阅读说明：本技术 海洋油井液压采油双通道水下安全阀 (Hydraulic oil extraction double-channel underwater safety valve for ocean oil well ) 是由 叶云 于金涛 任鹏宇 张骏 马丹丹 佟磊 田云峰 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明属于石油开采设备技术领域,尤其涉及一种海洋油井液压采油双通道水下安全阀,包括安全阀主管,安全阀主管外侧中部固定连接有喉管,喉管上方的安全阀主管套装有液压胀封机构,安全阀主管内通入高压流体使液压胀封机构坐封,撤压后胀封机构不回弹,喉管下方的安全阀主管套装有喉管活塞阀,安全阀主管内通入高压流体使喉管活塞阀与喉管密封面分离,使推动液压采油泵工作后的乏动力液和油井的产出液输出至井口地面,安全阀主管下端连接有单向阀,安全阀主管内通入高压流体使单向阀开启,液压介质顺利通向井底,推动安装在油井底部的液压采油泵工作。本发明填补了液压抽油泵无配套的井下安全阀的空白,有效防止油井液外泄污染海洋。(The invention belongs to the technical field of oil exploitation equipment, and particularly relates to a hydraulic oil extraction double-channel underwater safety valve for an offshore oil well, which comprises a main safety valve pipe, wherein a throat pipe is fixedly connected to the middle part of the outer side of the main safety valve pipe, a hydraulic expansion sealing mechanism is sleeved on the main safety valve pipe above the throat pipe, high-pressure fluid is introduced into the main safety valve pipe to enable the hydraulic expansion sealing mechanism to be sealed, the expansion sealing mechanism does not rebound after pressure relief, a throat pipe piston valve is sleeved on the main safety valve pipe below the throat pipe, the high-pressure fluid is introduced into the main safety valve pipe to enable the throat pipe piston valve to be separated from a throat pipe sealing surface, exhausted power liquid and oil well output liquid after a hydraulic oil extraction pump is pushed to work are output to the ground of a well head, a one-way valve is connected to the lower end of the. The invention fills the blank that the hydraulic oil pump does not have a matched underground safety valve, and effectively prevents the oil well liquid from leaking to pollute the ocean.)

海洋油井液压采油双通道水下安全阀

技术领域

本发明属于石油开采设备技术领域，尤其涉及一种海洋油井液压采油双通道水下安全阀。

背景技术

井下安全阀是一种装在油气井内的设备，在生产设施发生火警、管线破裂、发生不可抗拒的自然灾害(如地震、冰情、强台风等)非正常情况时，能紧急关闭，防止井喷、保证油气井措施、生产安全的井下工具。海上作业中也称水下安全阀。

目前，很多国家对油气井的安全生产都有明确的法律规定，强调位于人口稠密地区、重要经济区、海洋和内陆水域、有自喷及外溢能力的油气井都要安装井下安全阀。我国海洋采油法规还规定：在油气开采过程中，凡具有自喷或自溢能力的井都必须安装井下安全阀。

现有的海上油田用无杆泵括电潜泵、水力活塞泵和水力射流泵等。以上无杆泵在经济效益和管理要求上各自的缺点都非常明显。

为进一步提升产品性能，降低成本，简化工艺，现已设计出一种新型液压采油泵，它的工作原理是由地面动力泵将流体介质或油井产出液加压后通过井口油管内的空心液压管注入井下，推动井下液压采油泵的液压缸上下往复运动的同时位于液压缸活塞外侧的抽油泵腔室容积也随之变化，从而使抽油泵吸液和排液，实现抽油。

这种新型液压抽油泵虽然优点诸多，但扔不能在海上油田大规模推广使用，其原因在于目前没有与之配套使用的水下安全阀，所以，该种井下安全阀的研发、设计成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在油气田进行液压开采时，提供一种应用于井下油管内的连接于中心液压流体油管上设定位置的应急安全装置，其作用是在井口装置失控时，油气井能够自动关闭，从而避免严重的人员伤亡、井喷和海洋污染等恶性事故的发生。

本发明提供的技术方案是：一种海洋油井液压采油双通道水下安全阀，包括安全阀主管及密封连接于安全阀主管下方的单向阀球室，所述的安全阀主管呈中空结构，安全阀主管外侧自上而下依次套装有封隔推管、封隔橡胶筒和喉管，三者均与安全阀主管留有环形空间，并且三者依次抵靠；封隔推管上方的安全阀主管设置有活塞腔，活塞腔内滑动安装有封隔活塞，安全阀主管上开有将压力从安全阀主管内腔引入活塞腔并推动封隔活塞下行的通压孔A，封隔活塞下端抵在封隔推管上；封隔推管上部与安全阀主管之间设置封隔推管上行限位机构，封隔推管可相对安全阀主管下行；安全阀主管外侧固定安装有喉管支架，所述的喉管固定连接在喉管支架上；喉管支架开有轴向过液通孔，所述封隔推管侧壁开有产出液出孔；喉管与单向阀球室之间的安全阀主管上滑动密封套装有喉管活塞阀，喉管活塞阀与单向阀球室之间设置有喉管弹簧，喉管活塞阀在喉管弹簧弹力的作用下具有抵靠喉管的趋势，喉管的下端与喉管活塞阀上端为一对相匹配的密封锥面；安全阀主管上开有将压力从安全阀主管内腔引入喉管活塞阀与安全阀主管之间并推动喉管活塞阀下行的通压孔B；所述单向阀球室内安装有阀球和阀球弹簧，单向阀球室内设置有与所述阀球球面相匹配的球座，所述的球座位于阀球上方，所述的阀球在阀球弹簧弹力的作用下具有抵靠球座的趋势。

进一步的，所述的上行限位机构包括位于封隔推管与安全阀主管之间的自锁钢球，沿安全阀主管轴向均匀加工有容留自锁钢球的环向槽，自锁钢球卡在环向槽内无法向上滑动从而限制封隔推管上行。

本发明的有益效果为：本发明串接于井口油管内的中心液压管中，当地面液压站给中心液压管内输送高压流体介质时,高压液压流体介质就会推动安装在单向阀球室内的阀球克服弹簧的弹力下行，使阀球离开球座，开启单向阀，液压介质顺利通向井底，推动安装在油井底部的液压采油泵工作。当在生产设施发生火警、管线破裂、不可抗拒的自然灾害(如地震、冰情、海啸、强台风、油层压力突然升高等)需要紧急关闭时，地面液压站停止输送高压流体介质，此时油管环空和中心液压管内的压力相等，喉管活塞阀和阀球在弹簧弹力的作用下上行复位，使本发明的双通道，即中心液压管1通道和油管环空通道均被隔断，防止油层井内液体外泄污染海洋。本发明填补了液压抽油泵无配套的井下安全阀的空白，对提高我国井下安全阀研制能力、解决井下双通道安全阀在油气开采应用中存在的问题都有着重要实际意义。

附图说明

图1是本发明初始状态的示意图。

图2是中心液压管输送流体介质时本发明工作状态的示意图。

图3是中心液压管停止输送流体介质时本发明工作状态的示意图。

图中：1-中心液压管，2-油管环空，3-活塞腔，4-通压孔A，5-封隔活塞，6-封隔推管，7-自锁钢球，8-产出液出孔，9-安全阀主管，10-封隔橡胶筒，11-喉管支架，12-喉管活塞阀，13-阀球，14-阀球弹簧，15-喉管，16-通压孔B，17-喉管弹簧，18-单向阀球室，19-球座，20-油管。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明串接于井口油管20内的中心液压管1中，一般从井口距离水线下200米左右，本发明包括安全阀主管9及密封连接于安全阀主管9下方的单向阀球室18，所述的安全阀主管9呈中空结构，当地面液压站给中心液压管1内输送高压流体介质时，高压流体介质从安全阀主管9内腔过流。

安全阀主管9外侧自上而下依次套装有封隔推管6、封隔橡胶筒10和喉管15，三者均与安全阀主管9留有环形空间，并且三者依次抵靠，封隔橡胶筒10受到挤压后变形扩张，密闭封隔油管环空2通道，达到封隔的目的。

封隔推管6上方的安全阀主管9设置有活塞腔3，活塞腔3内滑动安装有封隔活塞5，安全阀主管9上开有将压力从安全阀主管9内腔引入活塞腔3并推动封隔活塞5下行的通压孔A4，当地面液压站给中心液压管1管道内输送高压流体介质时,高压液压流体介质就会通过通压孔A4进入活塞腔3，流体介质推动封隔活塞5下行，封隔活塞5下端抵在封隔推管6上，进而推动封隔推管6下行。

封隔推管6上部与安全阀主管9之间设置封隔推管6上行限位机构，封隔推管6可相对安全阀主管9下行。所述的上行限位机构包括位于封隔推管6与安全阀主管9之间的自锁钢球7，沿安全阀主管9轴向均匀加工有容留自锁钢球7的环向槽，当封隔推管6下行时，安装在封隔推管6内部的自锁钢球7也随之进入安全阀主管9的下一个环向槽，自锁钢球7卡在环向槽内无法向上滑动只能向下滑动，从而限制封隔推管6上行，只允许封隔推管6下行。

封隔推管6下行，挤压位于喉管15上方的封隔橡胶筒10并使之变形扩张，密闭封隔油管环空2通道，达到封隔的目的。

安全阀主管9外侧固定安装有喉管支架11，所述的喉管15固定连接在喉管支架11上，从而喉管15不与安全阀主管9产生相对位移。

喉管支架11开有轴向过液通孔，便于液压采油泵的乏动力液和油井的产出液通过。所述封隔推管6侧壁开有产出液出孔8。

喉管15与单向阀球室18之间的安全阀主管9上滑动密封套装有喉管活塞阀12，喉管活塞阀12与单向阀球室18之间设置有喉管弹簧17，喉管活塞阀12在喉管弹簧17弹力的作用下具有抵靠喉管15的趋势，喉管15的下端与喉管活塞阀12上端为一对相匹配的密封锥面。安全阀主管9上开有将压力从安全阀主管9内腔引入喉管活塞阀12与安全阀主管9之间并推动喉管活塞阀12下行的通压孔B16，当地面液压站给中心液压管1管道内输送高压流体介质时,高压液压流体介质就会通过通压孔B16推动喉管活塞阀12克服喉管弹簧17的阻力下行；将喉管活塞阀12上端与喉管15下端的一对密封锥面分离，使推动液压采油泵工作后的乏动力液和油井的产出液依次通过喉管活塞阀12、喉管支架11的轴向过液通孔、环形空间及产出液出孔8输出至井口地面。

所述单向阀球室18内安装有阀球13和阀球弹簧14，单向阀球室18内设置有与所述阀球13球面相匹配的球座19，所述的球座19位于阀球13上方，所述的阀球13在阀球弹簧14弹力的作用下具有抵靠球座19的趋势。当地面液压站给中心液压管1管道内输送高压流体介质时,高压液压流体介质就会推动安装在单向阀球室18内的阀球13克服阀球弹簧14的弹力向下滑动，使阀球13离开球座19，开启单向阀，液压介质顺利通向井底，推动安装在油井底部的液压采油泵工作。

当在生产设施发生火警、管线破裂、不可抗拒的自然灾害如地震、冰情、海啸、强台风、油层压力突然升高等需要紧急关闭时，地面液压站停止输送高压流体介质，此时油管环空2和中心液压管1内的压力相等，喉管活塞阀12和阀球13在弹簧弹力的作用下上行复位，使本发明的双通道中心液压管1通道和油管环空2通道均被隔断，防止油井液外泄污染海洋。

本发明填补了液压抽油泵无配套的井下安全阀的空白，对提高我国井下安全阀研制能力、解决井下双通道安全阀在油气开采应用中存在的问题都有着重要实际意义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。