本發(fā)明實(shí)施例涉及石油、天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井下安全閥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

井下安全閥是一種提供井下關(guān)井的安全設(shè)備，可在井口出現(xiàn)緊急情況時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程井下關(guān)井，從而為高壓油氣井的安全生產(chǎn)提供有力保障。井下安全閥系統(tǒng)由井下安全閥、控制管線和地面控制系統(tǒng)組成。國(guó)內(nèi)高壓氣井常用的井下安全閥屬于活瓣式安全閥，用于在地面以下關(guān)井，是一種常閉閥，該種井下安全閥與油井井筒連通，由液壓控制壓力打開，在液壓控制管線壓力關(guān)閉前一直保持打開狀態(tài)，液壓控制壓力通過控制管線從一個(gè)較遠(yuǎn)的地點(diǎn)傳遞壓力操作該閥。一般來說，井下安全閥包括：閥體、閥瓣、彈簧、流動(dòng)管、活塞及液壓控制管線入口，其中，流動(dòng)管與活塞連接，彈簧安裝在流動(dòng)管上，液壓控制管線與密閉油箱相連，流動(dòng)管位于安全閥內(nèi)部。工作時(shí)，液壓控制管線加壓后活塞推動(dòng)流動(dòng)管移動(dòng)，推開閥瓣，開啟安全閥；控制管線泄壓后，彈簧的彈力釋放使流動(dòng)管上移，關(guān)閉安全閥。

井下安全閥在使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)活塞密封性失效的情況，出現(xiàn)該情況后，油井井筒內(nèi)的天然氣進(jìn)入液壓控制管線，并通過液壓控制管線泄露或噴射到密閉油箱。當(dāng)密閉油箱內(nèi)的天然氣的壓力達(dá)到一定程度，大于密閉油箱的耐受力時(shí)，引發(fā)油箱爆炸，繼而引發(fā)密閉油箱著火，給高壓氣井的安全生產(chǎn)帶來極大的隱患。為消除活塞密封性失效帶來的隱患，現(xiàn)有技術(shù)中，由于井下安全閥地下深度一般為40～80米，因此，在石油、天然氣的開采過程中，只能通過實(shí)施修井作業(yè)來消除該安全閥活塞密封性失效帶來的隱患。

然而，由于井下安全閥地下深度一般為40～80米，導(dǎo)致高壓氣井修井作業(yè)費(fèi)用高昂、時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高。因此，如何提成一種井下安全閥系統(tǒng)實(shí) 為業(yè)界亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種井下安全閥系統(tǒng)，通過對(duì)井下安全閥控制回路進(jìn)行改造以實(shí)現(xiàn)消除高壓氣井安全生產(chǎn)的隱患并避免修井作業(yè)。

第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種井下安全閥系統(tǒng)，包括：液壓油容器(1)、液壓油增壓裝置(2)、井下安全閥(3)、聯(lián)動(dòng)閥門(4)、第一管路(51)、第二管路(52)、排油管路(53)，其中，

所述液壓油容器(1)，用于盛放液壓油；

所述液壓油增壓裝置(2)的進(jìn)液口與所述液壓油容器(1)通過所述第一管路(51)連通，所述液壓油增壓裝置(2)的出液口與所述井下安全閥(3)通過所述第二管路(52)連通；所述液壓油增壓裝置(2)用于在需要開啟所述井下安全閥(3)時(shí)，對(duì)所述第二管路(52)內(nèi)的液壓油增壓；

所述排油管路(53)的一端與所述第二管路(52)連通，另一端用于排出液壓油；

所述聯(lián)動(dòng)閥門(4)，安裝在所述排油管路(53)上，在所述液壓油增壓裝置(2)對(duì)所述第二管路(52)內(nèi)的液壓油增壓時(shí)關(guān)閉，在所述第二管路(52)內(nèi)的液壓油降壓時(shí)打開。

在第一個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述井下安全閥系統(tǒng)還包括：液控機(jī)房(6)，所述液壓油容器(1)、所述液壓油增壓裝置(2)及所述聯(lián)動(dòng)閥門(4)位于所述液控機(jī)房(6)內(nèi)部，所述排油管路(53)用于排出液壓油的一端位于所述液控機(jī)房(6)外部。

結(jié)合第一個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安全閥系統(tǒng)還包括：

開口式儲(chǔ)油箱(54)，設(shè)置在所述液控機(jī)房(6)的外部，且與所述排油管路(53)用于排出液壓油的一端連通。

結(jié)合第一個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安全閥系統(tǒng)還包括：安全閥壓力表(7)，所述安全閥壓力表(7)安裝在所述第二管路(52)上。

結(jié)合第一個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第四種可能 的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安全閥系統(tǒng)還包括：

高壓溢流閥(8)，所述高壓溢流閥(8)的一端安裝在所述第二管路(52)上，另一端安裝在所述液控機(jī)房(6)的外部。

結(jié)合第一個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安全閥系統(tǒng)還包括：

蓄能器(9)，所述蓄能器(9)安裝在所述第二管路(52)上。

結(jié)合第一個(gè)方面，在第一個(gè)方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安全閥系統(tǒng)還包括：安全閥壓力表(7)、高壓溢流閥(8)或蓄能器(9)，所述安全閥壓力表(7)、所述高壓溢流閥(8)或所述蓄能器(9)安裝在所述第二管路(52)上。

結(jié)合第一個(gè)方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述蓄能器(9)、所述安全閥壓力表(7)與所述高壓溢流閥(8)依次按順序安裝在所述第二管路(52)上。

結(jié)合第一個(gè)方面、第一個(gè)方面的第一種至第七種中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述液壓油增壓裝置(2)為手動(dòng)泵或電動(dòng)泵。

結(jié)合第一個(gè)方面、第一個(gè)方面的第一種至第七種中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述井下安全閥(3)為SP型安全閥或NE型安全閥。

本發(fā)明提供的井下安全閥系統(tǒng)，通過對(duì)井下安全閥控制回路進(jìn)行改造，避免了修井作業(yè)，節(jié)約了因井下安全閥密封失效而進(jìn)行修井作業(yè)所產(chǎn)生的高昂費(fèi)用，且避免了因?yàn)樾蘧鳂I(yè)導(dǎo)致的儲(chǔ)層二次污染及作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的其它井下復(fù)雜情況，消除了高壓氣井因井下安全閥活塞密封性失效而帶來的安全生產(chǎn)的隱患，有效保證了高壓高產(chǎn)氣井的的生產(chǎn)時(shí)率和凝析油產(chǎn)量當(dāng)年貢獻(xiàn)率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的再一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的又一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的又一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的又一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明提供的一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例提供的井下安全閥系統(tǒng)100包括：液壓油容器1、液壓油增壓裝置2、井下安全閥3、聯(lián)動(dòng)閥門4、第一管路51、第二管路52、排油管路53。

其中，所述液壓油容器1為密封容器，用于盛放液壓油；所述液壓油增壓裝置2的進(jìn)液口與所述液壓油容器1通過所述第一管路51連通，所述液壓油增壓裝置2的出液口與所述井下安全閥3通過所述第二管路52連通；所述液壓油增壓裝置2用于在需要開啟所述井下安全閥3時(shí)，對(duì)所述第二管路52內(nèi)的液壓油增壓；所述排油管路53的一端與所述第二管路52連通，另一端用于排出液壓油；所述聯(lián)動(dòng)閥門4，安裝在所述排油管路53上，在所述液壓油增壓裝置2對(duì)所述第二管路52內(nèi)的液壓油增壓時(shí)關(guān)閉，在所述第二管路52內(nèi)的液壓油降壓時(shí)打開。

下面，結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的井下安全閥系統(tǒng)的工作原理做詳細(xì)說明。

具體的，正常工作需要對(duì)井下安全閥3加壓打開時(shí)，液壓油增壓裝置2對(duì)第二管路52內(nèi)的液壓油增壓，同時(shí)聯(lián)動(dòng)閥門4關(guān)閉，此時(shí)，液壓油從液壓油容器1通過第一管路51和第二管路52傳遞至井下安全閥3，從而對(duì)井下安全閥3加壓使其處于打開的狀態(tài)。

當(dāng)出現(xiàn)緊急情況等需要對(duì)井下安全閥3泄壓關(guān)閉時(shí)，第二管路52內(nèi)的液壓油需要泄壓，安裝在排油管路53上的聯(lián)動(dòng)閥門4打開，使得液壓油通過排油管路53流出，從而對(duì)井下安全閥3泄壓使其處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，如果井下安全閥3的活塞密封性失效，油井井筒內(nèi)的天然氣進(jìn)入第二管路52，由于 聯(lián)動(dòng)閥門4處于打開狀態(tài)，使得含有天然氣的液壓油能夠過通過聯(lián)動(dòng)閥門4經(jīng)排油管路53排出，從而避免了油井井筒內(nèi)的天然氣通過井下安全閥3的液控管線，即第二管路52和第一管路51泄露或噴射到液壓油容器1，消除了高壓氣井因井下安全閥活塞密封性失效而帶來的安全生產(chǎn)的隱患。

本發(fā)明實(shí)施例提供的井下安全閥系統(tǒng)，通過對(duì)井下安全閥控制回路進(jìn)行改造，避免了修井作業(yè)，節(jié)約了因井下安全閥密封失效而進(jìn)行修井作業(yè)所產(chǎn)生的高昂費(fèi)用，且避免了因?yàn)樾蘧鳂I(yè)導(dǎo)致的儲(chǔ)層二次污染及作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的其它井下復(fù)雜情況，消除了高壓氣井因井下安全閥活塞密封性失效而帶來的安全生產(chǎn)的隱患，有效保證了高壓高產(chǎn)氣井的的生產(chǎn)時(shí)率和凝析油產(chǎn)量當(dāng)年貢獻(xiàn)率。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，可對(duì)上述圖1實(shí)施例所示的井下安全閥系統(tǒng)100做進(jìn)一步的改進(jìn)，具體可參見圖2。

圖2為本發(fā)明提供的再一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例提供的井下安全閥系統(tǒng)200在上述圖1所示井下安全閥系統(tǒng)100的基礎(chǔ)上，還包括：液控機(jī)房6，所述液壓油容器1、所述液壓油增壓裝置2及所述聯(lián)動(dòng)閥門4位于所述液控機(jī)房?jī)?nèi)部，所述排油管路53用于排出液壓油的一端位于所述液控機(jī)房6外部。本實(shí)施例中，將液壓油容器1、液壓油增壓裝置2及聯(lián)動(dòng)閥門4設(shè)置在液控機(jī)房6內(nèi)部，將排油管路53用于排出液壓油的一端設(shè)置在液控機(jī)房6的外部，可避免由排油管路53流出的液壓油污染液控機(jī)房6或液控機(jī)房6內(nèi)部的其他設(shè)備。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，可對(duì)上述圖2實(shí)施例所示的井下安全閥系統(tǒng)200做進(jìn)一步的改進(jìn)，具體可參見圖3。

圖3為本發(fā)明提供的又一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例提供的井下安全閥系統(tǒng)300在上述圖2所示井下安全閥系統(tǒng)200的基礎(chǔ)上，還包括：開口式儲(chǔ)油箱54，設(shè)置在液控機(jī)房6的外部，且與排油管路53用于排出液壓油的一端連通。本實(shí)施例中，經(jīng)排油管路53流出的液壓油可以通過開口式儲(chǔ)油箱54進(jìn)行收集，以便液壓油可進(jìn)行循環(huán)利用。而且，當(dāng)經(jīng)由排油管路53流出的液壓油混有天然氣時(shí)，可使得天然氣通過開口式儲(chǔ)油箱54的開口溢出。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，可對(duì)上述圖2所示的井下安全閥系統(tǒng)200 或圖3所示的井下安全閥系統(tǒng)做進(jìn)一步的改進(jìn)，具體可參見圖4。

圖4為本發(fā)明提供的又一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本實(shí)施例提供的井下安全閥系統(tǒng)400在上述圖2所示井下安全閥系統(tǒng)200的基礎(chǔ)上，還包括：安全閥壓力表7，所述安全閥壓力表7安裝在所述第二管路52上。本實(shí)施例中，安裝在第二管路52上的安全閥壓力表7可實(shí)時(shí)顯示第二管路52內(nèi)液壓油的壓力，方便實(shí)現(xiàn)對(duì)油壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

再請(qǐng)參照?qǐng)D4，可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，井下安全閥系統(tǒng)400還包括：高壓溢流閥8，所述高壓溢流閥8安裝在所述第二管路52上。本實(shí)施例中，高壓溢流閥8的一端安裝在第二管道52上，另一端安裝在排油管路53用于排出液壓油的一端與聯(lián)動(dòng)閥門4之間并位于液控機(jī)房(6)的外部。當(dāng)?shù)诙苈?2內(nèi)油壓大于某一閾值時(shí)，例如，安全閥壓力表7監(jiān)控出第二管路52內(nèi)油壓大于某一閾值時(shí)，高壓溢流閥8打開進(jìn)行溢流泄壓，從而避免管路爆裂事件。另外，本實(shí)施例中，高壓溢流閥8的另一端安裝在排油管路53用于排出液壓油的一端與聯(lián)動(dòng)閥門4之間是為了達(dá)到聯(lián)動(dòng)閥門4關(guān)閉時(shí)也可以進(jìn)行溢流泄壓。

再請(qǐng)參照?qǐng)D4，可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，井下安全閥系統(tǒng)400還包括：蓄能器9，所述蓄能器9安裝在所述第二管路52上。本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙苈?2內(nèi)油壓小于某一閾值時(shí)，例如，安全閥壓力表7監(jiān)控出第二管路52內(nèi)油壓小于某一閾值時(shí)，安裝在第二管路52上的蓄能器9開始補(bǔ)償?shù)诙苈?2內(nèi)的壓力，從而起到穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的作用。

再請(qǐng)參照?qǐng)D4，可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述安全閥壓力表7、所述高壓溢流閥8與所述蓄能器9依次按順序安裝在所述第二管路52上。本實(shí)施例中，連通液壓油增壓裝置2與井下安全閥3之間的第二管路52上，依次設(shè)置蓄能器9、安全閥壓力表7與高壓溢流閥8。

需要說明的是，雖然上述各實(shí)施例是以圖4為基礎(chǔ)對(duì)安全閥壓力表7、高壓溢流閥8及蓄能器9為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明的。然而，本發(fā)明并不以此為限制，在其他可行的實(shí)施方式中，安全閥壓力表7、高壓溢流閥8及蓄能器9也可以基于圖1、圖2或圖3等所示的安全閥系統(tǒng)。例如，圖5所示的安全閥系統(tǒng)，圖5為本發(fā)明提供的又一個(gè)井下安全閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其具體工作原理可參見上述圖1～圖4的描述，此處不再贅述。

另外，還需要說明的是，雖然上述圖4所示實(shí)施例中，安全閥壓力表7、高壓溢流閥8及蓄能器9均設(shè)置與液控機(jī)房6的外部。然而，本發(fā)明并不以此為限制，在其他可行的實(shí)施方式中，可根據(jù)需求設(shè)置安全閥壓力表7、高壓溢流閥8及蓄能器9均與液控機(jī)房6的相對(duì)位置。例如，可將全閥壓力表7、高壓溢流閥8及蓄能器9均設(shè)置與液控機(jī)房6的內(nèi)部，或者，將其中之一設(shè)置在液控機(jī)房6的內(nèi)部，剩余的設(shè)置在液控機(jī)房6的外部。

另外，還需要說明的是，雖然上述圖4所示實(shí)施例中，井下安全閥系統(tǒng)400包含安全閥壓力表7、高壓溢流閥8及蓄能器9。然而，本發(fā)明并不以此為限制，在其他可行的實(shí)施方式中，安全閥系統(tǒng)400可以僅包含其中之一或其中之二。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，液壓油增壓裝置2為手動(dòng)泵或電動(dòng)泵。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，井下安全閥3為SP型安全閥或NE型安全閥。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，聯(lián)動(dòng)閥門4為電磁閥。當(dāng)液壓油增壓裝置2對(duì)第二管路52內(nèi)的液壓油增壓時(shí)，電磁閥關(guān)閉；的那個(gè)第二管路52內(nèi)的液壓油需要降壓時(shí)，電磁閥打開。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，聯(lián)動(dòng)閥門4為先導(dǎo)閥。井下安全閥系統(tǒng)通過先導(dǎo)閥控制第二管路52內(nèi)的液壓油壓力對(duì)先導(dǎo)閥的開閉進(jìn)行控制。例如，當(dāng)液壓油增壓裝置2對(duì)第二管路52內(nèi)的液壓油增壓時(shí)，先導(dǎo)閥控制第二管路52內(nèi)的液壓油加壓，先導(dǎo)閥關(guān)閉；當(dāng)?shù)诙苈?2內(nèi)的液壓油需要降壓時(shí)，先導(dǎo)閥控制第二管路52內(nèi)的液壓油泄壓，先導(dǎo)閥關(guān)閉。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。