一种可在失电状态下工作的天然气输气管线保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高压天然气井开采领域，特别涉及一种可在失电状态下工作的天然气输气管线保护装置。
技术背景
[0002]我国大量的天然气产区多在沙漠、荒原及群山峻岭之中，造成巡井及管理存在极大困难，所需人工质高量大，成本逐年升高，天然气井数字化管理成为解决这一难题的大趋势。目前，现场安装的遥测遥控安全保护装置，虽可以实现远程控制保护器的打开或关闭，但由于远程控制阀组的动作必须有电，一旦失电，整个天然气输气管线遥测遥控保护装置将完全瘫痪，无法起到保护输气管线的目的。本实用新型正是针对上述存在的问题，提供一种在失电状态下，也可工作的天然气输气管线保护装置，该装置不仅在带电情况下可对其进行遥测遥控，在失电的情况下，一旦天然气输气管线的压力突然大幅度地降低(例如管线破裂)，也可自动截断天然气通道，达到保护天然气输气管线的目的。
[0003]目前尚未见到在数字化高压气井井口上安装的在失电状态下也可工作的天然气输气管线保护装置的公开报道。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种在失电状态下也可工作的天然气输气管线保护装置，通过对该实用新型进行遥测遥控，从而达到保护输气管线的目的，同时，在失电的状态下，一旦天然气输气压力大幅度的降低(例如输气管道破裂、集气站操作不平稳等)，该实用新型也能在天然气自身流动产生的压差的作用下截断天然气通道，达到保护管线的目的。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:设计一种可在失电状态下工作的天然气输气保护装置，由保护器机械开关部件及电气控制阀组组成。所述保护器机械开关部件中的保护器外壳(I)的天然气进口端和天然气出口端安装着保护器法兰(2)，保护器外壳(I)上部安装有气缸(3)，气缸(3)上部安装有气缸顶盖(4)，活塞活塞阀杆(5)上端安装在气缸(3)内，与气缸成滑动配合，活塞阀杆(5)的下端通过气缸(3)，与关闭阀芯(6)用双半环(7)及双半环压帽(8)连接，关闭阀芯(6)上有密封件(9)，关闭阀芯(6)的下端进入阀座(10)内，与阀座(10)成滑动配合，阀座(10)内有安装有下弹簧(11)，阀座(10)的上部连接有悬挂套(12)，悬挂套(12)用内六方螺钉(13)悬挂在气缸(3)的下部，上弹簧(14)座在悬挂套(12)的上端圆孔内，上弹簧(14)上部有上弹簧压帽(15)，上弹簧压帽安装在活塞阀杆的中部；所述电气控制阀组中的常开电磁阀(16)和常闭电磁阀(17)安装在气缸顶盖(4)上，并与气缸顶盖(4)上的上腔孔(18)相通，常开电磁阀(19)和常闭电磁阀(20)安装在气缸(3)上，并与气缸(3)上的下腔孔(21)相通，上腔进气管路(22)和下腔进气管路(23)安装在气缸(3)上，并与气缸(3)的下端孔相通，上腔进气管路(22)上安装有压力变送器
(24)，并与常开电磁阀(16)相连，下腔进气管路(23)上安装有复位放气阀(25)，并与常开电磁阀(19)相连。
[0006]本实用新型的有益效果是:当天然气输气管线的压力超出设定值时，通过控制电气控制阀组中的常开电磁阀(16)、常闭电磁阀(17)、常开电磁阀(19)及常闭电磁阀(20)，以使保护器机械开关部件中的关闭阀芯座封在阀座上，截断天然气通道。此外，根据需要，气田数据控制中心也可通过无线远程控制电气控制阀组，使活塞阀杆(5)带着关闭阀芯
[6]下行截断天然气通道、上行打开天然气通道。同时，在井场因某些情况失电的状态下，机械开关部件也能在管线压力突然大幅度降低的情况下(例如发生输气管线破裂)，也能使关闭阀芯座封在阀座上，从而截断天然气通道，达到保护输气管线的目。
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0008]图1是本实用新型的结构示意图。
[0009]图2是本实用新型各控制部件接线示意图。
[0010]图3是本实用新型座封关闭时的结构示意图。
[0011]图中，丨-保护器外壳；2_保护器法兰；3-气缸；4_气缸顶盖；5_活塞阀杆；6-关闭阀芯；7_双半环；8_双半环压帽；9_密封件；10_阀座；11_下弹簧；12_悬挂套；13_内六方螺钉；14_上弹簧；15_上弹簧压帽；16_常开电磁阀；17_常闭电磁阀；18_气缸上腔；19_常开电磁阀；20-常闭电磁阀；21-气缸下腔；22-上腔进气管路；23-下腔进气管路；24_压力变送器；25-复位放气阀；26_天然气进口 ；27_天然气出口 ；28_控制线；29-可编程控制器；30-数传设备；31-无线传输至气田数据控制中心。
【具体实施方式】
[0012]图1所示为本实用新型的结构示意图。
[0013]正常输气状态下，常开电磁阀(16)、常闭电磁阀(17)、常开电磁阀(19)以及常闭电磁阀(20)均不带电，气缸上腔和气缸下腔的天然气压力相同，活塞阀杆在上弹簧和下弹簧的作用下，顶部处于气缸的最上端，同时，关闭阀芯离开阀座至最大位置。当天然气外输管线的压力超出设定值时，压力变送器将数据传输给可编程控制器，可编程控制器经数据处理后发出指令:常开电磁阀(19)通电关闭，常闭电磁阀(20)通电打开，气缸下腔(21)的压力与大气相通，在天然气压力作用下，活塞阀杆(5)将带着关闭阀芯(6)下行，直至座封在阀座(10)上，从而截断了天然气通路，如图3所示。此外，根据需要，气田数据控制中心也可通过远程控制电气控制阀组来控制保护装置内天然气通道的关闭，使常开电磁阀(19)通电关闭、常闭电磁阀(20)通电打开，气缸下腔(21)的压力与大气相通，在天然气压力作用下，活塞阀杆(5)将带着关闭阀芯(6)下行，直至座封在阀座(10)上，从而截断了天然气通道，另外，气田数据控制中心也可通过远程控制电气控制阀组来控制保护装置内天然气通道的打开，使常开电磁阀(16)通电关闭、常闭电磁阀(17)通电打开，气缸上腔(18)的压力与大气相通，在气缸下腔(21)天然气压力及上弹簧和下弹簧的共同作用下，活塞阀杆
(5)将带着关闭阀芯(6)上行，保护装置内的天然气通道打开。
[0014]在天然气井场失电时，即电气控制阀组均不带电时，从天然气进口输入的天然气压力突然大幅度下降时，天然气进口与天然气出口形成一个压力差，迫使活塞阀杆带着关闭阀芯下行，使关闭阀芯座封在阀座上，截断了天然气通道，也达到了保护管线的目的。当管线压力恢复正常值时，只需打开复位放气阀(25)复位即可。
【主权项】
1.设计一种可在失电状态下工作的天然气输气管线保护装置，它由保护器机械开关部件及电气控制阀组组成，其特征是，所述保护器机械开关部件中的保护器外壳(I)的天然气进口端和天然气出口端安装着保护器法兰(2)，保护器外壳(I)上部安装有气缸(3)，气缸(3)上部安装有气缸顶盖(4)，活塞阀杆(5)上端安装在气缸(3)内，与气缸成滑动配合，活塞阀杆(5)的下端通过气缸(3)，与关闭阀芯(6)用双半环(7)及双半环压帽(8)连接，关闭阀芯(6)上有密封件(9)，关闭阀芯(6)的下端进入阀座(10)内，与阀座(10)成滑动配合，阀座(10)内有安装有下弹簧(11)和下弹簧压帽(12)，阀座(10)的上部连接有悬挂套(13)，悬挂套(13)用内六方螺钉(14)悬挂在气缸(3)的下部，上弹簧(15)座在悬挂套(13)的上端圆孔内；所述电气控制阀组中的常开电磁阀(16)和常闭电磁阀(17)安装在气缸顶盖(4)上，并与气缸顶盖(4)上的气缸上腔(18)相通，常开电磁阀(19)和常闭电磁阀(20)安装在气缸(3)上，并与气缸(3)上的气缸下腔(21)相通，上腔进气管路(22)和下腔进气管路(23)安装在气缸(3)上，并与气缸(3)的下端孔相通，上腔进气管路(23)上安装有压力变送器(24)，并与常开电磁阀(16)相连，下腔进气管路(23)上安装有复位放气阀(25)，并与常开电磁阀(19)相连。
2.根据权利要求1所述的一种可在失电状态下工作的天然气输气管线保护装置，其特征是，当天然气输气管线的压力超出设定值时，通过控制电气控制阀组中的常开电磁阀(16)、常闭电磁阀(17)、常开电磁阀(19)及常闭电磁阀(20)，以使保护器机械开关部件中的关闭阀芯座封在阀座上，截断天然气通路。
3.根据权利要求1所述的一种可在失电状态下工作的天然气输气管线保护装置，其特征是，根据需要，气田数据控制中心也可通过无线远程控制电气控制阀组，使活塞阀杆(5)带着关闭阀芯(6)下行截断天然气通道、上行打开天然气通道。
4.根据权利要求1所述的一种可在失电状态下工作的天然气输气管线保护装置，其特征是，在井场因某些情况失电的状态下，机械开关部件也能在管线压力大幅度降低的情况下(例如发生输气管线破裂)，也能使关闭阀芯座封在阀座上，从而截断天然气通道。
【专利摘要】本实用新型是一种可在失电状态下工作的天然气输气管线保护装置，是数字化天然气井管理中的核心设备之一。其主要特征是：正常状态下，按有关要求，在天然气井输气管线的超高压或超低压时，能进行自动截断天然气通道，也可根据需要，由数字化气井管理中心下发指令，对该装置进行关闭或打开。在失电状态下，当发生输气管线突然降压(例如管线破裂)时，也能使关闭阀芯座封在阀座上，从而截断天然气通道，达到保护输气管线的目。因此，本实用新型为高压天然气井进行数字化管理提供了一种更有效益、更为通用、更为安全的装置。
【IPC分类】E21B34-02
【公开号】CN204571924
【申请号】CN201520241263
【发明人】白登平, 龚伟安, 王萍
【申请人】西安东新石油设备厂有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月14日