申请/专利权人：维特力(深圳)流体工程有限公司

申请日：2018-05-16

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108412820B

主分类号：F15B1/02

分类号：F15B1/02;E21B34/02;E21B33/03

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.09.11#实质审查的生效;2018.08.17#公开

摘要：本发明公开了一种30000Psi超高压井口安全控制系统，包括高压液压系统、超高压井下安全阀液控主干路、低压控制系统；所述高压液压系统包括井上安全阀液控主干路，所述井上安全阀液控主干路包括井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路；所述低压控制系统包括易熔塞控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路；所述超高压井下安全阀液控主干路将压力提高到30000psi来满足被控制对象井下安全阀的开启需要；所述易熔塞控制支路通过泄压引起井下安全阀及井上安全主阀和井上安全翼阀的关断。本发明解决了现有常规井口控制盘在压力达到30000Psi无法实现全电液自动控制的难题，实现了超高压油气井的井口控制盘全电液自动化控制。

主权项：1.一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，包括高压液压系统、超高压井下安全阀液控主干路、低压控制系统；所述高压液压系统包括井上安全阀液控主干路，所述井上安全阀液控主干路的输入端与所述高压液压系统相连接，包括井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路，所述井上安全主阀支路和所述井上安全翼阀支路的输出端分别连接至井上安全主阀和井上安全翼阀；所述超高压井下安全阀液控主干路的输入端与高压液压系统相连接，输出端连接至井下安全阀；所述低压控制系统包括易熔塞控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路；所述易熔塞控制支路的输入端与高压液压系统相连接，并分别通过井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路与所述井上安全主阀支路、井上安全翼阀支路和超高压井下安全阀液控主干路相连接；所述易熔塞控制支路还包括依次串联的：第二调压阀、第五压力表、第五安全阀、第四蓄能器、充气阀、第四单向阀、第五压力变送器、易熔塞，所述第二调压阀的输入端连接在所述高压液压系统的第四安全阀和第一蓄能器之间的连接管线上，作为低压控制系统的压力源；还包括换向阀和阻尼孔，所述换向阀、阻尼孔与充气阀、第四单向阀组成自锁回路；按下充气阀后，易熔塞控制支路通过自锁回路自动微量补压，当井口发生火灾警情的时候，易熔塞熔化，使易熔塞控制支路泄压，引起井下安全阀及井上安全主阀和井上安全翼阀的关断；所述井上安全主阀支路包括依次串联的：第二先导阀、第二压力表、第二安全阀、第二压力变送器、第二快速释放阀，所述第二先导阀的输入端与所述井上安全阀液控主干路的第二蓄能器相连接，所述第二快速释放阀的输出端连接至被控制对象井上安全主阀；所述井上安全翼阀支路包括依次串联的：第一先导阀、第一压力表、第一安全阀、第一压力变送器、第一快速释放阀，所述第一先导阀的输入端与所述井上安全阀液控主干路的第二蓄能器相连接，所述第一快速释放阀的输出端连接至被控制对象井上安全翼阀；所述超高压井下安全阀液控主干路包括依次串联的：超高压增压泵、第三单向阀、第三蓄能器、第三安全阀、第三先导阀、第三压力表、第三压力变送器，所述超高压增压泵的输入端连接在所述高压液压系统的第四压力表上，所述第三压力变送器的输出端连接至被控制对象井下安全阀；当高压液压系统将压力提高到5000Psi，再通过超高压增压泵将压力提高到30000psi来满足被控制对象井下安全阀的开启需要；所述井下安全阀先导控制支路包括第三电磁阀、第三延时阀、第三状态指示器；所述井上安全主阀先导控制支路包括第二电磁阀、第二延时阀、第二状态指示器；所述井上安全翼阀先导控制支路包括第一电磁阀；所述第三电磁阀、第二电磁阀、第一电磁阀依次串联，分别作为井下安全阀先导控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路的起始端；所述第三电磁阀的输入端连接在所述易熔塞控制支路的第四蓄能器和充气阀之间的连接管线上，所述第三电磁阀的出口端依次连接第三延时阀、第三状态指示器，所述第三状态指示器的输出端连接在所述超高压井下安全阀液控主干路的第三先导阀的先导端上；所述第二电磁阀的出口端依次连接第二延时阀、第二状态指示器，所述第二状态指示器的输出端连接在所述井上安全主阀支路的第二先导阀的先导端上；所述第一电磁阀的出口端连接在所述井上安全翼阀支路的第一先导阀的先导端上。

全文数据：—种30000Psi超高压井口安全控制系统技术领域[0001]本发明涉及井口安全控制系统，特别涉及一种30000Psi206MPa超高压井口安全控制系统。背景技术[0002]井口控制盘是油田安全生产的重要设备，当井场火灾或生产管线压力异常时，控制系统可以自动实现逻辑程序紧急关断和远程紧急关断。[0003]常规井口控制盘最高输出压力15000psi103MPa，为了满足超压油气田开发生产需要，要求井口控制盘工作压力达到30000psi206MPa，对于超过15000psi103MPa的井口控制盘，行业内一般采用电动柱塞栗和手动栗组合做为液压动力源，超过15000psi103MPa的压力需要采用手动泵补压，因此该方式实现不了全电液的自动化控制，满足不了油气田无人值守井场的需求，或者采用气驱液栗做为液压动力源，但该方式需要油田提供氮气或压缩空气，需要油田额外配置空压机等增压设备。因此特别需要一种30000Psi206MPa的全电液的超高压井口控制系统，来解决超高压井口控制盘全电液控制的技术难题，并实现超高压油气井的井口控制盘全电液自动化控制。发明内容[0004]本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种30000Psi206MPa超高压井口安全控制系统，本发明井口控制系统解决了现有常规井口控制盘在压力达到30000Psi206MPa无法实现全电液自动控制的难题，实现了超高压油气井的井口控制盘全电液自动化控制。[0005]本发明所采用的技术方案是:一种30000Psi超高压井口安全控制系统，包括高压液压系统、超高压井下安全阀液控主干路、低压控制系统；[0006]所述高压液压系统包括井上安全阀液控主千路，所述井上安全阀液控主干路的输入端与所述高压液压系统相连接，包括井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路，所述井上安全主阀支路和所述井上安全翼阀支路的输出端分别连接至井上安全主阀和井上安全翼阀；[0007]所述超高压井下安全阀液控主干路的输入端与高压液压系统相连接，输出端连接至井下安全阀；[0008]所述低压控制系统包括易熔塞控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路;所述易熔塞控制支路的输入端与高压液压系统相连接，并分别通过井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路与所述井上安全主阀支路、井上安全翼阀支路和超高压井下安全阀液控主干路相连接。[0009]进一步的，所述高压液压系统包括依次串联的：油箱、电动液压泵、第一单向阀、第四压力表、第四压力变送器、第四安全阀、第一蓄能器、第一调压阀。[0010]其中，所述高压液压系统还包括备用系统，所述备用系统与电动液压栗并联，包括相互连接的手动液压栗与第二单向阀，所述手动液压栗的输入端与所述油箱相连接，所述第二单向阀的输出端连接在所述第四压力表上。[0011]进一步的，所述井上安全阀液控主干路包括作为井上安全主阀和井上安全翼阀的应急动力源的第二蓄能器，所述第二蓄能器的输入端与所述高压液压系统的第一调压阀相连接，所述第二蓄能器的输出端分别连接所述井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路。[0012]其中，所述井上安全主阀支路包括依次串联的：第二先导阀、第二压力表、第二安全阀、第二压力变送器、第二快速释放阀，所述第二先导阀的输入端与所述井上安全阀液控主干路的第二蓄能器相连接，所述第二快速释放阀的输出端连接至被控制对象井上安全主阀。[0013]其中，所述井上安全翼阀支路包括依次串联的：第一先导阀、第一压力表、第一安全阀、第一压力变送器、第一快速释放阀，所述第一先导阀的输入端与所述井上安全阀液控主干路的第二蓄能器相连接，所述第一快速释放阀的输出端连接至被控制对象井上安全翼阀。[0014]进一步的，所述超高压井下安全阀液控主干路包括依次串联的:超高压增压栗、第三单向阀、第三蓄能器、第三安全阀、第三先导阀、第三压力表、第三压力变送器，所述超高压增压栗的输入端连接在所述高压液压系统的第四压力表上，所述第三压力变送器的输出端连接至被控制对象井下安全阀；当高压液压系统将压力提高到5〇〇〇Psi，再通过超高压增压泵将压力提高到30000psi来满足被控制对象井下安全阀的开启需要。[0015]进一步的，所述易熔塞控制支路包括依次串联的：第二调压阀、第五压力表、第五安全阀、第四蓄能器、充气阀、第四单向阀、第五压力变送器、易熔塞，所述第二调压阀的输入端连接在所述高压液压系统的第四安全阀和第一蓄能器之间的连接管线上，作为低压控制系统的压力源;还包括换向阀和阻尼孔，所述换向阀、阻尼孔与充气阀、第四单向阀组成自锁回路;按下充气阀后，易熔塞控制支路通过自锁回路自动微量补压，当井口发生火灾警情的时候，易熔塞熔化，使易熔塞控制支路泄压，引起井下安全阀及井上安全主阀和井上安全翼阀的关断。[0016]其中，所述井下安全阀先导控制支路包括第三电磁阀、第三延时阀、第三状态指示器;所述井上安全主阀先导控制支路包括第二电磁阀、第二延时阀、第二状态指示器;所述井上安全翼阀先导控制支路包括第一电磁阀;所述第三电磁阀、第二电磁阀、第一电磁阀依次串联，分别作为井下安全阀先导控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路的起始端；[0017]所述第三电磁阀的输入端连接在所述易熔塞控制支路的第四蓄能器和充气阀之间的连接管线上，所述第三电磁阀的出口端依次连接第三延时阀、第三状态指示器，所述第三状态指示器的输出端连接在所述超高压井下安全阀液控主干路的第三先导阀的先导端上；[0018]所述第二电磁阀的出口端依次连接第二延时阀、第二状态指示器，所述第二状态指示器的输出端连接在所述井上安全主阀支路的第二先导阀的先导端上；[0019]所述第一电磁阀的出口端连接在所述井上安全翼阀支路的第一先导阀的先导端上。[0020]本发明的有益效果是:本发明井口安全控制系统解决了现有常规井口控制盘在压力达到30000PSi206MPa无法实现全电液自动控制的难题，实现了超高压油气井的井口控制盘全电液自动化控制。本发明满足了超压油气田开发生产的要求。附图说明[0021]图1:本发明一种3〇OOOPsi超高压井口安全控制系统原理图。[0022]附图标注：1、油箱;2、电动液压泵;3、手动液压泵;4、第一单向阀；5、第二单向阀；6、第四压力表;7、第四压力变送器;8、第四安全阀;9、第一蓄能器;1〇、第一调压阀；11、超高压增压泵；12、第三单向阀；13、第三蓄能器；14、第二调压阀；15、第五压力表;16、第四蓄能器；17、充气阀；I8、第四单向阀；19、换向阀；20、阻尼孔;21、第五压力变送器;22、易熔塞；23、第五安全阀；24、第三电磁阀；25、第二电磁阀；26、第一电磁阀；27、第一先导阀；28、第一压力表;29、第一压力变送器;30、第一快速释放阀；31、井上安全翼阀；32、第二延时阀；33、第二状态指示器;M、第一安全阀；35、第二压力表；36、第二压力变送器;37、第二快速释放阀；38、井上安全主阀；39、第二先导阀；40、第二安全阀；41、第三延时阀；42、第三状态指示器;幻、第三先导阀；44、第三压力表;45、第三压力变送器;46、井下安全阀;47、第三安全阀;48、第二蓄能器。具体实施方式[0023]为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：[0024]如附图1所示，一种30000Psi超高压井口安全控制系统，包括高压液压系统、超高压井下安全阀液控主干路、低压控制系统。[0025]所述高压液压系统作为井上安全阀液控主干路和超高压井下安全阀液控主千路的动力源，包括依次串联的：油箱1、电动液压栗2、第一单向阀4、第四压力表6、第四压力变送器7、第四安全阀8、第一蓄能器9、第一调压阀10。其次，所述高压液压系统还包括备用系统，所述备用系统与电动液压栗2并联，包括相互连接的手动液压泵3与第二单向阀5,所述手动液压栗3作为备用栗，所述手动液压泵3的输入端与所述油箱1相连接，所述第二单向阀5的输出端连接在所述第四压力表6上。第四压力表6显示泵的输出压力。[0026]所述高压液压系统包括井上安全阀液控主千路，所述井上安全阀液控主干路的输入端与所述高压液压系统相连接，包括井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路，所述井上安全主阀支路和所述井上安全翼阀支路的输出端分别连接至井上安全主阀38和井上安全翼阀31;[0027]其中，所述井上安全阀液控主干路包括第二蓄能器48,所述第二蓄能器48的输入端与所述高压液压系统的第一调压阀10相连接，所述第二蓄能器48的输出端分别连接所述井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路;所述第二蓄能器48作为井上安全主阀38和井上安全翼阀31的应急动力源。[0028]其中，所述井上安全主阀支路包括依次串联的：第二先导阀39、第二压力表35、第二安全阀40、第二压力变送器36、第二快速释放阀37,所述第二先导阀39的输入端与所述井上安全阀液控主干路的第二蓄能器48相连接，所述第二快速释放阀37的输出端连接至被控制对象井上安全主阀38;[0029]其中，所述井上安全翼阀支路包括依次串联的：第一先导阀27、第一压力表28、第一安全阀34、第一压力变送器29、第一快速释放阀30,所述第一先导阀27的输入端与所述井上安全阀液控主干路的第二蓄能器48相连接，所述第一快速释放阀30的输出端连接至被控制对象井上安全翼阀31。[0030]所述超高压井下安全阀液控主干路的输入端与高压液压系统相连接，输出端连接至井下安全阀46。所述超高压井下安全阀液控主干路包括依次串联的:超高压增压泵11、第三单向阀12、第三蓄能器13、第三安全阀47、第三先导阀43、第三压力表44、第三压力变送器45，所述超高压增压栗11的输入端连接在所述高压液压系统的第四压力表6上，所述第三压力变送器45的输出端连接至被控制对象井下安全阀46;当高压液压系统将压力提高到5000Psi34MPa，再通过超高压增压泵11将压力提高到30000psi206MPa来满足被控制对象井下安全阀46的开启需要。[0031]所述低压控制系统包括易熔塞控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路;所述易熔塞控制支路的输入端与高压液压系统相连接，并分别通过井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路与所述井上安全主阀支路、井上安全翼阀支路和超高压井下安全阀液控主干路相连接；[0032]其中，所述易熔塞控制支路包括依次串联的:第二调压阀14、第五压力表15、第五安全阀23、第四蓄能器16、充气阀17、第四单向阀18、第五压力变送器21、易熔塞22,所述第二调压阀14的输入端连接在所述高压液压系统的第四安全阀8和第一蓄能器9之间的连接管线上，作为低压控制系统的压力源;所述易熔塞控制支路还包括换向阀19和阻尼孔20,所述换向阀19、阻尼孔20与充气阀17、第四单向阀18组成自锁回路;按下充气阀17后，易熔塞控制支路通过自锁回路自动微量补压，当井口发生火灾警情的时候，易熔塞22熔化，使易熔塞控制支路泄压，引起井下安全阀46及井上安全主阀38和井上安全翼阀31的关断；[0033]其中，所述井下安全阀先导控制支路包括第三电磁阀24、第三延时阀41、第三状态指示器42;所述井上安全主阀先导控制支路包括第二电磁阀25、第二延时阀32、第二状态指示器33;所述井上安全翼阀先导控制支路包括第一电磁阀26;所述第三电磁阀24、第二电磁阀25、第一电磁阀26依次串联，分别作为井下安全阀先导控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路的起始端；[0034]所述第三电磁阀24的输入端连接在所述易熔塞控制支路的第四蓄能器16和充气阀17之间的连接管线上，所述第三电磁阀24的出口端依次连接第三延时阀41、第三状态指示器42,所述第三状态指示器42的输出端连接在所述超高压井下安全阀液控主干路的第三先导阀43的先导端上；所述第二电磁阀25的出口端依次连接第二延时阀32、第二状态指示器33,所述第二状态指示器33的输出端连接在所述井上安全主阀支路的第二先导阀39的先导端上;所述第一电磁阀26的出口端连接在所述井上安全翼阀支路的第一先导阀27的先导端上。[0035]当易熔塞22熔化或者第三电磁阀24失电时，会引起安全阀的关断，首先关闭井上安全翼阀31，其次通过第二延时阀32延时15s关断井上安全主阀38,通过第三延时阀41延时30s关断井下安全阀46。L〇〇36」纷上，本发明井口控制系统通过压超高压井下安全阀液控主干路、低压控制系统等多种功能，适用于超高压油气井的井口控制盘全电液自动化控制需要。[0037]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，包括高压液压系统、超高压井下安全阀液控主干路、低压控制系统；所述高压液压系统包括井上安全阀液控主干路，所述井上安全阀液控主干路的输入端与所述高压液压系统相连接，包括井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路，所述井上安全主阀支路和所述井上安全翼阀支路的输出端分别连接至井上安全主阀和井上安全翼阀；所述超高压井下安全阀液控主干路的输入端与高压液压系统相连接，输出端连接至井下安全阀；所述低压控制系统包括易熔塞控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路;所述易熔塞控制支路的输入端与高压液压系统相连接，并分别通过井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路和井下安全阀先导控制支路与所述井上安全主阀支路、井上安全翼阀支路和超高压井下安全阀液控主干路相连接。2.根据权利要求1所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述高压液压系统包括依次串联的：油箱、电动液压泵、第一单向阀、第四压力表、第四压力变送器、第四安全阀、第一蓄能器、第一调压阀。3.根据权利要求2所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述高压液压系统还包括备用系统，所述备用系统与电动液压栗并联，包括相互连接的手动液压泵与第二单向阀，所述手动液压泵的输入端与所述油箱相连接，所述第二单向阀的输出端连接在所述第四压力表上。4.根据权利要求1所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述井上安全阀液控主干路包括作为井上安全主阀和井上安全翼阀的应急动力源的第二蓄能器，所述第二蓄能器的输入端与所述高压液压系统的第一调压阀相连接，所述第二蓄能器的输出端分别连接所述井上安全主阀支路和井上安全翼阀支路。5.根据权利要求1所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述井上安全主阀支路包括依次串联的:第二先导阀、第二压力表、第二安全阀、第二压力变送器、第二快速释放阀，所述第二先导阀的输入端与所述井上安全阀液控主千路的第二蓄能器相连接，所述第二快速释放阀的输出端连接至被控制对象井上安全主阀。6.根据权利要求1所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述井上安全翼阀支路包括依次串联的:第一先导阀、第一压力表、第一安全阀、第一压力变送器、第一快速释放阀，所述第一先导阀的输入端与所述井上安全阀液控主干路的第二蓄能器相连接，所述第一快速释放阀的输出端连接至被控制对象井上安全翼阀。7.根据权利要求1所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述超高压井下安全阀液控主干路包括依次串联的：超高压增压泵、第三单向阀、第三蓄能器、第三安全阀、第三先导阀、第三压力表、第三压力变送器，所述超高压增压泵的输入端连接在所述高压液压系统的第四压力表上，所述第三压力变送器的输出端连接至被控制对象井下安全阀；当高压液压系统将压力提高到5〇〇〇Psi，再通过超高压增压泵将压力提高到30000psi来满足被控制对象井下安全阀的开启需要。8.根据权利要求1所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述易熔塞控制支路包括依次串联的：第二调压阀、第五压力表、第五安全阀、第四蓄能器、充气阀、第四单向阀、第五压力变送器、易熔塞，所述第二调压阀的输入端连接在所述高压液压系统的第四安全阀和第一蓄能器之间的连接管线上，作为低压控制系统的压力源;还包括换向阀和阻尼孔，所述换向阀、阻尼孔与充气阀、第四单向阀组成自锁回路;按下充气阀后，易熔塞控制支路通过自锁回路自动微量补压，当井口发生火灾警情的时候，易熔塞熔化，使易熔塞控制支路泄压，引起井下安全阀及井上安全主阀和井上安全翼阀的关断。9.根据权利要求1所述的一种30000Psi超高压井口安全控制系统，其特征在于，所述井下安全阀先导控制支路包括第三电磁阀、第三延时阀、第三状态指示器;所述井上安全主阀先导控制支路包括第二电磁阀、第二延时阀、第二状态指示器;所述井上安全翼阀先导控制支路包括第一电磁阀；所述第三电磁阀、第二电磁阀、第一电磁阀依次串联，分别作为井下安全阀先导控制支路、井上安全主阀先导控制支路、井上安全翼阀先导控制支路的起始端；所述第三电磁阀的输入端连接在所述易熔塞控制支路的第四蓄能器和充气阀之间的连接管线上，所述第三电磁阀的出口端依次连接第三延时阀、第三状态指示器，所述第三状态指示器的输出端连接在所述超高压井下安全阀液控主干路的第三先导阀的先导端上；所述第二电磁阀的出口端依次连接第二延时阀、第二状态指示器，所述第二状态指示器的输出端连接在所述井上安全主阀支路的第二先导阀的先导端上；所述第一电磁阀的出口端连接在所述井上安全翼阀支路的第一先导阀的先导端上。

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