控平板閥改為液壓控制平板閥；氣動或液壓控制井口安全截斷裝置都屬于就地自動控制系統(tǒng)，無法與調(diào)度控制中心聯(lián)網(wǎng)而實現(xiàn)遙測、遙控，而且壓力感測方法單一，如果高低壓感測器失靈卡死，則整套裝置失效，油氣井口安全截斷裝置是確保井口區(qū)及后續(xù)設(shè)備安全的裝置，該系統(tǒng)失靈將會使井口區(qū)及后續(xù)設(shè)備失去保護，進而造成重大事故。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種電、氣雙控制高壓油氣井口安全截斷裝置，其電控部分由變送器采集壓力、溫度及閥位信號，并傳送到控制中心的計算機，由控制中心計算機下達指令，通過電磁閥及控制系統(tǒng)中各設(shè)備配合，由氣控部分的氣控平板閥自動關(guān)閉，切斷井口高壓氣流，實現(xiàn)自動安全切斷，本發(fā)明的優(yōu)點是由高集成的電子裝置采集井口壓力信號，再由氣動裝置執(zhí)行控制指令，具有高集成化和實現(xiàn)自動控制的能力，其可靠性高、安裝方便，適用于所有高壓油氣井口。


圖1為本發(fā)明各單元流程示意圖。
圖2為本發(fā)明現(xiàn)場布置示意圖。
圖3為本發(fā)明圖2中控制箱22的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及流程放大圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的最佳實施例本發(fā)明由氣控部分和電控部分構(gòu)成，氣控部分包括氣源過濾單元1、氣動控制單元2、氣動感測單元3、氣動執(zhí)行單元4，電控部分包括電動感測單元5、控制計算機6；氣控部分的氣源過濾單元1包括粗過濾器8、調(diào)壓閥7和精細過濾器9，調(diào)壓閥7的兩端分別由儀表鋼管34和35分別連接粗過濾器8與精細過濾器9，精細過濾器9的出口端由儀表鋼管36與控制箱22中的氣動控制模塊10連接；氣動控制單元2由氣動控制模塊10、二位三通電磁閥11、壓力表12組成，全部安裝在控制箱22中，氣動控制模塊10包括二位三通換向器13，調(diào)壓器14和節(jié)流閥15，二位三通換向器13入口與氣源過濾單元1的精細過濾器9連接，出口一路與調(diào)壓器14相連，另一路通過儀表鋼管37與氣動執(zhí)行單元4的快速排氣閥21連接；氣動感測單元3由高壓壓力感測器16、低壓壓力感測器17、危險溫度檢測器18和19組成，氣動感測單元3的高壓壓力感測器16安裝在井口截流發(fā)出口管線上，由儀表鋼管39，40和41分別與安裝在分離器出口管道上的低壓壓力感測器17、安裝在水套加熱爐32上方的危險溫度檢測器19和危險溫度檢測器18相連接，并通過儀表鋼管38接入控制箱22中的氣動控制單元2；氣動執(zhí)行單元4由氣動平板閥組件20、快速排氣閥21組成，氣動平板閥組件20包括平板閥23、氣動平板閥氣缸24和閥位指示器25，氣動執(zhí)行單元4的氣動平板閥組件20安裝在井口三號閥與井口節(jié)流閥之間，該單元的氣動平板閥氣缸24安裝在平板閥23的上部，閥位指示器25安裝在氣動平板閥的氣缸24的頂端，氣動控制單元2的快速排氣閥21安裝在氣動平板閥組件20的上部，快速排氣閥21由儀表鋼管43與氣動平板閥組件20的氣動平板閥氣缸24相連；電動感測單元5由高壓壓力變送器26、低壓壓力變送器27、溫度變送器28和29組成，電動感測單元5的高壓壓力變送器26安裝在井口節(jié)流閥出口管線上，低壓壓力變送器27安裝在分離器出口管線上，溫度變送器28安裝在水套加熱爐上方，低壓壓力變送器27、溫度變送器28和29的信號通過信號電纜與控制中心計算機連接；本發(fā)明電、氣雙控高壓油氣井口安全截斷系統(tǒng)工作原理如下天然氣由分離器出口管道引出來，作為整個系統(tǒng)的動力和控制系統(tǒng)的氣源，經(jīng)過儀表鋼管42進入氣源過濾單元1的粗過濾器8，經(jīng)過過濾后由儀表鋼管34送到調(diào)壓閥7，將壓力調(diào)至1.5～2.5MPa后儀表鋼管35送到精細過濾器9，經(jīng)過精濾后的天然氣由儀表鋼管36送到氣動控制單元2的氣動控制模塊10的二位三通換向器13的入口處，氣體經(jīng)過二位三通換向器13后分成兩路，其中一路為執(zhí)行氣路，經(jīng)氣動控制模塊10的第一個出口，由儀表鋼管37送到氣動執(zhí)行單元4的快速排氣閥21，通過快速排氣閥21后，由儀表鋼管43送到氣動平板閥組件20的氣動平板閥氣缸24的上部，形成氣缸背壓，使氣動平板閥組件20處于打開狀態(tài)；另一路為控制氣路，由二位三通換向器13出來后到達調(diào)壓器14，該控制氣經(jīng)調(diào)壓后達到0.2～0.3MPa，經(jīng)過節(jié)流閥15到達另一個出口44并與高壓壓力感測器16、低壓壓力感測器17、危險溫度檢測器18和19相連，并通過儀表鋼管38和與二位三通電磁閥11連接的儀表鋼管45的三通節(jié)點處接通，該氣體又分成兩路，其中一路經(jīng)過儀表鋼管45，過壓力表12，進入二位三通電磁閥11的入口并通過二位三通電磁閥11為氣動控制模塊10的二位三通換向器13提供背壓，另一路為感測氣路，將感測氣作為信號氣，經(jīng)過儀表管46、40、41、43送到高壓壓力感測器16、低壓壓力感測器17、危險溫度檢測器18和19處。
系統(tǒng)處于正常生產(chǎn)狀態(tài)時，各氣動氣路壓力保持穩(wěn)定，如果因發(fā)生火警導致危險溫度檢測器18和19的易熔塞熔化、如果因井口裝置一級節(jié)流后壓力超高時，高壓壓力感測器16會感測到信號，并促使其導閥動作，如果輸氣干線爆破壓力超低時，低壓壓力感測器17會感測到信號，并促使其導閥動作；上述情況發(fā)生時均會將感測訊號氣迅速排放到大氣中，導致氣動二位三通換向閥13失去背壓而換向，截斷氣源的來氣并迅速將執(zhí)行氣缸內(nèi)的氣迅速泄放至大氣，最終導致井口安全切斷閥迅速自動關(guān)閉，達到保護保護井場人員和設(shè)備安全目的；本發(fā)明的電控系統(tǒng)的作用原理如下系統(tǒng)處于正常生產(chǎn)狀態(tài)運行時，電控部分的電動感測單元5能將運行參數(shù)實時傳送到調(diào)度中心的計算機上，及時打印存檔，一旦井場發(fā)生異常突發(fā)情況，這時如果又碰上氣動感測單元3中的高壓壓力檢測器16或低壓壓力感測器17因故卡死失去作用，或者危險溫度檢測器18或19因故出現(xiàn)故障，氣控部分的氣動感測信號無法傳到氣動感測單元3，井口安全切斷閥也無法關(guān)閉，這時電動感測單元5能對以下異常情況之一作出反應當發(fā)生火警高溫時，危險溫度檢測器18和19將信號傳到調(diào)度中心的計算機上，當井口裝置一級節(jié)流后壓力超高時，高壓壓力變送器26會將壓力超高信號傳送給調(diào)度中心的計算機，當輸氣干線爆破壓力超低，低壓壓力變送器27將壓力超低的信號傳給調(diào)度中心的計算機，調(diào)度中心計算機通過對信號值與設(shè)定值進行比對計算，然后及時下達命令打開二位三通電磁閥11，使氣動控制模塊10中的二位三通換向器13失去背壓而換向，截斷氣源的來氣并迅速將執(zhí)行訊號氣泄放至大氣，這樣就會立即引發(fā)快速排氣閥21動作，將執(zhí)行氣缸內(nèi)的氣迅速泄放至大氣，并因此而導致井口安全切斷閥迅速自動關(guān)閉，達到保護井場人員和設(shè)備安全目的，30為安裝在井口的壓力表，31是從氣動平板閥組件20通向水套加熱爐32的管線。
本發(fā)明電、氣控制高壓油氣井口安全截斷系統(tǒng)的優(yōu)點在于控制系統(tǒng)為電、氣雙重保險，可靠性高；系統(tǒng)按其功能劃分為六個單元，便于安裝、維護及使用；氣控單元使用了集成化氣動模塊，提高了產(chǎn)品的集約化程度，減少安裝工作量，增加了氣動控制本系統(tǒng)的可靠性，本系統(tǒng)采用電動變送器采集壓力、溫度及閥位信號，并對調(diào)度中心聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了調(diào)度中心對井場安全參數(shù)的實時顯示，監(jiān)控和遠距離控制、和自動關(guān)閉、打開井口，提高了井場自動化管理水平、保護井場及后續(xù)設(shè)備的安全，也保護了氣田的生態(tài)環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種電、氣雙控制高壓油氣井口安全截斷裝置，由氣控部分和電控部分構(gòu)成，其特征在于a.所述氣控部分的氣源過濾單元(1)包括粗過濾器(8)、調(diào)壓閥(7)和精細過濾器(9)，調(diào)壓閥(7)的兩端分別連接粗過濾器(8)與精細過濾器(9)，精細過濾器(9)的出口端與控制箱(22)中的氣動控制模塊(10)連接；所述氣動控制單元(2)由氣動控制模塊(10)、二位三通電磁閥(11)和壓力表(12)組成，全部安裝在控制箱(22)中，氣動控制模塊(10)包括二位三通換向器(13)、調(diào)壓器(14)和節(jié)流閥(15)，二位三通換向器(13)的入口與氣源過濾單元(1)的精細過濾器(9)連接，出口一路與調(diào)壓器(14)相連，另一路與氣動執(zhí)行單元(4)的快速排氣閥(21)連接；氣動感測單元(3)由高壓壓力感測器(16)、低壓壓力感測器(17)、危險溫度檢測器(18)和(19)組成，氣動感測單元(3)的高壓壓力感測器(16)安裝在井口截流發(fā)出口管線上，分別與安裝在分離器出口管道上的低壓壓力感測器(17)、安裝在水套加熱爐(32)上方的危險溫度檢測器(19)和危險溫度檢測器(18)相連接，并接入控制箱(22)中的氣動控制單元(2)；氣動執(zhí)行單元(4)由氣動平板閥組件(20)、快速排氣閥(21)組成，氣動平板閥組件(20)包括平板閥(23)、氣動平板閥氣缸(24)和閥位指示器(25)，氣動平板閥組件(20)安裝在井口三號閥與井口節(jié)流閥之間，該單元的氣動平板閥氣缸(24)安裝在平板閥(23)的上部，閥位指示器(25)安裝在氣動平板閥的氣缸(24)的頂端；氣動控制單元(2)的快速排氣閥(21)安裝在氣動平板閥組件(20)的上部，快速排氣閥(21)與氣動平板閥組件(20)的氣動平板閥氣缸(24)相連；b.所述電控部分包括電動感測單元(5)、控制計算機(6)，電動感測單元(5)由高壓壓力變送器(26)、低壓壓力變送器(27)、溫度變送器(28)和(29)組成，高壓壓力變送器(26)安裝在井口節(jié)流閥出口管線上，低壓壓力變送器(27)安裝在分離器出口管線上，溫度變送器(28)安裝在水套加熱爐(32)上方，低壓壓力變送器(27)、溫度變送器(28)和(29)的信號通過信號電纜與控制中心的控制計算機(6)連接。
全文摘要
一種電、氣雙控制高壓油氣井口安全截斷裝置，用于高壓油氣井口的安全截斷控制，涉及一種電、氣雙控制高壓油氣井口安全截斷技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)一般都采用氣動或液壓控制，氣動油氣井口安全截斷裝置和液壓油氣井口安全截斷裝置均無法與調(diào)度控制中心聯(lián)網(wǎng)而實現(xiàn)遙測、遙控，本發(fā)明電控部分由變送器采集壓力、溫度及閥位信號，并傳送到控制中心的計算機，由控制中心計算機下達指令，通過控制系統(tǒng)中各設(shè)備配合，由氣控部分的氣控平板閥自動關(guān)閉井口高壓氣流，實現(xiàn)安全截斷，本發(fā)明由高集成的電子裝置采集井口壓力信號，再由氣動裝置執(zhí)行控制指令，具有高集成化和實現(xiàn)自動控制的能力，其可靠性高、安裝方便，適用于所有高壓油氣井口。
文檔編號E21B43/12GK1431382SQ03117349
公開日2003年7月23日 申請日期2003年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月26日
發(fā)明者米力田, 李熹, 張維臣 申請人:中國石油集團工程設(shè)計有限責任公司西南分公司