CN111520106B - 一种井下安全阀控制管线的对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下安全阀控制管线的对接装置，包括主体、密封套、卡环、密封环、限位套、第一限位剪钉和第二限位剪钉，密封套安装到主体的下部；第一限位剪钉将密封套固定到主体上；密封套上方的主体外壁设置卡环槽和密封环槽，密封环槽设置在卡环槽和密封套之间，卡环槽和密封环槽内分被安装有卡环和密封环；限位套套装到主体的下端，第二限位剪钉将限位套固定到主体上；井下安全阀的内部设置与液压腔连通的对接孔，对接装置从对接孔的下方密封安装到对接孔中，卡环槽位于对接孔的上方，限位套位于对接孔的下方，限位套的外径大于对接孔的内径，密封环和密封套均与对接孔的孔壁贴合。方便地进行防喷起管柱的作业，大大提高起管速度。

Description

一种井下安全阀控制管线的对接装置

技术领域

本发明涉及油田采油采气工具技术领域，尤其是一种井下安全阀控制管线的对接装置。

背景技术

井下安全阀是一种装在油气井内，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)失控状态下，能及时关闭井下生产通道，防止油气外泄造成环境污染及其它安全事故发生。井下安全阀的控制管线通过对接装置与其液压腔连通，从地面向液压腔中加入液压油，如图1所示，高压液体经控制管线a进入液压腔e，推动活塞b下行，压缩弹簧c，活塞b顶开阀板d，实现井下安全阀打开；保持地面控制压力，井下安全阀即保持开启状态；泄掉地面控制压力，阀板d在其转轴处的扭转弹簧作用下复位，实现井下安全阀的关闭。

如图1所示，目前井下安全阀控制管线a连接于油管外部，与井下安全阀的外管壁连接，在高压井修井过程中，控制管线也由管线卡子卡于油管外壁上，在高压油、气、水井修井过程中，控制管线a的安装位置会对给防喷作业起管柱带来带巨大的工作量与施工风险。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种井下安全阀控制管线的对接装置，通过该对接装置实现控制管线与井下安全阀的对接，能够很好地解决防喷作业起管柱这一技术难题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种井下安全阀控制管线的对接装置，包括主体、密封套、卡环、密封环、限位套、第一限位剪钉和第二限位剪钉，所述密封套安装到所述主体的下部；所述密封套设置径向的第一定位孔，所述第一限位剪钉穿过所述第一定位孔将所述密封套固定到所述主体上；所述密封套上方的主体外壁设置卡环槽和密封环槽，所述密封环槽设置在所述卡环槽和所述密封套之间，所述卡环槽和所述密封环槽内分被安装有卡环和密封环；所述限位套套装到所述主体的下端，所述限位套设置径向的第二定位孔，所述第二限位剪钉穿过所述第二定位孔将所述限位套固定到所述主体上；

井下安全阀的内部设置与液压腔连通的对接孔，所述对接装置从所述对接孔的下方密封安装到所述对接孔中，所述卡环槽位于所述对接孔的上方，所述限位套位于所述对接孔的下方，所述限位套的外径大于所述对接孔的内径，所述密封环和所述密封套均与所述对接孔的孔壁贴合。

进一步，所述对接孔包括位于上部的第一孔段和位于下部的第二孔段，所述第一孔段的内径小于所述第二孔段的内径，所述第二孔段和与所述液压腔连通的通道连通；所述密封环与所述第一孔段配合，所述密封套与所述第二孔段配合；所述第二孔段内还安装滑套，所述滑套的外壁与所述第二孔段的内壁贴合，所述第二孔段内还安装用于对所述滑套限位的剪钉，使所述滑套封闭所述通道。

进一步，与所述通道连通的所述第二孔段内壁的上下两侧均设置第一密封槽，所述第一密封槽位于所述第二孔段与所述滑套的配合处，第一密封圈安装到所述第一密封槽中。

进一步，所述主体内设置轴向通道和与所述轴向通道贯通的径向通道，所述轴向通道贯通所述主体的上端面，所述径向通道将所述主体径向贯通；所述密封套下部的内壁与所述主体外壁贴合，所述密封套上部与所述主体外壁存在间隙，所述密封套的上部还设置径向的导流孔；当所述对接装置密封安装到所述对接孔中，所述径向通道位于所述密封套上部，所述导流孔与所述通道对应。

进一步，所述轴向通道的上端设置与控制管线接头连接的丝扣。

进一步，所述密封套下部的内壁和外壁均设置第二密封槽，第二密封圈安装到所述第二密封槽中。

进一步，所述第一限位剪钉的剪切力小于所述第二限位剪钉的剪切力。

本发明中井下安全阀控制管线的对接装置，通过对接装置将与液压腔连通的对接孔密封，当需要开启井下安全阀时，可采用与液压腔连通的一个通道向液压腔中供应液压油，井下安全阀即开启；当发生安全事故时，需要对接装置与对接孔脱开，从上方拉动控制管线，拉断第二限位剪钉后，主体从对接孔中脱出，实现对液压腔泄压，以便井下安全阀的自动关闭。对接装置安装到井下安全阀的内部，相应地，与对接装置连接的控制管线设置于管柱的内部，不需要在管柱的外壁安装用于固定控制管线的卡子，在进行井的检修时，通过控制管线将对接装置从安全阀中卸出，就能够很方便地进行防喷起管柱的作业，同时能够大大提高防喷作业的起管速度，避免了安全隐患。

附图说明

图1为背景技术中液压控制管线与井下安全阀连接的结构示意图；

图2为本发明实施例1中的井下安全阀控制管线的对接装置与井下安全阀对接安装示意图；

图3为本发明实施例1提供的井下安全阀控制管线的对接装置的结构示意图；

图4为本发明实施例1中对接装置与井下安全阀局部的密封状态结构示意图；

图5为图4状态下液压油的流向示意图；

图6为本发明实施例1中对接装置与井下安全阀脱开后的示意图；

图7为本发明实施例2中的井下安全阀控制管线的对接装置与井下安全阀对接安装示意图；

图8为本发明实施例2提供的井下安全阀控制管线的对接装置的结构示意图；

图9为本发明实施例2中对接装置与井下安全阀局部的密封状态结构示意图；

图10为本发明实施例2中对接装置与井下安全阀脱开后的示意图；

图中：

1、对接装置；11、主体；111、轴向通道；112、径向通道；12、卡环；13、密封环；14、密封套；141、导流孔；142、第二密封圈；15、第一限位剪钉；16、限位套；17、第二限位剪钉；18、丝扣；2、井下安全阀；21、对接孔；211、第一孔段；212、第二孔段；22、滑套；23、剪钉；24、通道；25、第一密封圈；3、液压腔；4、控制管线接头。

具体实施方式

为清楚地说明本发明的设计思想，下面结合示例对本发明进行说明。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的方案，下面结合本发明示例中的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例仅仅是本发明的一部分示例，而不是全部的示例。基于本发明的中示例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施方式都应当属于本发明保护的范围。

在本实施方式的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区别类似的对象，而不能理解为特定的顺序或先后次序，应该理解这样的使用在适当情况下可以互换。

本发明提供了一种井下安全阀控制管线的对接装置，包括主体、密封套、卡环、密封环、限位套、第一限位剪钉和第二限位剪钉，密封套安装到主体的下部；密封套设置径向的第一定位孔，第一限位剪钉穿过第一定位孔将密封套固定到主体上；密封套上方的主体外壁设置卡环槽和密封环槽，密封环槽设置在卡环槽和密封套之间，卡环槽和密封环槽内分被安装有卡环和密封环；限位套套装到主体的下端，限位套设置径向的第二定位孔，第二限位剪钉穿过第二定位孔将限位套固定到主体上；

井下安全阀的内部设置与液压腔连通的对接孔，对接装置从对接孔的下方密封安装到对接孔中，卡环槽位于对接孔的上方，限位套位于对接孔的下方，限位套的外径大于对接孔的内径，密封环和密封套均与对接孔的孔壁贴合。

本发明中井下安全阀控制管线的对接装置，通过对接装置将与液压腔连通的对接孔密封，当需要开启井下安全阀时，可采用与液压腔连通的一个通道向液压腔中供应液压油，井下安全阀即开启；当发生安全事故时，需要对接装置与对接孔脱开，从上方拉动控制管线，拉断第二限位剪钉后，主体从对接孔中脱出，实现对液压腔泄压，以便井下安全阀的自动关闭。对接装置安装到井下安全阀的内部，相应地，与对接装置连接的控制管线设置于管柱的内部，不需要在管柱的外壁安装用于固定控制管线的卡子，在进行井的检修时，通过控制管线将对接装置从安全阀中卸出，就能够很方便地进行防喷起管柱的作业，同时能够大大提高防喷作业的起管速度，避免了安全隐患。

为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图2-6所示，提供了本发明井下安全阀控制管线的对接装置的第一种实施方式，该对接装置1包括主体11、密封套14、卡环12、密封环13、限位套16、第一限位剪钉15和第二限位剪钉17，密封套14安装到主体11的下部；密封套设置径向的第一定位孔，第一限位剪钉15穿过第一定位孔将密封套14固定到主体11上；密封套14上方的主体11外壁设置卡环槽和密封环槽，密封环槽设置在卡环槽和密封套14之间，卡环槽和密封环槽内分被安装有卡环12和密封环13；限位套16套装到主体11的下端，限位套16设置径向的第二定位孔，第二限位剪钉17穿过第二定位孔将限位套16固定到主体11上；

井下安全阀2的内部设置与液压腔3连通的对接孔21，对接装置1从对接孔21的下方密封安装到对接孔中，卡环槽位于对接孔21的上方，限位套16位于对接孔21的下方，限位套16的外径大于对接孔21的内径，密封环13和密封套14均与对接孔21的孔壁贴合。具体地，对接孔21包括位于上部的第一孔段211和位于下部的第二孔段212，第一孔段211的内径小于第二孔段212的内径，第二孔段212和与液压腔3连通的通道24连通；密封环13与第一孔段211配合，密封套14与第二孔段212配合；第二孔段212内还安装滑套22，滑套22的外壁与第二孔段212的内壁贴合，第二孔段212内还安装用于对滑套22限位的剪钉23，使滑套22封闭通道24。与通道24连通的第二孔段212内壁的上下两侧均设置第一密封槽，第一密封槽位于第二孔段212与滑套22的配合处，第一密封圈25安装到第一密封槽中，在对接装置1未与井下安全阀2对接时，也能够保证滑套22对通道24的密封。

特别地，主体11内设置轴向通道111和与轴向通道111贯通的径向通道112，轴向通道111贯通主体11的上端面，径向通道112将主体11径向贯通；密封套14下部的内壁与主体11外壁贴合，密封套14上部与主体11外壁存在间隙，密封套14的上部还设置径向的导流孔141；当对接装置1密封安装到对接孔21中，径向通道112位于密封套14上部，导流孔141与通道24对应。轴向通道111的上端设置与控制管线接头4连接的丝扣18。此时，可以通过控制管线向液压腔中输入液压油，图5中的箭头方向即为欲开启井下安全阀2时，液压油的流向，液压油经过轴向通道111进入径向通道112再通过主体11与密封套14上述的缝隙依次进入导流孔141和与导流孔141对应的通道24，随后即进入液压腔中，实现井下安全阀2的开启。当遇到事故时，需要将井下安全阀2关闭时，在地面控制停止向液压腔3中供液，然后，上拉控制管线，将第二限位剪钉17拉断，将主体11从对接孔21中拉出，如图6所示，实现液压腔3的泄压，井下安全阀自动关闭。该井下安全阀控制管线对接装置能够实现三种功能：一、实现与井下安全阀2内部的密封对接；二、对接装置1密封安装到对接孔21中时，能够与液压腔3连通，通过控制管线输入液压油，实现井下安全阀2的开启；三、通过将主体11从对接孔21中拉出，对液压腔3进行泄压处理，实现井下安全阀2的关闭。

在本实施例中，密封套14下部的内壁和外壁均设置第二密封槽，第二密封圈142安装到第二密封槽中。保证密封套14与主体11及与第二孔段212的密封。

在本实施例中，第一限位剪钉15的剪切力小于第二限位剪钉17的剪切力，防止在对接装置1和井下安全阀2密封对接时，将第二限位剪钉17拉断。

如图2、4、6所示，反应了本实施例中对接装置1与井下安全阀2的对接使用过程：

井下安全阀入井过程：如图2所示，控制管线通过控制管线接头4与对接装置1连接后，悬挂在井下安全阀2内贯穿对接孔21，井下安全阀2采用滑套22密封，此时，卡环12和密封环13分别套装到主体11上设置的卡环槽和密封环槽中；

对接装置1与井下安全阀2的对接及井下安全阀2的打开过程：下完油管柱后，采用打捞工具利用钢丝作业或其它作业打捞住控制管线并上提一定拉力，使控制管线下端连接的对接装置1与井下安全阀2的对接孔21对接，如图4所示，在对接过程中，滑套22上行，对接装置1将通道24密封，再通过控制管线上提主体11，通过第一限位剪钉15实现对接装置1的固定，此时，卡环12从卡环槽上脱出，连接井口井下控制管线控制系统并安装好井口投产，通过控制管线经过轴向通道111和径向通道112向液压腔3中输入液压油，开启井下安全阀2；

关闭井下安全阀及起管柱过程：拆井口，加大力上提控制管线，使固定在对接装置1上的第二限位剪钉17被拉断，限位套16从主体11上脱落，主体11脱出对接孔21，液压油从通道24流出到井下安全阀2内部，完成液压腔3的泄压，井下安全阀2自行关闭，这样，由于没有固定控制管线卡子的影响，防喷作业起出井下管柱与配套工具十分方便和迅速，大大减小了施工难度与安全风险，提高了工作效率。

实施例2

如图7-10所示，本实施例是在实施例1的基础上，对对接装置1进行的改进，相应地，井下安全阀2的结构也进行了适应性地改进，其改进之处在于，向液压腔3输入液压油的通道设置在井下安全阀2的端面上，并在该端面处设置该输入液压油通道的丝堵，而此时，对接装置仅提供密封对接和对液压腔进行泄压的功能。

如图7、9、10所示，反应了本实施例中对接装置1与井下安全阀2的对接使用过程：

井下安全阀入井过程：如图7所示，控制管线通过控制管线接头4与对接装置1连接后，悬挂在井下安全阀2内贯穿对接孔21，井下安全阀2采用滑套22密封，此时，卡环12和密封环13分别套装到主体11上设置的卡环槽和密封环槽中；

对接装置1与井下安全阀2的对接及井下安全阀2的打开过程：下完油管柱后，采用打捞工具利用钢丝作业或其它作业打捞住控制管线并上提一定拉力，使控制管线下端连接的对接装置1与井下安全阀2的对接孔21对接，如图9所示，在对接过程中，滑套22上行，对接装置1将通道24密封，再通过控制管线上提主体11，通过第一限位剪钉15实现对接装置1的固定，此时，卡环12从卡环槽上脱出，连接井口井下控制管线控制系统并安装好井口投产，打开井下安全阀2中输送液压油通道上的丝堵，向液压腔3中输入液压油，打开井下安全阀2，待井下安全阀2打开后，通过丝堵再次将输送液压油的通道封闭；

关闭井下安全阀及起管柱过程：拆井口，加大力上提控制管线，使固定在对接装置1上的第二限位剪钉17被拉断，限位套16从主体11上脱落，主体11脱出对接孔21，液压油从通道24流出到井下安全阀2内部，完成液压腔3的泄压，井下安全阀自行关闭，这样，由于没有固定控制管线卡子的影响，防喷作业起出井下管柱与配套工具十分方便和迅速，大大减小了施工难度与安全风险，提高了工作效率。

在上述过程中，对接装置1能够实现与井下安全阀2的密封，保证井下安全阀的开启，还能够对液压腔3进行泄压，实现井下安全阀2的关闭。

需要说明的是，上述实施中所说的“上”、“下”均指对接装置1和井下安全阀2在使用时的相对方向。

最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种井下安全阀控制管线的对接装置，其特征在于，包括主体、密封套、卡环、密封环、限位套、第一限位剪钉和第二限位剪钉，所述密封套安装到所述主体的下部；所述密封套设置径向的第一定位孔，所述第一限位剪钉穿过所述第一定位孔将所述密封套固定到所述主体上；所述密封套上方的主体外壁设置卡环槽和密封环槽，所述密封环槽设置在所述卡环槽和所述密封套之间，所述卡环槽和所述密封环槽内分被安装有卡环和密封环；所述限位套套装到所述主体的下端，所述限位套设置径向的第二定位孔，所述第二限位剪钉穿过所述第二定位孔将所述限位套固定到所述主体上；

井下安全阀的内部设置与液压腔连通的对接孔，所述对接装置从所述对接孔的下方密封安装到所述对接孔中，所述卡环槽位于所述对接孔的上方，所述限位套位于所述对接孔的下方，所述限位套的外径大于所述对接孔的内径，所述密封环和所述密封套均与所述对接孔的孔壁贴合。

2.根据权利要求1所述的对接装置，其特征在于，所述对接孔包括位于上部的第一孔段和位于下部的第二孔段，所述第一孔段的内径小于所述第二孔段的内径，所述第二孔段和与所述液压腔连通的通道连通；所述密封环与所述第一孔段配合，所述密封套与所述第二孔段配合；所述第二孔段内还安装滑套，所述滑套的外壁与所述第二孔段的内壁贴合，所述第二孔段内还安装用于对所述滑套限位的剪钉，使所述滑套封闭所述通道。

3.根据权利要求2所述的对接装置，其特征在于，与所述通道连通的所述第二孔段内壁的上下两侧均设置第一密封槽，所述第一密封槽位于所述第二孔段与所述滑套的配合处，第一密封圈安装到所述第一密封槽中。

4.根据权利要求2所述的对接装置，其特征在于，所述主体内设置轴向通道和与所述轴向通道贯通的径向通道，所述轴向通道贯通所述主体的上端面，所述径向通道将所述主体径向贯通；所述密封套下部的内壁与所述主体外壁贴合，所述密封套上部与所述主体外壁存在间隙，所述密封套的上部还设置径向的导流孔；当所述对接装置密封安装到所述对接孔中，所述径向通道位于所述密封套上部，所述导流孔与所述通道对应。

5.根据权利要求4所述的对接装置，其特征在于，所述轴向通道的上端设置与控制管线接头连接的丝扣。

6.根据权利要求4所述的对接装置，其特征在于，所述密封套下部的内壁和外壁均设置第二密封槽，第二密封圈安装到所述第二密封槽中。

7.根据权利要求1所述的对接装置，其特征在于，所述第一限位剪钉的剪切力小于所述第二限位剪钉的剪切力。