具体实施方式:下面结合附图给出本发明的最佳实施例:本发明由气控部分和电控
部分构成,气控部分包括气源过滤单元1、气动控制单元2、气动感测单元3、气动执
行单元4,电控部分包括电动感测单元5、控制计算机6;
气控部分的气源过滤单元1包括粗过滤器8、调压阀7和精细过滤器9,调压阀7
的两端分别由仪表钢管34和35分别连接粗过滤器8与精细过滤器9,精细过滤器9的
出口端由仪表钢管36与控制箱22中的气动控制模块10连接;
气动控制单元2由气动控制模块10、二位三通电磁阀11、压力表12组成,全部
安装在控制箱22中,气动控制模块10包括二位三通换向器13,调压器14和节流阀
15,二位三通换向器13入口与气源过滤单元1的精细过滤器9连接,出口一路与调压
器14相连,另一路通过仪表钢管37与气动执行单元4的快速排气阀21连接;
气动感测单元3由高压压力感测器16、低压压力感测器17、危险温度检测器18
和19组成,气动感测单元3的高压压力感测器16安装在井口截流发出口管线上,由仪
表钢管39,40和41分别与安装在分离器出口管道上的低压压力感测器17、安装在水
套加热炉32上方的危险温度检测器19和危险温度检测器18相连接,并通过仪表钢管
38接入控制箱22中的气动控制单元2;
气动执行单元4由气动平板阀组件20、快速排气阀21组成,气动平板阀组件20
包括平板阀23、气动平板阀气缸24和阀位指示器25,气动执行单元4的气动平板阀
组件20安装在井口三号阀与井口节流阀之间,该单元的气动平板阀气缸24安装在平板
阀23的上部,阀位指示器25安装在气动平板阀的气缸24的顶端,气动控制单元2的
快速排气阀21安装在气动平板阀组件20的上部,快速排气阀21由仪表钢管43与气
动平板阀组件20的气动平板阀气缸24相连;
电动感测单元5由高压压力变送器26、低压压力变送器27、温度变送器28和29
组成,电动感测单元5的高压压力变送器26安装在井口节流阀出口管线上,低压压力
变送器27安装在分离器出口管线上,温度变送器28安装在水套加热炉上方,低压压力
变送器27、温度变送器28和29的信号通过信号电缆与控制中心计算机连接;
本发明电、气双控高压油气井口安全截断系统工作原理如下:天然气由分离器出口
管道引出来,作为整个系统的动力和控制系统的气源,经过仪表钢管42进入气源过滤
单元1的粗过滤器8,经过过滤后由仪表钢管34送到调压阀7,将压力调至1.5~2.5MPa
后仪表钢管35送到精细过滤器9,经过精滤后的天然气由仪表钢管36送到气动控制单
元2的气动控制模块10的二位三通换向器13的入口处,气体经过二位三通换向器13
后分成两路,其中一路为执行气路,经气动控制模块10的第一个出口,由仪表钢管37
送到气动执行单元4的快速排气阀21,通过快速排气阀21后,由仪表钢管43送到气
动平板阀组件20的气动平板阀气缸24的上部,形成气缸背压,使气动平板阀组件20
处于打开状态;另一路为控制气路,由二位三通换向器13出来后到达调压器14,该控
制气经调压后达到0.2~0.3MPa,经过节流阀15到达另一个出口44并与高压压力感
测器16、低压压力感测器17、危险温度检测器18和19相连,并通过仪表钢管38和
与二位三通电磁阀11连接的仪表钢管45的三通节点处接通,该气体又分成两路,其中
一路经过仪表钢管45,过压力表12,进入二位三通电磁阀11的入口并通过二位三通电
磁阀11为气动控制模块10的二位三通换向器13提供背压,另一路为感测气路,将感
测气作为信号气,经过仪表管46、40、41、43送到高压压力感测器16、低压压力感
测器17、危险温度检测器18和19处。
系统处于正常生产状态时,各气动气路压力保持稳定,如果因发生火警导致危险温
度检测器18和19的易熔塞熔化、如果因井口装置一级节流后压力超高时,高压压力感
测器16会感测到信号,并促使其导阀动作,如果输气干线爆破压力超低时,低压压力
感测器17会感测到信号,并促使其导阀动作;上述情况发生时均会将感测讯号气迅速
排放到大气中,导致气动二位三通换向阀13失去背压而换向,截断气源的来气并迅速
将执行气缸内的气迅速泄放至大气,最终导致井口安全切断阀迅速自动关闭,达到保护
保护井场人员和设备安全目的;
本发明的电控系统的作用原理如下:系统处于正常生产状态运行时,电控部分的电
动感测单元5能将运行参数实时传送到调度中心的计算机上,及时打印存档,一旦井场
发生异常突发情况,这时如果又碰上气动感测单元3中的高压压力检测器16或低压压
力感测器17因故卡死失去作用,或者危险温度检测器18或19因故出现故障,气控部
分的气动感测信号无法传到气动感测单元3,井口安全切断阀也无法关闭,这时电动感
测单元5能对以下异常情况之一作出反应:当发生火警高温时,危险温度检测器18和
19将信号传到调度中心的计算机上,当井口装置一级节流后压力超高时,高压压力变
送器26会将压力超高信号传送给调度中心的计算机,当输气干线爆破压力超低,低压
压力变送器27将压力超低的信号传给调度中心的计算机,调度中心计算机通过对信号
值与设定值进行比对计算,然后及时下达命令打开二位三通电磁阀11,使气动控制模块
10中的二位三通换向器13失去背压而换向,截断气源的来气并迅速将执行讯号气泄放
至大气,这样就会立即引发快速排气阀21动作,将执行气缸内的气迅速泄放至大气,
并因此而导致井口安全切断阀迅速自动关闭,达到保护井场人员和设备安全目的,30
为安装在井口的压力表,31是从气动平板阀组件20通向水套加热炉32的管线。
本发明电、气控制高压油气井口安全截断系统的优点在于控制系统为电、气双重保
险,可靠性高;系统按其功能划分为六个单元,便于安装、维护及使用;气控单元使用
了集成化气动模块,提高了产品的集约化程度,减少安装工作量,增加了气动控制本系
统的可靠性,本系统采用电动变送器采集压力、温度及阀位信号,并对调度中心联网,
实现了调度中心对井场安全参数的实时显示,监控和远距离控制、和自动关闭、打开井
口,提高了井场自动化管理水平、保护井场及后续设备的安全,也保护了气田的生态环
境。