井下安全阀系统技术领域
本发明实施例涉及石油、天然气开采技术领域，尤其涉及一种井下安全
阀系统。
背景技术
井下安全阀是一种提供井下关井的安全设备，可在井口出现紧急情况
时实现远程井下关井，从而为高压油气井的安全生产提供有力保障。井下
安全阀系统由井下安全阀、控制管线和地面控制系统组成。国内高压气井
常用的井下安全阀属于活瓣式安全阀，用于在地面以下关井，是一种常闭
阀，该种井下安全阀与油井井筒连通，由液压控制压力打开，在液压控制
管线压力关闭前一直保持打开状态，液压控制压力通过控制管线从一个较
远的地点传递压力操作该阀。一般来说，井下安全阀包括：阀体、阀瓣、
弹簧、流动管、活塞及液压控制管线入口，其中，流动管与活塞连接，弹
簧安装在流动管上，液压控制管线与密闭油箱相连，流动管位于安全阀内
部。工作时，液压控制管线加压后活塞推动流动管移动，推开阀瓣，开启
安全阀；控制管线泄压后，弹簧的弹力释放使流动管上移，关闭安全阀。
井下安全阀在使用过程中可能会出现活塞密封性失效的情况，出现该
情况后，油井井筒内的天然气进入液压控制管线，并通过液压控制管线泄
露或喷射到密闭油箱。当密闭油箱内的天然气的压力达到一定程度，大于
密闭油箱的耐受力时，引发油箱爆炸，继而引发密闭油箱着火，给高压气
井的安全生产带来极大的隐患。为消除活塞密封性失效带来的隐患，现有
技术中，由于井下安全阀地下深度一般为40～80米，因此，在石油、天然
气的开采过程中，只能通过实施修井作业来消除该安全阀活塞密封性失效
带来的隐患。
然而，由于井下安全阀地下深度一般为40～80米，导致高压气井修井
作业费用高昂、时间长、风险高。因此，如何提成一种井下安全阀系统实
为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种井下安全阀系统，通过对井下安全阀控制回路进行改造
以实现消除高压气井安全生产的隐患并避免修井作业。
第一个方面，本发明提供一种井下安全阀系统，包括：液压油容器(1)、
液压油增压装置(2)、井下安全阀(3)、联动阀门(4)、第一管路(51)、
第二管路(52)、排油管路(53)，其中，
所述液压油容器(1)，用于盛放液压油；
所述液压油增压装置(2)的进液口与所述液压油容器(1)通过所述第
一管路(51)连通，所述液压油增压装置(2)的出液口与所述井下安全阀(3)
通过所述第二管路(52)连通；所述液压油增压装置(2)用于在需要开启所
述井下安全阀(3)时，对所述第二管路(52)内的液压油增压；
所述排油管路(53)的一端与所述第二管路(52)连通，另一端用于排
出液压油；
所述联动阀门(4)，安装在所述排油管路(53)上，在所述液压油增压
装置(2)对所述第二管路(52)内的液压油增压时关闭，在所述第二管路(52)
内的液压油降压时打开。
在第一个方面的第一种可能的实现方式中，所述井下安全阀系统还包括：
液控机房(6)，所述液压油容器(1)、所述液压油增压装置(2)及所述联
动阀门(4)位于所述液控机房(6)内部，所述排油管路(53)用于排出液
压油的一端位于所述液控机房(6)外部。
结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第二种可能
的实现方式中，所述安全阀系统还包括：
开口式储油箱(54)，设置在所述液控机房(6)的外部，且与所述排油
管路(53)用于排出液压油的一端连通。
结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第三种可能
的实现方式中，所述安全阀系统还包括：安全阀压力表(7)，所述安全阀压
力表(7)安装在所述第二管路(52)上。
结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第四种可能
的实现方式中，所述安全阀系统还包括：
高压溢流阀(8)，所述高压溢流阀(8)的一端安装在所述第二管路(52)
上，另一端安装在所述液控机房(6)的外部。
结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第五种可能
的实现方式中，所述安全阀系统还包括：
蓄能器(9)，所述蓄能器(9)安装在所述第二管路(52)上。
结合第一个方面，在第一个方面的第六种可能的实现方式中，所述安全
阀系统还包括：安全阀压力表(7)、高压溢流阀(8)或蓄能器(9)，所述
安全阀压力表(7)、所述高压溢流阀(8)或所述蓄能器(9)安装在所述第
二管路(52)上。
结合第一个方面的第六种可能的实现方式，在第一个方面的第七种可能
的实现方式中，所述蓄能器(9)、所述安全阀压力表(7)与所述高压溢流
阀(8)依次按顺序安装在所述第二管路(52)上。
结合第一个方面、第一个方面的第一种至第七种中任一种可能的实现方
式，在第一个方面的第八种可能的实现方式中，所述液压油增压装置(2)为
手动泵或电动泵。
结合第一个方面、第一个方面的第一种至第七种中任一种可能的实现方
式，在第一个方面的第九种可能的实现方式中，所述井下安全阀(3)为SP
型安全阀或NE型安全阀。
本发明提供的井下安全阀系统，通过对井下安全阀控制回路进行改造，
避免了修井作业，节约了因井下安全阀密封失效而进行修井作业所产生的高
昂费用，且避免了因为修井作业导致的储层二次污染及作业过程中可能出现
的其它井下复杂情况，消除了高压气井因井下安全阀活塞密封性失效而带来
的安全生产的隐患，有效保证了高压高产气井的的生产时率和凝析油产量当
年贡献率。
附图说明
图1为本发明提供的一个井下安全阀系统的结构示意图；
图2为本发明提供的再一个井下安全阀系统的结构示意图；
图3为本发明提供的又一个井下安全阀系统的结构示意图；
图4为本发明提供的又一个井下安全阀系统的结构示意图；
图5为本发明提供的又一个井下安全阀系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发
明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获
得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的一个井下安全阀系统的结构示意图。如图1所示，
本实施例提供的井下安全阀系统100包括：液压油容器1、液压油增压装置2、
井下安全阀3、联动阀门4、第一管路51、第二管路52、排油管路53。
其中，所述液压油容器1为密封容器，用于盛放液压油；所述液压油增
压装置2的进液口与所述液压油容器1通过所述第一管路51连通，所述液压
油增压装置2的出液口与所述井下安全阀3通过所述第二管路52连通；所述
液压油增压装置2用于在需要开启所述井下安全阀3时，对所述第二管路52
内的液压油增压；所述排油管路53的一端与所述第二管路52连通，另一端
用于排出液压油；所述联动阀门4，安装在所述排油管路53上，在所述液压
油增压装置2对所述第二管路52内的液压油增压时关闭，在所述第二管路
52内的液压油降压时打开。
下面，结合图1对本发明实施例提供的井下安全阀系统的工作原理做详
细说明。
具体的，正常工作需要对井下安全阀3加压打开时，液压油增压装置2
对第二管路52内的液压油增压，同时联动阀门4关闭，此时，液压油从液压
油容器1通过第一管路51和第二管路52传递至井下安全阀3，从而对井下
安全阀3加压使其处于打开的状态。
当出现紧急情况等需要对井下安全阀3泄压关闭时，第二管路52内的液
压油需要泄压，安装在排油管路53上的联动阀门4打开，使得液压油通过排
油管路53流出，从而对井下安全阀3泄压使其处于关闭状态。此时，如果井
下安全阀3的活塞密封性失效，油井井筒内的天然气进入第二管路52，由于
联动阀门4处于打开状态，使得含有天然气的液压油能够过通过联动阀门4
经排油管路53排出，从而避免了油井井筒内的天然气通过井下安全阀3的液
控管线，即第二管路52和第一管路51泄露或喷射到液压油容器1，消除了
高压气井因井下安全阀活塞密封性失效而带来的安全生产的隐患。
本发明实施例提供的井下安全阀系统，通过对井下安全阀控制回路进行
改造，避免了修井作业，节约了因井下安全阀密封失效而进行修井作业所产
生的高昂费用，且避免了因为修井作业导致的储层二次污染及作业过程中可
能出现的其它井下复杂情况，消除了高压气井因井下安全阀活塞密封性失效
而带来的安全生产的隐患，有效保证了高压高产气井的的生产时率和凝析油
产量当年贡献率。
可选的，在本发明一实施例中，可对上述图1实施例所示的井下安全阀
系统100做进一步的改进，具体可参见图2。
图2为本发明提供的再一个井下安全阀系统的结构示意图。如图2所示，
本实施例提供的井下安全阀系统200在上述图1所示井下安全阀系统100的
基础上，还包括：液控机房6，所述液压油容器1、所述液压油增压装置2及
所述联动阀门4位于所述液控机房内部，所述排油管路53用于排出液压油的
一端位于所述液控机房6外部。本实施例中，将液压油容器1、液压油增压
装置2及联动阀门4设置在液控机房6内部，将排油管路53用于排出液压油
的一端设置在液控机房6的外部，可避免由排油管路53流出的液压油污染液
控机房6或液控机房6内部的其他设备。
可选的，在本发明一实施例中，可对上述图2实施例所示的井下安全阀
系统200做进一步的改进，具体可参见图3。
图3为本发明提供的又一个井下安全阀系统的结构示意图。如图3所示，
本实施例提供的井下安全阀系统300在上述图2所示井下安全阀系统200的
基础上，还包括：开口式储油箱54，设置在液控机房6的外部，且与排油管
路53用于排出液压油的一端连通。本实施例中，经排油管路53流出的液压
油可以通过开口式储油箱54进行收集，以便液压油可进行循环利用。而且，
当经由排油管路53流出的液压油混有天然气时，可使得天然气通过开口式储
油箱54的开口溢出。
可选的，在本发明一实施例中，可对上述图2所示的井下安全阀系统200
或图3所示的井下安全阀系统做进一步的改进，具体可参见图4。
图4为本发明提供的又一个井下安全阀系统的结构示意图。如图4所示，
本实施例提供的井下安全阀系统400在上述图2所示井下安全阀系统200的
基础上，还包括：安全阀压力表7，所述安全阀压力表7安装在所述第二管
路52上。本实施例中，安装在第二管路52上的安全阀压力表7可实时显示
第二管路52内液压油的压力，方便实现对油压的实时监控。
再请参照图4，可选的，在本发明一实施例中，井下安全阀系统400还
包括：高压溢流阀8，所述高压溢流阀8安装在所述第二管路52上。本实施
例中，高压溢流阀8的一端安装在第二管道52上，另一端安装在排油管路
53用于排出液压油的一端与联动阀门4之间并位于液控机房(6)的外部。
当第二管路52内油压大于某一阈值时，例如，安全阀压力表7监控出第二管
路52内油压大于某一阈值时，高压溢流阀8打开进行溢流泄压，从而避免管
路爆裂事件。另外，本实施例中，高压溢流阀8的另一端安装在排油管路53
用于排出液压油的一端与联动阀门4之间是为了达到联动阀门4关闭时也可
以进行溢流泄压。
再请参照图4，可选的，在本发明一实施例中，井下安全阀系统400还
包括：蓄能器9，所述蓄能器9安装在所述第二管路52上。本实施例中，当
第二管路52内油压小于某一阈值时，例如，安全阀压力表7监控出第二管路
52内油压小于某一阈值时，安装在第二管路52上的蓄能器9开始补偿第二
管路52内的压力，从而起到稳定系统压力的作用。
再请参照图4，可选的，在本发明一实施例中，所述安全阀压力表7、所
述高压溢流阀8与所述蓄能器9依次按顺序安装在所述第二管路52上。本实
施例中，连通液压油增压装置2与井下安全阀3之间的第二管路52上，依次
设置蓄能器9、安全阀压力表7与高压溢流阀8。
需要说明的是，虽然上述各实施例是以图4为基础对安全阀压力表7、
高压溢流阀8及蓄能器9为例对本发明进行详细说明的。然而，本发明并不
以此为限制，在其他可行的实施方式中，安全阀压力表7、高压溢流阀8及
蓄能器9也可以基于图1、图2或图3等所示的安全阀系统。例如，图5所
示的安全阀系统，图5为本发明提供的又一个井下安全阀系统的结构示意图，
其具体工作原理可参见上述图1～图4的描述，此处不再赘述。
另外，还需要说明的是，虽然上述图4所示实施例中，安全阀压力表7、
高压溢流阀8及蓄能器9均设置与液控机房6的外部。然而，本发明并不以
此为限制，在其他可行的实施方式中，可根据需求设置安全阀压力表7、高
压溢流阀8及蓄能器9均与液控机房6的相对位置。例如，可将全阀压力表
7、高压溢流阀8及蓄能器9均设置与液控机房6的内部，或者，将其中之一
设置在液控机房6的内部，剩余的设置在液控机房6的外部。
另外，还需要说明的是，虽然上述图4所示实施例中，井下安全阀系统
400包含安全阀压力表7、高压溢流阀8及蓄能器9。然而，本发明并不以此
为限制，在其他可行的实施方式中，安全阀系统400可以仅包含其中之一或
其中之二。
可选的，在本发明一实施例中，液压油增压装置2为手动泵或电动泵。
可选的，在本发明一实施例中，井下安全阀3为SP型安全阀或NE型安
全阀。
可选的，在本发明一实施例中，联动阀门4为电磁阀。当液压油增压装
置2对第二管路52内的液压油增压时，电磁阀关闭；的那个第二管路52内
的液压油需要降压时，电磁阀打开。
可选的，在本发明一实施例中，联动阀门4为先导阀。井下安全阀系统
通过先导阀控制第二管路52内的液压油压力对先导阀的开闭进行控制。例
如，当液压油增压装置2对第二管路52内的液压油增压时，先导阀控制第二
管路52内的液压油加压，先导阀关闭；当第二管路52内的液压油需要降压
时，先导阀控制第二管路52内的液压油泄压，先导阀关闭。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对
其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通
技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，
或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并
不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。