[发明专利]一种天然气井口紧急切断装置

说明书

本发明公开了一种天然气井口紧急切断装置，包括助力机构、触发机构和阀门，触发机构包括爆破针型控制机构和锁止机构，爆破针型控制机构包括超压控制和亏压控制两种触发状态，任意一种触发状态均能使锁止机构移动，锁止机构带动助力机构控制阀门通断。本发明使用爆破针作为触发元件，具有精度高和速度快的特点。

技术领域

本发明涉及天然气井口安全保障技术，特别是一种天然气井口紧急切断装置。

背景技术

井口紧急切断装置是天然气井口的一道安全保障，当井口介质压力超过设定的高限压力时，井口紧急切断装置自动关闭，防止下游设备因压力过载而被破坏；当井口介质压力低于设定的低限压力时，井口紧急切断装置自动关闭，防止系统设备被破坏。

市场上现有的产品主要采用弹簧作为触发部件，CN201202436Y公开了一种天然气井口紧急切断装置及其自动控制装置，由紧急切断装置和自动控制装置构成，紧急切断装置包括一多弹簧活塞式气动执行机构，一套筒式高压切断装置，多弹簧活塞式气动执行机构通过支架和联轴器与筒式高压切断装置刚性连接；自动控制装置包括波登管压力开关、单电控电磁阀、自动过滤排水阀、减压阀、阀组、24VDC电源和隔爆盒，其中，压力开关串接于24VDC电源和单电控电磁阀线圈之间，单电控电磁阀进气端经自动过滤排水阀，减压阀、阀组接被控天然气；出气端接紧急切断装置的多弹簧活塞式气动执行机构。现有技术中存在如下缺陷：1)精度低；2)在介质力与弹簧力之间寻找平衡，故切断速度较慢；3)结构复杂、成本高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种切断速度快、精度高、结构简单、成本低的天然气井口紧急切断装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种天然气井口紧急切断装置，包括阀门、助力机构、触发机构、气液转换装置和供油系统，所述阀门和气液转换装置安装在管线上，所述触发机构触发助力机构控制阀门的通断，所述触发机构包括爆破针型控制机构和锁止机构，所述爆破针型控制机构分别与供油系统和气液转换装置相连接，所述爆破针型控制机构包括超压控制先导阀和亏压控制先导阀，所述超压控制先导阀包括超压控制液压缸和超压控制爆破针，所述超压控制爆破针与所述超压控制液压缸的外伸活塞杆相连，当管线流体压力升高时，所述超压控制液压缸的外伸活塞杆在所述超压控制液压缸内的油压推动下使所述亏压控制爆破针失稳弯曲；所述亏压控制先导阀包括亏压控制液压缸、亏压控制弹簧和亏压控制爆破针，所述亏压控制爆破针与所述超压控制液压缸的外伸活塞杆相连，所述亏压控制弹簧感知所述亏压控制液压缸内的油压，当管线流体压力正常时，所述亏压控制弹簧处于压缩储能状态，当管线流体压力持续降低时，所述亏压控制弹簧由压缩态释放，使所述亏压控制爆破针失稳弯曲，所述超压控制先导阀和亏压控制先导阀中的任意一个触发均能使锁止机构触发进而控制阀门的通断；所述气液转换装置将管线内的较高的气压转换为较低的油压，所述供油系统为爆破针型控制机构和气液转换装置的油压功能部件供油。

进一步的，所述锁止机构包括两个锁止转臂和一个锁止元件，所述两个锁止转臂的一端均与助力机构相接触，所述两个锁止转臂的另一端与锁止元件相接触，所述锁止元件与所述爆破针型控制机构相连，并由爆破针型控制机构控制。

进一步的，所述助力机构包括箱体，所述箱体内设有外伸活塞杆，所述外伸活塞杆上套有弹簧或者是说外伸活塞杆的一端与箱体之间设有弹簧，所述外伸活塞杆上安装有拔叉机构，所述外伸活塞杆的另一端与两个锁止转臂的一端相接触，所述锁止转臂用于维持弹簧的形变状态。

进一步的，所述气液转换装置是活塞式气液转换装置或膜片式气液转换装置。

进一步的，所述供油系统包括储油箱，所述储油箱上设有手动试压泵，所述储油箱与爆破针型控制机构之间设有泄压阀和止回阀。