一种油气井口安全截断装置.pdf

一种油气井口安全截断装置
    技术领域：一种油气井口安全截断装置，用于对高压油气井井口的安全控制，属于机电一体化石油天然气安全生产的装备制造技术领域。

    现有技术：在现有技术中，在高压油气井的生产过程中，由于各种不同的原因，常常会发生漏气、起火、爆管等紧急情况，发生这些情况时，如果不能及时关闭井口，泄出的石油天然气就会大量从井中涌出，有害气体对环境和生命造成极大的危害，为了能在事故发生之前就及时关闭井口，目前采用的截断装置在火焰探测方面用的是熔断式火焰探测器，在井口压力的检测方面采用的是感测压力导阀进行压力检测，然后由通道设置在闸板上部的上通式气动截止阀执行关闭或开启井口的工作，上通式气动截止阀依靠获得背压而将设置在其执行机构中的弹簧压下，并推动闸板向下开启闸板，如果发生火灾的情况时，火焰将熔断器融化，或者由于爆管造成的压力急降，信号就会传给控制装置，并切断输给感测压力导阀的背压气源，由于感测压力导阀是依靠输入的气体压力与阀中的弹簧产生平衡而接通输给下通式气动截止阀所需的气体，所以，一旦感测压力导阀失去压力，就会关闭给下通式气动截止阀供气的通道，下通式气动截止阀失去了压力，活塞就会在弹簧地作用下被推向上方而关闭阀中的闸板；现有技术的缺点是：熔断式火焰探测器需要在火燃起后将其中的可融片融化后才能起作用，因此其反应很慢，下通式气动截止阀是依靠设置在其中的弹簧复位而推动活塞并关闭闸板的，但是由于油气井口安全截断装置是一种安全保护装置，在日常的生产中不会经常动作，而且由于其执行气体就是从气井采出的井口气，这些气体中含有大量的腐蚀物质，长时间的不动和天然气的腐蚀就有可能对复位弹簧造成严重的问题，使其在需要复位时而不能复位，并因此造成事故。

    本实用新型的目的是要设计一种由单片机控制进行井场火焰检测、由单片机控制对油气井的高、低压力、温度进行监测控制的高压油气井安全截断装置。

    发明内容：本实用新型是这样实现的：本实用新型包括气动截止阀和控制装置，气动截止阀执行机构中的活塞16由上下气缸进气推动，并且是独立供气推动，气动截止阀中的闸板通孔21开在闸板20的下部，为下通式气动截止阀；控制装置包括单片机，紫外线火焰探测器1、高、低压压力传感器12和14和温度传感器15；紫外线火焰探测器1，高低压压力传感器12和14以及温度传感器15分别将测到的火情、运行压力状况和温度状况传输给控制箱中的单片机，单片机将获得的数据与设定的数值进行比对，然后作出关闭或者继续运行的决定，以达到对油气井井口天然气生产的监控，实现在发生紧急情况下对油气井的截断。

    本实用新型的优点是：由于采用了紫外线火焰探测器对火焰进行检测，并由单片机对获得的信息进行判断，具有准确、反应快的特点；采用高低压压力传感器对运行压力进行检测，由单片机进行判断，可以对运行中的压力、温度进行实时直观的显示和监控，而且同样具有反应准确、执行快速的特点，同时，由于气动截止阀的活塞是由上下气缸分别进气推动向上或者现下，使用的执行气体是独立提供的，因此，没有弹簧，也没有弹簧被腐蚀的问题。

    附图说明：

    图1为本实用新型的装配示意图。

    图2为本实用新型气动截止阀的放大截面结构示意图。

    具体实施方案：下面结合附图给出本实用新型的实施例，本实用新型包括气动截止阀6和控制装置，在所述气动截止阀6的阀体内出口端设置有一个密封套23，密封套23与气动截止阀6的阀体内出口端设置有密封圈22，气动截止阀闸板20的通孔21开在闸板的上端，在气动截止阀6的上部是一个执行气缸7，执行气缸7中设置有活塞16，活塞16的下端由活塞连杆18与设置在阀体内的闸板20相连接，为了密封，在活塞连杆18与阀体的接触面上设置有密封套19；在执行气缸7外部的上下端设置有输入高压气体的接管8和9；在采气井口3的上面设置有一个紫外线火焰探测器1；控制装置分别与设置在采气井口3上面的紫外线火焰探测器1、设置在采气井口出口端的高压传感器12、低压传感器14和温度传感器15相连接，高压传感器12安装在气动截止阀6与针形截流阀13之间，低压传感器14和温度传感器15设置在针形截流阀13的后面，为了限定火焰探测器1探测的范围，在紫外线火焰探测器1的外面设有一个喇叭口向下的罩子2；操作时，按下设置在控制箱11上的电源开关，通电后的油气井口安全截断装置就时刻处在警戒的状态下，同时可以在显示屏10上直观的读出运行状态的高压压力，低压压力，出口的温度和油气井口安全截断装置是处于关闭还是处于开启的情况；运行过程中如果井口的高压压力超过设定的值，高压传感器12就会将测到的数据传输给设置在控制箱11中的单片机，单片机经过与设定值的对比后，确定有危险时，就会立即报警并启动关闭截断装置的程序，启动关闭程序时，执行气通过接管8进入执行气缸17的上部，活塞16在压力的推动下向下移动而关闭截止阀；在运行过程中，如果在针形截流阀13以后的管道发生爆管，管道中的输气压力就会急剧下降，这时，设置在针形截流阀13后的低压传感器14就会将测到的数据传输给设置在控制箱11中的单片机，单片机经过与设定值的对比后，确定发生天然气有大量的泄漏时，就会立即报警并启动关闭截断装置的程序，执行气通过接管8进入执行气缸17的部，活塞16在压力的推动下向下移动而关闭截止阀；在发生超高压的危险情况或者泄漏的情况时，在发出报警的同时，具体的数据都会显示在显示屏10上，以便于工作人员判断和处理；在超高压的危险情况或者泄漏的情况处理完毕后，按下复位按钮，单片机会接通执行气体，使其通过接管9进入气缸17的下部并推动活塞16向上而开启气动截止阀6，恢复输气的运行；在生产过程中，如果井场发生火情，设置在采气井口3上方的紫外线火焰探测器1会立刻测到，并通过连接线4将信号传输给控制装置的单片机，单片机将立即报警，同时对获得的数据进行判断，如果数值大于设定的值，就会启动关闭截断装置的程序而关闭井口，如果测得的数值在许可的范围内，在设定延时后，将会恢复正常的运行，为了不扩大火焰的探测范围，在火焰探测器1的上方设置有一个喇叭口向下的罩子2，喇叭口的角度可根据实际需要调整。