[发明专利]井下安全阀可用性评估系统

说明书

本发明提供一种井下安全阀可用性评估系统，该井下安全阀可用性评估系统包括井下评估单元和井上评估单元，该井下评估单元实时监测各关键结构件的运行状态，并将状态信息传输至该井上评估单元，该井上评估单元将状态信息进行处理后，提取可靠性信息并对弹簧、阀板及驱动装置进行可靠性评估，提取维修性信息并对弹簧、阀板及驱动装置进行维修性评估，并根据可靠性及维修性信息做出评估后得到井下安全阀可用性信息及弹簧、阀板、驱动装置可用性信息。该井下安全阀可用性评估系统对井下安全阀及其各组成关键结构件的使用性能及使用经济性进行评估，为工程人员判断井下安全阀工作状态及设备高效经济的运行提供参考意见。

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域，特别是涉及到一种井下安全阀可用性评估系统。

背景技术

井下安全阀是一种装在油气井内，在生产设施发生泄露、井喷等异常现象或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，保证油气井设施、生产安全的井下工具。井下安全阀按控制方式分为地面控制和井下控制两种，按回收方式分为油管回收式和钢丝回收式两种，按结构分为提升杆式、球阀式和阀板式等。目前主要研究和应用的是油管回收式、阀板式的地面控制井下安全阀。井下安全阀的关键结构件包括：驱动装置、阀板和弹簧。地面控制井下安全阀一般原理为：地面将动力源输入井下安全阀驱动装置，驱动装置推动流管下行，压缩弹簧，并顶开阀板，实现打开；泄掉地面动力源，阀板在弹簧作用下复位，实现关闭。

井下安全阀作为一种关键的、昂贵的井下井控装备，其可靠性、可维修性至关重要。可用性是衡量设备在投入使用后实际使用的效能，是设备或系统的可靠性、可维护性和维护支持性的综合特性。然而，目前并没有以井下安全阀为对象的可用性评估系统，因此，开发一种井下安全阀可用性评估系统，显得尤为重要。为此我们发明了一种新的井下安全阀可用性评估系统，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以实时对井下安全阀系统可用性、关键结构件可用性进行评估的井下安全阀可用性评估系统。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：井下安全阀可用性评估系统，该井下安全阀可用性评估系统包括井下评估单元和井上评估单元，该井下评估单元实时监测各关键结构件的运行状态，并将状态信息传输至该井上评估单元，该井上评估单元将状态信息进行处理后，提取可靠性信息并对弹簧、阀板及驱动装置进行可靠性评估，提取维修性信息并对弹簧、阀板及驱动装置进行维修性评估，并根据可靠性及维修性信息做出评估后得到井下安全阀可用性信息及弹簧、阀板、驱动装置可用性信息。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该井下评估单元包括位移传感器、力传感器、声发射传感器、力矩传感器和位置传感器，该位移传感器和该力传感器安装在井下安全阀的弹簧上，监测弹簧的位移和受力情况；该声发射传感器、该力矩传感器和该位置传感器位于井下安全阀的阀板上，监测阀板的密封、受力和开闭情况。

该井下评估单元还包括动力输入监测模块和动力输出监测模块，该动力输入监测模块和该动力输出监测模块安装在井下安全阀的驱动装置，监测驱动装置的动力输入与输出。

该井下评估单元还包括井下信息综合采集模块、数据发送模块和动力接收模块，该动力接收模块、该数据发送模块和该井下信息综合采集模块位于井下安全阀的电子舱内，该动力接收模块连接于该井下信息综合采集模块，为该井下评估单元提供动力，该井下信息综合采集模块连接于该位移传感器、该力传感器、该声发射传感器、该力矩传感器、该位置传感器、该动力输入监测模块和该动力输出监测模块，采集各监测模块和传感器的监测信号，并将这些状态信息传输给该数据发送模块，该数据发送模块与该井下信息综合采集模块相连，将井下的状态信息发送至地面。