CN116771304A - 一种井口安全阀及安全阀液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井口安全阀，包括阀体，阀体上连接有液压执行器，液压执行器包括上箱体、下箱体，下箱体与阀体连接，上箱体内设有第一活塞，第一活塞的底面连接有第一活塞杆，下箱体内设有第二活塞，第二活塞的底面连接有第二活塞杆，第一活塞杆的下端活动插设在第二活塞杆内，下箱体内的底部设有第一密封座，第一密封座上设有弹簧，弹簧的上端抵靠在第二活塞上，且弹簧套设在第二活塞杆的外围，第二活塞杆的下端与阀杆连接。通过向下箱体和上箱体同时通入液压油，液压油推动第一活塞杆，第一活塞杆在第二活塞杆内向下运动，并推动第二活塞杆，从而对阀闸提供更大的压力，使阀门保持开启状态。

Description

一种井口安全阀及安全阀液压控制系统

技术领域

本发明涉及安全阀技术领域，具体为一种井口安全阀及安全阀液压控制系统。

背景技术

目前市场上的API 6A地面安全阀有三种驱动形式，有液压驱动、活塞式气动驱动和隔膜式气动驱动。

在危险的工况和工作场合中，为了能够快速的控制地面安全阀的启闭，采用安全控制系统控制地面安全阀的启闭，或采用液压缸和气压缸来带动闸板移动，实现地面安全阀的启闭目的，保证井口的安全运行。

其中液压驱动需要有液压控制系统进行驱动，提供的液压源要达1500-3000PSI，目前一般采用单液压驱动，导致压力不足，如果地面安装阀的压力过大时，单液压无需提供足够的压力，从而影响阀门的端部连接。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种井口安全阀及安全阀液压控制系统，以解决上述背景技术中提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种井口安全阀，包括阀体，所述阀体内设有贯通的流转孔，所述阀体内活动设置有阀杆，所述阀杆的下端连接有阀闸，所述阀体内的下部设有与与阀闸配合的凹槽；所述阀体上连接有液压执行器，所述液压执行器包括上箱体、连接于上箱体下方的下箱体，所述下箱体与阀体连接，上箱体内设有第一活塞，第一活塞的底面连接有第一活塞杆，下箱体内设有第二活塞，第二活塞的底面连接有第二活塞杆，第一活塞杆的下端由上箱体穿出并延伸至下箱体内，且第一活塞杆的下端活动插设在第二活塞杆内，所述下箱体内的底部设有第一密封座，第一密封座上设有弹簧，弹簧的上端抵靠在第二活塞上，且弹簧套设在第二活塞杆的外围，第二活塞杆的下端与阀杆连接，所述上箱体和下箱体的上方均设有进油管，两进油管上设有第一电磁阀，且两进油管与一个三通管连接，所述上箱体和下箱体的下部均设有回油管，所述回油管上设有第二电磁阀。

优选的，所述第一密封座的内壁设有第一密封垫。

优选的，所述第二活塞的顶部连接有第二密封座，所述第一活塞杆活动设置于第二密封座内，第二密封座的内壁设有第二密封垫。

优选的，所述上箱体内第一活塞的行程大于下箱体内第二活塞的行程。

优选的，所述上箱体内的底部设有第三密封座，所述第一活塞杆活动设置于第三密封座内，第三密封座的内壁设有第三密封垫。

优选的，所述阀闸包括阀板、连接于阀板两端的密封板，所述阀体内设有与密封板配合的密封槽。

优选的，所述上箱体的外部连接有螺套，所述螺套内连接有螺杆，所述螺杆的外端连接有手轮，螺杆的内端延伸至上箱体内，所述上箱体与螺杆的接触处设有第四密封垫，所述第一活塞的顶部连接有与螺杆配合的支撑轴承。

本发明还提供了一种液压控制系统，用于控制井口安全阀，所述液压控制系统包括液压油箱，液压油箱通过管道连接有油泵，油泵通过管道与三通管连接，三通管与油泵之间的管道上依次设有蓄能器、压力表、单向阀、第三电磁阀和溢流阀，两回油管通过管道与液压油箱连接。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

通过向下箱体内通入液压油，液压油推动第二活塞杆，第二活塞杆推动阀杆，阀杆推动阀闸，使其进入阀体的凹槽内，以将安全阀完全打开，如果压力不足，同时向上箱体通入液压油，液压油推动第一活塞杆，第一活塞杆在第二活塞杆内向下运动，并推动第二活塞杆，以向第二活塞杆提供额外的压力，从而对阀闸提供更大的压力，使阀门保持开启状态。

当井口压力过大时，通过回油管释放液压油，使上箱体和下箱体内压力减小，在弹簧复位力的作用下，阀闸回到原位，关闭流转孔，地面安全阀实现并保持关闭状态。

附图说明

图1为阀闸关闭时的示意图；

图2为阀闸开启时的示意图；

图3为图1的A处放大图；

图4为液压控制系统与安全阀的示意图；

图中：1-阀体、2-流转孔、3-阀杆、4-阀闸、401-阀板、402-密封板、5-凹槽、6-上箱体、7-下箱体、8-第一活塞、9-第一活塞杆、10-第二活塞、11-第二活塞杆、12-第一密封座、13-弹簧、14-进油管、15-第一电磁阀、16-三通管、17-回油管、18-第二电磁阀、19-第一密封垫、20-第二密封座、21-第二密封垫、22-第三密封座、23-第三密封垫、24-密封槽、25-螺套、26-螺杆、27-手轮、28-第四密封垫、29-支撑轴承、30-液压油箱、31-油泵、32-蓄能器、33-压力表、34-单向阀、35-第三电磁阀、36-溢流阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1和图2，一种井口安全阀，包括阀体1，所述阀体1内设有贯通的流转孔2，所述阀体1内活动设置有阀杆3，所述阀杆3的下端连接有阀闸4，所述阀体1内的下部设有与与阀闸4配合的凹槽5；所述阀体1上连接有液压执行器，所述液压执行器包括上箱体6、连接于上箱体6下方的下箱体7，所述下箱体7与阀体1连接，上箱体6内设有第一活塞8，第一活塞8的底面连接有第一活塞杆9，下箱体7内设有第二活塞10，第二活塞10的底面连接有第二活塞杆11，第一活塞杆9的下端由上箱体6穿出并延伸至下箱体7内，且第一活塞杆9的下端活动插设在第二活塞杆11内，所述上箱体6内第一活塞8的行程大于下箱体7内第二活塞10的行程，因此，当第二活塞杆11下降到一定位置后，通过驱动第一活塞8下降，能使第一活塞杆9推动第二活塞杆11，并给第二活塞杆11足够的压力。

所述下箱体7内的底部设有第一密封座12，所述第一密封座12的内壁设有第一密封垫19，以防止液压油从下箱体7中泄漏，第一密封座12上设有弹簧13，弹簧13的上端抵靠在第二活塞10上，且弹簧13套设在第二活塞杆11的外围，第二活塞杆11的下端与阀杆3连接，所述上箱体6和下箱体7的上方均设有进油管14，两进油管14上设有第一电磁阀15，且两进油管14与一个三通管16连接，所述上箱体6和下箱体7的下部均设有回油管17，所述回油管17上设有第二电磁阀18。

如图3所示。所述第二活塞10的顶部连接有第二密封座20，所述第一活塞杆9活动设置于第二密封座20内，第二密封座20的内壁设有第二密封垫21，通过第二密封垫21，能防止液压油从第一活塞杆9和第二活塞杆11之间的缝隙流入第二活塞杆11内。所述上箱体6内的底部设有第三密封座22，所述第一活塞杆9活动设置于第三密封座22内，第三密封座22的内壁设有第三密封垫23，通过第三密封垫23，能防止液压油从上箱体6泄漏至下箱体7内。

所述阀闸4包括阀板401、连接于阀板401两端的密封板402，所述阀体1内设有与密封板402配合的密封槽24，当阀闸完全关闭流转孔后，阀板阻挡在流转孔内，而上端的密封板卡在密封槽24内，下端的密封板则卡在凹槽内，从而起到更好的关闭作用。

所述上箱体6的外部连接有螺套25，所述螺套25内连接有螺杆26，所述螺杆26的外端连接有手轮27，螺杆26的内端延伸至上箱体6内，所述上箱体6与螺杆26的接触处设有第四密封垫28，所述第一活塞8的顶部连接有与螺杆26配合的支撑轴承29。当不需要液压驱动时，也可转动手轮27，带动螺杆转动，通过螺杆向下运动，并推动第一活塞向下运动，从而推动第二活塞向下运动，直至将阀闸关闭。

实施例2

本发明还提供了一种液压控制系统，用于控制井口安全阀，所述液压控制系统包括液压油箱30，液压油箱30通过管道连接有油泵31，油泵31通过管道与三通管16连接，三通管16与油泵31之间的管道上依次设有蓄能器32、压力表33、单向阀34、第三电磁阀35和溢流阀36，两回油管17通过管道与液压油箱30连接。

本发明的工作原理为：

打开安全阀：通过液压油箱30提供液压油，打开下箱体7上的进油管14，向下箱体7内通入液压油，液压油推动第二活塞杆11，第二活塞杆11推动阀杆3，阀杆3推动阀闸4，使其进入阀体1的凹槽5内，以将安全阀完全打开，如果压力不足，则打开上箱体6上的进油管14，同时向上箱体6通入液压油，液压油推动第一活塞杆9，第一活塞杆9在第二活塞杆11内向下运动，并推动第二活塞杆11，以向第二活塞杆11提供额外的压力，从而对阀闸4提供更大的压力，使阀门保持开启状态。

关闭安全阀：当井口压力过大时，通过打开第二电磁阀18，回油管17释放液压油，使上箱体6和下箱体7内压力减小，在弹簧13复位力的作用下，阀闸4回到原位，关闭流转孔，地面安全阀实现并保持关闭状态。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种井口安全阀，其特征在于：包括阀体(1)，所述阀体(1)内设有贯通的流转孔(2)，所述阀体(1)内活动设置有阀杆(3)，所述阀杆(3)的下端连接有阀闸(4)，所述阀体(1)内的下部设有与与阀闸(4)配合的凹槽(5)；所述阀体(1)上连接有液压执行器，所述液压执行器包括上箱体(6)、连接于上箱体(6)下方的下箱体(7)，所述下箱体(7)与阀体(1)连接，上箱体(6)内设有第一活塞(8)，第一活塞(8)的底面连接有第一活塞杆(9)，下箱体(7)内设有第二活塞(10)，第二活塞(10)的底面连接有第二活塞杆(11)，第一活塞杆(9)的下端由上箱体(6)穿出并延伸至下箱体(7)内，且第一活塞杆(9)的下端活动插设在第二活塞杆(11)内，所述下箱体(7)内的底部设有第一密封座(12)，第一密封座(12)上设有弹簧(13)，弹簧(13)的上端抵靠在第二活塞(10)上，且弹簧(13)套设在第二活塞杆(11)的外围，第二活塞杆(11)的下端与阀杆(3)连接，所述上箱体(6)和下箱体(7)的上方均设有进油管(14)，两进油管(14)上设有第一电磁阀(15)，且两进油管(14)与一个三通管(16)连接，所述上箱体(6)和下箱体(7)的下部均设有回油管(17)，所述回油管(17)上设有第二电磁阀(18)。

2.根据权利要求1所述的井口安全阀，其特征在于：所述第一密封座(12)的内壁设有第一密封垫(19)。

3.根据权利要求2所述的井口安全阀，其特征在于：所述第二活塞(10)的顶部连接有第二密封座(20)，所述第一活塞杆(9)活动设置于第二密封座(20)内，第二密封座(20)的内壁设有第二密封垫(21)。

4.根据权利要求3所述的井口安全阀，其特征在于：所述上箱体(6)内第一活塞(8)的行程大于下箱体(7)内第二活塞(10)的行程。

5.根据权利要求4所述的井口安全阀，其特征在于：所述上箱体(6)内的底部设有第三密封座(22)，所述第一活塞杆(9)活动设置于第三密封座(22)内，第三密封座(22)的内壁设有第三密封垫(23)。

6.根据权利要求5所述的井口安全阀，其特征在于：所述阀闸(4)包括阀板(401)、连接于阀板(401)两端的密封板(402)，所述阀体(1)内设有与密封板(402)配合的密封槽(24)。

7.根据权利要求6所述的井口安全阀，其特征在于：所述上箱体(6)的外部连接有螺套(25)，所述螺套(25)内连接有螺杆(26)，所述螺杆(26)的外端连接有手轮(27)，螺杆(26)的内端延伸至上箱体(6)内，所述上箱体(6)与螺杆(26)的接触处设有第四密封垫(28)，所述第一活塞(8)的顶部连接有与螺杆(26)配合的支撑轴承(29)。

8.一种液压控制系统，用于控制权利要求1-7所述的井口安全阀，其特征在于：所述液压控制系统包括液压油箱(30)，液压油箱(30)通过管道连接有油泵(31)，油泵(31)通过管道与三通管(16)连接，三通管(16)与油泵(31)之间的管道上依次设有蓄能器(32)、压力表(33)、单向阀(34)、第三电磁阀(35)和溢流阀(36)，两回油管(17)通过管道与液压油箱(30)连接。