一种易维护电控井下安全阀制造技术

本发明专利技术涉及一种易维护电控井下安全阀，其由驱动模块、侧拆封堵模块、智能监测模块、外部连接模块和密封模块组成。驱动模块包括电机、动力电池和双电源转换控制器等；侧拆封堵模块包括阀板、扭簧和销轴等；智能监测模块包括流量、压力感应元件和信号转换器等；外部连接模块包括上外管、下外管和盖板等；密封模块包括各接合处的密封件。本发明专利技术的有益效果是侧拆封堵模块可以从侧面取出或安装，便于保养、更换阀板和扭簧等易损的零部件；采用电机驱动滑套内管来启闭阀板，响应迅速；智能监测模块包含多种感应元件，能提供井下实时状况，及时为地面操作提供参考；采用双电源转换控制器，在电缆受损等紧急情况下能自动切换电源实现对阀门的关闭。门的关闭。门的关闭。

【技术实现步骤摘要】
一种易维护电控井下安全阀


[0001]本专利技术涉及石油与天然气开采、储气库注采智能装备领域，具体涉及一种易维护电控井下安全阀。

技术介绍

[0002]井下安全阀是一种广泛应用于油气井、储气库完井系统中的安全装置，其主要作用是保护油气井、储气库井中井完整性的安全和周围环境。井下安全阀能够在井口压力过高的情况下，迅速关闭内部阀门，阻止油气流不受控制地从井口冒出，防止井喷甚至人员伤亡等严重事故。当井身受到压力过大、井孔地层破碎或井筒严重磨损等外部因素影响时，井下安全阀也能关闭，保护井身不受损坏。井下安全阀在关闭后，能够避免油气外泄污染环境，保护生态环境。总的来说，井下安全阀是保障油气井安全和环境的关键设备，具有非常重要的作用。井下安全阀的种类很多，根据驱动方式可分为液压控制驱动、电控磁耦合驱动等。其中液压控制驱动最具有代表性。当前有可应用于现场的井下安全阀装置，但其在功能、效率等方面尚存在一些问题，主要包括如下几方面：
[0003](1)现有安全阀的阀门关闭装置多数设置为液压驱动或电磁驱动，液压驱动成本高、维护困难、下入深度受到制约、工作过程中会产生较高的噪声和振动、液压油容易受到污染和泄露，而电磁驱动通常配备的机械部件和电子部件较多，所以体积庞大，而且其能耗高噪声大、可靠性较差；
[0004](2)现有安全阀的零部件均是由内到外进行安装、配合，当安全阀被取出对阀门等核心部件进行检修、维保时，必须由外到内将所有部件拆卸后才能对阀门等进行检修或更换，完成检修后又要从内到外安装、配合，导致检修过程繁琐冗长、增加装配难度，装配后可能使得安全阀的可靠性降低；
[0005](3)现有安全阀装置在监测装置方面集成度不高，各类感应元件安装位置分散，检修、更换某一个感应元件时需要拆卸大量结构，更换感应元件过程比较耗时，需要精细化的操作；
[0006](4)现有安全阀装置在提供动力的电缆失效后的紧急情况下多数依靠弹簧等机械外力对阀门进行关闭，而这种机械外力对阀门关闭的稳定性和可靠性一般，不能保证在紧急情况下能可靠地对阀门进行关闭。
[0007]为了有效解决现有安全阀存在的不足，亟需专利技术一种易维护电控井下安全阀，以解决现有安全阀在使用过程中的若干问题，从而实现安全阀在井下简单、高效、安全、稳定地进行作业。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种易维护电控井下安全阀，本专利技术设置有驱动模块，该模块包含动力电池、电机、双电源转换控制器、螺杆、联轴器和滑套内管等，由电缆为电机提供动力，双电源转换控制器控制电机的转速和转向，进而带动螺杆的旋转使得
滑套内管可以上下移动，最终实现阀板的启闭，解决了传统安全阀的驱动装置为液压驱动的高成本、维护困难、工作过程中会产生较高的噪声和振动、液压油容易受到污染和泄露等问题和电磁驱动体积庞大，其能耗高噪声大、可靠性较差等问题；本专利技术设置有侧拆封堵模块，该模块包含阀板、侧拆阀板座、扭簧和销轴等，侧拆封堵模块可以从侧面将阀板、扭簧等核心部件整体取出检修或更换，解决了传统安全阀装置在对内部阀门等核心部件进行维保检修时，必须由外到内将所有部件拆卸后才能对阀门等核心部件进行检修或更换，完成检修后又要由内到外安装、配合，导致检修过程繁琐冗长、增加装配难度，可能使得装配后的安全阀可靠性降低等问题；本专利技术设置有智能监测模块，该模块包含流量感应元件、气体感应元件、温度感应元件、压力感应元件和信号转换器，将4种类型的感应元件集成安装在安全阀侧面，实现了对井下环境实时、准确和全面的监测，此外还可以根据现场需要监测的实际情况选择不同类型的感应元件对上述4种感应元件进行替换，实现个性化定制监测，解决了传统安全阀装置的感应元件安装位置分散、安装类型不足和更换过程费时繁琐等问题；本专利技术设置有双电源转换控制器和动力电池，当电缆在作业时被破坏后无法为电机提供动力后，此时双电源转换控制器可以切换动力电池作为电机的电源来驱动电机对阀门进行关闭，解决了传统安全阀在电缆被破坏等紧急情况下仅依靠弹簧等机械外力对阀门关闭的可靠性一般等问题。
[0009]本专利技术专利解决其技术问题所采用以下技术方案是：一种易维护电控井下安全阀，该安全阀由驱动模块、侧拆封堵模块、智能监测模块、外部连接模块和密封模块组成。驱动模块包括电机、动力电池、双电源转换控制器、螺杆、螺杆密封套、滑套内管、复位弹簧和联轴器，其中动力电池安装在上外管的电池仓内，双电源转换控制器和电机安装在上外管的电机仓内，螺杆通过联轴器和电机相连，螺杆密封套将螺杆与电机仓的接口处密封，滑套内管安装在上外管内，螺杆和滑套内管的螺纹孔Ⅲ连接，复位弹簧套在滑套内管上并安装在滑套内管和下外管之间，电缆从电缆线通道Ⅱ连接地面平台并可以为电机和信号转换器提供动力，双电源转换控制器控制电机的转向和转速，电机正转时带动螺杆正转，螺杆正转使得滑套内管向下运动，滑套内管的下端撑开在扭簧作用下的阀板，此时复位弹簧被压缩，当电机反转时带动螺杆反转，螺杆反转使得滑套内管向上运动，滑套内管的下端失去对阀板的推力，在扭簧作用下的阀板关闭；侧拆封堵模块包括阀板、侧拆阀板座、扭簧、销轴和螺栓Ⅰ，其中扭簧和阀板通过销轴安装在侧拆阀板座上，密封圈Ⅰ安装在密封圈槽Ⅰ内，螺栓Ⅰ将侧拆阀板座固定在下外管的矩形环空内；智能监测模块包括流量感应元件、气体感应元件、温度感应元件、压力感应元件和信号转换器，其中流量感应元件、气体感应元件、温度感应元件和压力感应元件均通过螺纹连接安装在上外管内并用盖板密封，信号转换器安装在上外管的信号转换器仓内；外部连接模块包括上外管、下外管、上接头、下接头、盖板和螺栓Ⅱ，其中上外管和下外管通过螺纹连接，上接头通过螺纹连接安装在上外管上端，下接头通过螺纹连接安装在下外管下端，盖板嵌入地安装在上外管侧面并用螺栓Ⅱ将其固定在上外管侧面；密封模块包括密封圈Ⅰ、密封垫片Ⅰ、密封垫片Ⅱ、密封垫片Ⅲ和密封圈Ⅱ，密封圈Ⅰ安装在密封圈槽Ⅰ内，密封垫片Ⅰ安装在下接头和下外管之间，密封垫片Ⅱ安装在下外管和上外管之间，密封垫片Ⅲ安装在上外管和上接头之间，密封圈Ⅱ安装在密封圈槽Ⅱ内。
[0010]所述的电缆是连接电机、双电源转换器和信号转换器的且能为电机、信号转换器和感应元件等提供能量。
[0011]所述的动力电池为大容量防水耐高压锂电池。
[0012]所述的双电源转换控制器能够接收来自地面监测台的指令从而控制电机的转速和转向，且能够自动切换电源。
[0013]所述的信号转换器通过电缆能实时将井下感应元件收集的信号传输给地面监测台，以便于地面监测台的工作人员发出操作指令。
[0014]所述的上接头设置为公扣端，便于和上部管柱接合。
[0015]所述的下接头设置为母扣端，便于和下部管柱接合。
[0016]所述的螺栓Ⅰ共有8颗，用于从侧面固定侧拆封堵模块。
[0017]所述的螺栓Ⅱ共有4颗，用于从侧面固定盖板。
[0018]本专利技术具有的有益效果是
[0019](1)将安全阀的驱动方式设置为电机驱动，用电缆连接地面平台为电机供能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种易维护电控井下安全阀，该安全阀由驱动模块、侧拆封堵模块、智能监测模块、外部连接模块和密封模块组成。驱动模块包括电机(4)、电缆(29)、动力电池(30)、双电源转换控制器(3)、螺杆(5)、螺杆密封套(6)、滑套内管(15)、复位弹簧(7)和联轴器(22)，其中动力电池(30)安装在上外管(8)的电池仓(8014)内，双电源转换控制器(3)和电机(4)安装在上外管(8)的电机仓(803)内，电缆(29)通过上外管(8)的电缆线通道Ⅱ(8016)与地面平台连接，密封盖(2)安装在密封盖仓(801)内并将双电源转换控制器(3)和电机(4)密封在上外管(8)的电机仓(803)内，联轴器(22)将螺杆(5)和电机(4)相连，螺杆密封套(6)将螺杆(5)与电机仓(803)的接口处密封，滑套内管(15)安装在上外管(8)内，螺杆(5)和滑套内管(15)的螺纹孔Ⅲ(1501)连接，复位弹簧(7)套在滑套内管(15)上并安装在滑套内管(15)和下外管(9)之间；侧拆封堵模块包括阀板(12)、侧拆阀板座(13)、扭簧(11)、销轴(10)和螺栓Ⅰ(21)，其中扭簧(11)和阀板(12)通过销轴(10)安装在侧拆阀板座(13)上，螺栓Ⅰ(21)将侧拆阀板座(13)固定在下外管(9)的矩形环空(902)内；智能监测模块包括流量感应元件(17)、气体感应元件(18)、温度感应元件(19)、压力感应元件(20)和信号转换器(31)，其中流量感应元件(17)安装在带螺纹的感应元件仓Ⅰ(808)内，气体感应元件(18)安装在带螺纹的感应元件仓Ⅱ(809)内，温度感应元件(19)安装在带螺纹的感应元件仓Ⅲ(8010)内，压力感应元件(20)安装在带螺纹的感应元件仓Ⅳ(8011)内，信号转换器(31)安装在上外管(8)的信号转换器仓(8015)内；外部连接模块包括上外管(8)、下外管(9)、上接头(1)、下接头(14)、盖板(16)和螺栓Ⅱ(23)，其中上外管(8)和下外管(9)通过螺纹连接，盖板(16)嵌入安装在矩形槽(807)内并用螺栓Ⅱ(23)固定在上外管(8)上，上接头(1)通过螺纹连接安装在上外管(8)的上端，下接头(14)通过螺纹连接安装在下外管(9)的下端；密封模块包括密封圈Ⅰ(24)、密封垫片Ⅰ(25)、密封垫片Ⅱ(26)、密封垫片Ⅲ(27)和密封圈Ⅱ(28)，密封圈Ⅰ(24)安装在侧拆阀板座(13)的密封圈槽Ⅰ(1304)内，密封垫片Ⅰ(25)安装在下接头(14)和下外管(9)之间，密封垫片Ⅱ(26)安装在下外管(9)和上外管(8)之间，密封垫片Ⅲ(27)安装在上外管(8)和上接头(1)之间，密封圈Ⅱ(28)安装在盖板(16)的密封圈槽Ⅱ(1603)内。2.根据权利要求1所述的一种易维护电控井下安全阀，其特征在于：所述上外管(8)设有密封盖仓(801)、电缆线通道Ⅰ(802)、电机仓(803)、内螺纹Ⅰ(804)、轴向半圆柱(805)、内螺纹Ⅱ(806)、矩形槽(807)、带螺纹的感应元件仓Ⅰ(808)、带螺纹的感应元件仓Ⅱ(809)、带螺纹的感应元件仓Ⅲ(8010)、带螺纹的感应元件仓Ⅳ(8011)、内螺纹Ⅲ(8012)、4个螺纹孔
Ⅴ
(8013)、电池仓(8014)、信号转换器仓(8015)和电缆线通道Ⅱ(8016)，密封盖仓(801)用于安装密封盖(2)，电缆线通道Ⅰ(802)是信号转换器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓慧，莫丽，肖枭，唐洋，赵金海，袁光杰，袁国海，王金忠，高翔，王国荣，邓府，范黎明，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：