本发明专利技术公开了一种电控径向启闭井下安全阀，它包括上接头、中心管、空心轴电机、旋转套筒、螺旋套筒、连接筒、阀板密封片安装基底、下接头、复位弹簧、封盖、阀门外壳、阀板启闭控制盘、阀板密封片Ⅰ、阀板密封片Ⅱ、旋转盘和固定块。本发明专利技术实现了井下安全阀电控驱动下的径向开启和关闭，解决了现有阀板因井下高压高速流体冲击作用，导致阀板受力不均而损坏变形的问题；实现了电机故障情况下井下安全阀的自动关闭，解决了现有电控式井下安全阀不具有失效保护机制的问题；实现了井下安全阀的启闭与驱动装置同步响应，解决了现有井下安全阀启闭过程响应速度慢的问题。本发明专利技术具有适应性更好、响应速度更快，作业安全性更高的特点。作业安全性更高的特点。作业安全性更高的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种电控径向启闭井下安全阀
[0001]本专利技术涉及石油与天然气工程及储气库领域，特别涉及一种电控径向启闭井下安全阀。
技术介绍
[0002]井下安全阀是一种在油气开采和储气库作业中广泛应用的关键设备。其主要功能是在井口处监测和控制井下油气流的压力，当发生异常情况，如井口压力超过正常范围、井下设备失效等，井下安全阀能够迅速关闭，停止井口产量，保障井口安全并防止异常情况的发生。
[0003]现有井下安全阀从控制方式上分类，主要有液控式和电控式两种。通过调研，现有井下安全阀在使用中仍然存在诸多问题，主要如下：
[0004](1)传统井下安全阀采用液压驱动，但液压驱动存在成本高、难以维护、下入深度受限等一系列问题；而现有电控安全阀因需要大量机械和电子部件，而存在体积庞大、能耗高等问题。
[0005](2)现有井下安全阀的启闭都是通过中心管下行和上行驱动阀板实现，虽然现有液控式井下安全阀具有失效保护机制，即液压管线受损时，中心管可在复位弹簧的推动下上行使井下安全阀关闭，但现有电控式井下安全阀因采用电机驱动滚珠丝杆带动中心管下行和上行而导致电机失效时中心管无法在复位弹簧的推动下返回，而存在不具有失效保护机制的问题。
[0006](3)现有井下安全阀关闭瞬间，阀板会因井下高压高速流体冲击作用，导致阀板受力不均而损坏变形，从而失去井下安全阀高压封堵的功能。
[0007](4)现有井下安全阀的启闭都是通过中心管驱动阀板进行，但中心管下行和上行都需要一定的时间，使得井下安全阀启闭响应速度较慢；而灾难的发生往往在毫秒间，将造成井涌和井喷等事故。
[0008](5)现有井下安全阀的中心管具有直径大，重力大等缺点；在井下安全阀关闭过程中，中心管退回时会引起振动和冲击负荷，加速阀门内部件的磨损和损坏，这会缩短安全阀的使用寿命，并增加维护和更换的频率和成本。
[0009]综上，亟需专利技术一种电控径向启闭井下安全阀，以解决现有液控及电控井下安全阀在使用过程中存在的上述问题，从而有效提高井下安全阀的适应性、响应性和安全性。
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种电控径向启闭井下安全阀。本专利技术采用空心轴电机，实现了井下安全阀的纯电控制，解决了现有液控式井下安全阀成本高、难以维护、下入深度受限等一系列问题和现有电控式井下安全阀因需要大量机械和电子部件，而存在体积庞大、能耗高等问题；本专利技术采用旋转套筒驱动中心管在螺旋套筒的滑槽上滑动，使中心管旋转推出，因螺旋套筒上滑槽的螺旋升角大于当量摩擦角，在电机故
障的情况下，中心管可在复位弹簧的间接推动下反向旋转退回，实现了电机故障情况下井下安全阀的自动关闭，解决了现有电控式井下安全阀不具有失效保护机制的问题；本专利技术采用阀板启闭控制盘驱动阀板密封片Ⅰ和阀板密封片Ⅱ在阀板安装基底上径向滑动，以完成井下安全阀的径向启闭，实现了井下安全阀高压启闭过程中阀板所受力均匀变化，解决了现有阀板因井下高压高速流体冲击作用，导致阀板受力不均而损坏变形的问题；本专利技术采用旋转盘，由于旋转盘安装在中心管上，且旋转盘与阀板启闭控制盘轴向连接，电机动力可即时的通过中心管上的旋转盘传递到阀板启闭控制盘上，实现了井下安全阀的启闭与驱动装置同步响应，解决了现有井下安全阀启闭响应速度慢的问题，同时减缓了井下安全阀内部部件的磨损和损坏，提高了井下安全阀的使用寿命和可靠性。
[0011]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电控径向启闭井下安全阀，其特征在于：它包括上接头、中心管、空心轴电机、旋转套筒、螺旋套筒、连接筒、阀板密封片安装基底、下接头、复位弹簧、封盖、阀门外壳、阀板启闭控制盘、阀板密封片Ⅰ、阀板密封片Ⅱ、旋转盘和固定块；所述中心管中端设有两圆柱凸台Ⅰ，上端设有外螺纹，所述旋转盘下端设有内螺纹，上端周向均布设有传动凹槽，所述阀板启闭控制盘设有密封槽Ⅳ，上端周向均布设有传动凸块，中端均布设有角度限位槽，下端均布设有圆柱凸台Ⅱ，所述阀板密封片Ⅰ设有密封槽
Ⅴ
、移动凸台Ⅰ、密封凸起Ⅰ、移动槽Ⅰ和挡流凸起，所述阀板密封片Ⅱ设有密封槽
Ⅵ
、移动凸台Ⅱ、密封凸起Ⅱ和移动槽Ⅱ，所述阀板密封片安装基底设有密封槽Ⅲ，上端周向均布设有阀板密封片导向槽、台柱和螺纹孔Ⅲ，下端周向均布设有螺纹孔Ⅱ，所述上接头通过螺纹与与连接筒连接，所述空心轴电机安装在上接头内，所述旋转套筒与空心轴电机通过螺栓连接，所述螺旋套筒安装在旋转套筒外，所述中心管安装在旋转套筒内，所述旋转盘上内螺纹与中心管上外螺纹连接，所述传动凸块安装在旋转盘上的传动凹槽内，所述角度限位槽用于安装台柱进而限定阀板启闭控制盘的旋转角度，所述阀板密封片Ⅰ和阀板密封片Ⅱ周向交替安装在阀板启闭控制盘和阀板密封片安装基底之间，所述圆柱凸台Ⅱ安装在阀板密封片Ⅰ的移动槽Ⅰ和阀板密封片Ⅱ的移动槽Ⅱ内，所述移动凸台Ⅰ和移动凸台Ⅱ安装在阀板密封片导向槽内，所述密封凸起Ⅰ安装在密封槽
Ⅵ
内，所述密封凸起Ⅱ安装在密封槽
Ⅴ
内，所述固定块与台柱上螺纹孔Ⅲ连接，将阀板启闭控制盘与阀板密封片安装基底连接，所述阀门外壳安装在连接筒内，所述复位弹簧安装在阀门外壳外，所述下接头通过螺纹与连接筒连接。
[0012]所述上接头设有电机安装槽、密封槽Ⅰ和电缆连接通道，所述电机安装槽用于安装空心轴电机。
[0013]所述中心管设有上管壁和下管壁，所述上管壁相较于下管壁厚。
[0014]所述旋转套筒设有直槽，下端周向均布设有通孔Ⅰ，所述直槽用于安装圆柱凸台Ⅰ。
[0015]所述螺旋套筒设有滑槽，所述滑槽的螺旋升角大于当量摩擦角，所述滑槽用于安装圆柱凸台Ⅰ。
[0016]所述连接筒上设有封片安装槽、台阶Ⅰ、台阶Ⅱ、密封槽Ⅱ和矩形槽，所述封盖嵌入安装在封片安装槽内，所述阀门外壳安装在台阶Ⅰ和台阶Ⅱ之间。
[0017]所述阀门外壳下端设有圆周凸块，中端周向均布设有通孔Ⅱ，所述圆周凸块安装在所述矩形槽内，所述阀板密封片安装基底与阀门外壳通过螺钉连接。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019](1)实现了井下安全阀的纯电控制，无需复杂的配套设施，下入深度不受限制，且结构简单，体积小，不需要大量的电子元器件，降低了制造成本。
[0020](2)实现了电控式井下安全阀的失效保护机制，解决了其由于采用电机和复杂机构导致电控失效井下安全阀无法自动关闭的问题，提高了其作业的安全性。
[0021](3)实现了井下安全阀启闭的过程中阀板所受力均匀变化，提高了井下安全阀阀板的使用寿命和可靠性。
[0022](4)实现了井下安全阀的启闭动作与驱动装置同时响应，提高了井下安全阀启闭响应速度，可及时避免井涌和井喷等事故的发生。
[0023](5)减缓了井下安全阀内部部件的磨损和损坏，提高了井下安全阀的使用寿命和可靠性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术全剖示意图；
[0025]图2为本专利技术上接头的半剖本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电控径向启闭井下安全阀，其特征在于：它包括上接头(1)、中心管(2)、空心轴电机(3)、旋转套筒(4)、螺旋套筒(5)、连接筒(6)、阀板密封片安装基底(7)、下接头(8)、复位弹簧(9)、封盖(10)、阀门外壳(11)、阀板启闭控制盘(12)、阀板密封片Ⅰ(13)、阀板密封片Ⅱ(14)、旋转盘(15)和固定块(16)；所述中心管(2)中端设有两圆柱凸台Ⅰ(201)，上端设有外螺纹(202)，所述旋转盘(15)下端设有内螺纹(1502)，上端周向均布设有传动凹槽(1501)，所述阀板启闭控制盘(12)设有密封槽Ⅳ(1204)，上端周向均布设有传动凸块(1201)，中端均布设有角度限位槽(1202)，下端均布设有圆柱凸台Ⅱ(1203)，所述阀板密封片Ⅰ(13)设有密封槽
Ⅴ
(1301)、移动凸台Ⅰ(1302)、密封凸起Ⅰ(1303)、移动槽Ⅰ(1304)和挡流凸起(1305)，所述阀板密封片Ⅱ(14)设有密封槽
Ⅵ
(1401)、移动凸台Ⅱ(1402)、密封凸起Ⅱ(1403)和移动槽Ⅱ(1404)，所述阀板密封片安装基底(7)设有密封槽Ⅲ(705)，上端周向均布设有阀板密封片导向槽(701)、台柱(702)和螺纹孔Ⅲ(704)，下端周向均布设有螺纹孔Ⅱ(703)，所述上接头(1)通过螺纹与与连接筒(6)连接，所述空心轴电机(3)安装在上接头(1)内，所述旋转套筒(4)与空心轴电机(3)通过螺栓连接，所述螺旋套筒(5)安装在旋转套筒(4)外，所述中心管(2)安装在旋转套筒(4)内，所述旋转盘(15)上内螺纹(1502)与中心管(2)上外螺纹(202)连接，所述传动凸块(1201)安装在旋转盘(15)上的传动凹槽(1501)内，所述角度限位槽(1202)用于安装台柱(702)进而限定阀板启闭控制盘(12)的旋转角度，所述阀板密封片Ⅰ(13)和阀板密封片Ⅱ(14)周向交替安装在阀板启闭控制盘(12)和阀板密封片安装基底(7)之间，所述圆柱凸台Ⅱ(1203)安装在阀板密封片Ⅰ(13)的移动槽Ⅰ(1304)和阀板密封片Ⅱ(14)的移动槽Ⅱ(1404)内，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国荣，朱舒帝，唐洋，周明海，肖枭，张玉林，袁光杰，袁国海，王金忠，高翔，吴杰，李泽良，赵鹏，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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