
技术摘要:
本发明公开了一种兼具远程控制和本地机械控制功能的紧急切断装置,空压机连接电磁阀、快速泄放阀和气动执行器,气动执行器驱动紧急切断阀,紧急切断阀的入口与井口天然气管道连接,用于检测井口天然气压力的压力变送器和电磁阀分别与控制器对应连接,三通阀分别电磁阀 全部
背景技术:
为了避免气压过高或过低对相关天然气设备的影响,天然气井口气管安装有紧急 切断阀,在气压过高或过低的时候使紧急切断阀关闭,停止天然气输送,从而实现天然气高 压和低压保护,其中,高压保护可有效预防下游管路因爆裂而出现天然气泄露等事故,低压 保护可有效保护气井因压力不足而被水封住。 紧急切断阀一般通过气动执行器来实现开关功能,气动执行器以洁净、干燥的压 缩空气为动力源,包括气缸、弹簧、传动杆等,在有压缩空气输入时,气动执行器驱动紧急切 断阀处于开启状态,在没有压缩空气输入时,气动执行器驱动紧急切断阀处于关闭状态。包 括紧急切断阀、气动执行器和其它压缩空气供气设备在内的装置统称为紧急切断装置。 传统的紧急切断装置采用远程控制方式,包括紧急切断阀、气动执行器、快速泄放 阀、电磁阀、调压阀、过滤器、空压机、压力变送器和控制器,空压机的压缩空气出口依次连 接过滤器、调压阀、电磁阀、快速泄放阀和气动执行器的气缸入口,控制器一般采用PLC,即 可编程逻辑控制器;压力变送器即压力传感器,安装在天然气井口气管上,用于检测井口天 然气压力,并将信号传输给控制器;在井口天然气压力正常时,控制器控制电磁阀处于开启 状态,气动执行器有压缩空气输入,驱动紧急切断阀处于开启状态;在井口天然气压力过高 或过低时,控制器控制电磁阀处于断开状态,气动执行器没有压缩空气输入,驱动紧急切断 阀处于断开状态,实现安全保护目的。 上述传统紧急切断装置的缺陷在于:控制器与压力变送器或电磁阀之间的通讯线 缆损坏或者传输信号受干扰时可能造成电磁阀控制延时或失灵,最终导致紧急切断阀启闭 不及时;控制形式单一,如遇压力变送器、控制器或电磁阀故障时无法实现紧急切断阀的自 动启闭;降低了对井口天然气压力监控的可靠性和精确性,不利于杜绝因井口天然气压力 过高或过低造成的安全事故隐患。
技术实现要素:
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种兼具远程控制和本地机械控 制功能的紧急切断装置。 本发明通过以下技术方案来实现上述目的: 一种兼具远程控制和本地机械控制功能的紧急切断装置,包括紧急切断阀、气动执行 器、快速泄放阀、电磁阀、空压机、压力变送器和控制器,所述空压机的压缩空气出口依次连 接所述电磁阀、所述快速泄放阀和所述气动执行器的气缸入口,所述气动执行器的传动杆 与所述紧急切断阀的阀杆连接,所述紧急切断阀的入口与井口天然气管道连接,所述压力 变送器用于检测井口天然气压力,所述压力变送器的信号输出端与所述控制器的信号输入 3 CN 111577200 A 说 明 书 2/4 页 端连接,所述电磁阀的控制输入端与所述控制器的控制输出端连接;所述紧急切断装置还 包括三通阀和高低压导阀,所述三通阀的第一端口与所述电磁阀的出口连接,所述三通阀 的第二端口与所述快速泄放阀的入口连接,所述三通阀的第三端口与所述高低压导阀的出 气端口连接,所述三通阀用于控制自身的第二端口与第一端口或第三端口导通,所述紧急 切断阀的入口同时与所述高低压导阀的高、低压端口连接,所述高低压导阀的进气端口与 所述电磁阀的出口或入口连接。 上述结构中,紧急切断阀、气动执行器、快速泄放阀、电磁阀、空压机、压力变送器、 控制器、三通阀和高低压导阀均采用现有技术的常规部件和设备,本发明的重点是将各部 件和设备进行有机整合形成新的系统,使其兼具远程控制和本地机械控制的功能;其中三 通阀和高低压导阀是新增加的两个部件,三通阀用于根据需要转换两个气路,一个气路是 空压机→电磁阀→快速泄放阀→气动执行器,这个气路是远程控制气路,另一个气路是空 压机→电磁阀(如高低压导阀的进气端口与电磁阀的出口连接,则本气路有电磁阀,如果高 低压导阀的进气端口与电磁阀的入口连接,则本气路没有电磁阀)→高低压导阀→快速泄 放阀→气动执行器,这个气路是本地机械控制气路;高低压导阀也称为高低压阀、高低压截 止阀等,其基本工作原理是:与高低压导阀的高、低压端口连接的气体压力大于预设高压值 或小于预设低压值时,高低压导阀的进气端口与出气端口之间断开,反之导通。本发明就是 利用高低压导阀的这个工作原理,实现对井口天然气管道内的井口天然气压力的自动检 测,一旦该压力过大或过小,则会导致高低压导阀断开,切断快速泄放阀的气源,使快速泄 放阀快速排出气动执行器的气缸内的压缩空气,从而使气动执行器驱动紧急切断阀关闭。 进一步,为了便于连接,所述紧急切断阀的入口与手控阀的入口连接,所述手控阀 的出口与三通接头的入口连接,所述三通接头的两个出口分别与所述高低压导阀的高、低 压端口连接。 作为优选,为了便于将本装置大部分部件集成在一起,取压气管的第一端与所述 高低压导阀的高、低压端口连接,所述紧急切断阀的入口侧管壁上设有内外相通的通孔且 该通孔与所述取压气管的第二端密封连接;或者,所述井口天然气管道也可以与所述取压 气管的第二端并联连接,功能相同。 根据实际需要,所述三通阀为手动三通球阀或电动三通电磁阀;如果所述三通阀 为电动三通电磁阀,则所述三通阀的控制输入端与所述控制器的控制输出端连接。这样可 以根据需要选择本地手动控制两个气路的转换或者远程控制两个气路的转换。 本发明的有益效果在于: 本发明通过增加三通阀和高低压导阀并将其并联在快速泄放阀的前端,实现两个气路 的可选择转换,一方面可以通过控制器实现对紧急切断阀的远程自动或手动控制,另一方 面可以通过高低压导阀实现对紧急切断阀的本地自动控制,而且本地控制为纯机械结构, 不受通讯线缆损坏或者传输信号受干扰时可能造成的控制失灵或延迟的影响,控制方式可 选,如遇压力变送器、控制器或电磁阀故障时依然可以实现紧急切断阀的自动启闭,显著提 高了对井口天然气压力监控的可靠性和精确性,更好地杜绝了因井口天然气压力过高或过 低造成的安全事故隐患。 4 CN 111577200 A 说 明 书 3/4 页 附图说明 图1是本发明所述兼具远程控制和本地机械控制功能的紧急切断装置的立体图, 图中未示井口天然气管道; 图2是本发明所述兼具远程控制和本地机械控制功能的紧急切断装置的结构原理图。