一种具有泄漏预警功能的井口装置及其控制系统的制作方法

本发明涉及井口装置，特别涉及一种具有泄漏预警功能的井口装置及其控制系统。

背景技术：

1、井口装置是石油、天然气钻井中安装在井口用于控制气、液（油、水等）流体压力和方向，悬挂套管、油管，并密封油管与套管及各层套管环形空间的装置，它一般由套管头、油管头、防喷器组、四通、旁通管件组成，采油树、采气树也属于井口装置。

2、井口装置作为油气井地面终端的核心控制与密封设备，工作时依托悬挂组件承载油管、套管自重，通过各法兰密封面、悬挂器密封、阀杆盘根等密封构件封堵井下高压油气，阻断介质外溢通道，同时借助各级阀门、节流构件调控油气通断与产出流量，配合压力监测组件实时监控井口油压、套压状态，在保障油气从井下稳定输送至地面集输管线的同时，有效规避密封失效、压力异常引发的泄漏、井喷等安全隐患，为油气井安全、连续生产提供终端防护与工况调控支撑。

3、然而井口装置的主阀法兰、油管头法兰、套管头法兰为泄漏高发位置，长期承受高压介质冲击、环境温度交变、设备高频振动与介质腐蚀，极易出现垫片老化、螺栓预紧力衰减、密封面损伤等问题，进而产生微渗漏、微泄压隐患，但现有的井口装置却不具备泄漏预警功能，无法实现故障提前预判、并及时预警泄漏的动能，导致井口密封隐患长期累积，极易扩大为显性泄漏故障，不仅造成油气资源浪费、井口环境污染，还严重威胁油气井现场安全生产，因此，本申请提供了一种具有泄漏预警功能的井口装置及其控制系统来满足需求。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有泄漏预警功能的井口装置及其控制系统，解决了背景技术中提到的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种具有泄漏预警功能的井口装置及其控制系统，包括：井口装置本体；

4、还包括：安装组件，安装组件设置于井口装置本体内法兰的外侧，安装组件用于安装泄漏预警结构；

5、泄漏检测组件，泄漏检测组件设置于井口装置本体与安装组件之间，泄漏检测组件用于检测井口装置本体在工作时出现渗漏、微泄压情况；

6、触发组件，触发组件设置于泄漏检测组件的内部，触发组件用于与泄漏检测组件配合，当泄漏检测组件检测井口装置本体内出现渗漏、微泄压情况时，及时触发触发组件进行泄漏预警。

7、可选地，安装组件包括设置于井口装置本体内法兰外侧的两个安装壳，两个安装壳的内部设置有两个第一螺栓，两个第一螺栓的外侧均螺纹连接有螺母。

8、可选地，安装壳的内侧固定连接有两个限位板，井口装置本体内法兰的内部位于限位板的内侧且设置有密封圈。

9、可选地，泄漏检测组件包括与其中一个安装壳的底部固定连接的指示壳，指示壳的内部设置有感知部波登管，感知部波登管的一端设置有形变部波登管，感知部波登管设置于井口装置本体内法兰内腔连通密封夹缝。

10、可选地，形变部波登管的一端设置有固定端，固定端的内部转动连接有第一连接板。

11、可选地，指示壳的内侧转动连接有转动指示杆，转动指示杆的外侧固定连接有固定套板，固定套板的一侧转动连接有第二连接板。

12、可选地，第一连接板与第二连接板的内部均开设有矩形槽，矩形槽的内壁滑动连接有矩形滑块，两个矩形滑块之间固定连接有两个连接杆，矩形滑块靠近连接杆的一侧固定连接有簧片，矩形槽内的一侧固定连接有防振阻尼垫。

13、可选地，触发组件包括成圆周等距开设在指示壳内部的多个螺纹孔，其中一个螺纹孔的内部螺纹连接有螺纹座，螺纹座的一侧固定连接有轻触开关，指示壳的内侧固定连接有蜂鸣器，轻触开关与蜂鸣器电性连接。

14、一种井口装置的控制系统，包括：控制终端、信号处理模块、分级预警模块、协同模块、轻触开关和蜂鸣器，控制终端均与信号处理模块、分级预警模块、协同模块、轻触开关和蜂鸣器相连接；

15、控制终端用于控制信号处理模块、分级预警模块、协同模块、轻触开关和蜂鸣器的运行；

16、信号处理模块用于搭载软件数字滤波算法，将轻触开关反馈的信息通过均值滤波、中值降噪、异常点剔除算法，过滤工况振动、温度漂移、介质脉动带来的无效数据干扰，保留真实泄漏对应的有效特征数据。

17、可选地，还包括：分级预警模块用于建立等级标准化预警决策机制，依托软件算法量化机械形变参数与泄漏风险等级，实现精准分级管控；

18、协同模块用于捕捉轻触开关和蜂鸣器的信号，完成信号转换，经信号处理模块处理提纯后，完成隐患研判与风险定级，由分级预警模块输出对应管控指令，同时全流程数据留存归档至控制终端。

19、本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

20、通过安装组件，能够便于安装在井口装置本体内的法兰连接处，有效隔绝井场沙尘、油污、结蜡、结冰及气流扰动等外界干扰，保证法兰密封夹缝压力环境稳定，为后续泄漏检测组件提供稳定、封闭的检测基准，从结构根源避免外界环境干扰造成的误检测、误预警问题；

21、通过泄漏检测组件，能够通过将感知部波登管布置在井口装置本体法兰密封夹缝位置，可实时捕捉密封间隙千帕级微小压力变化，一旦出现微渗漏、微泄压现象，感知部波登管可快速感应压差变化并传递至形变部波登管，促使形变部波登管发生稳定弹性形变，实现微泄漏隐患的无源、灵敏、前置感知，从而解决传统井口装置本体无法识别法兰垫片老化、螺栓松动、密封面划伤腐蚀引发的微渗漏、微泄压隐性故障；

22、通过触发组件，能够利用多个螺纹孔与螺纹座配合，可根据不同井口压力工况、密封老化程度、泄漏敏感度需求，灵活调节轻触开关的触发位置，调整泄漏预警阈值等级，且当泄漏检测组件的转动指示杆随微泄漏形变偏转至预设行程位置时，可触碰轻触开关，快速导通电路并启动蜂鸣器，实现即时声光预警，以便于运维人员快速定位井口装置本体的法兰泄漏点位，及时排查密封隐患，从而解决传统井口装置无法自动预警、隐患无法主动提示的问题。

23、上述方案中，本申请提供的具有泄漏预警功能的井口装置。

1.一种具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，包括：井口装置本体（1）；

2.根据权利要求1所述的具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，所述安装组件（2）包括设置于井口装置本体（1）内法兰外侧的两个安装壳（21），两个所述安装壳（21）的内部设置有两个第一螺栓（24），两个所述第一螺栓（24）的外侧均螺纹连接有螺母。

3.根据权利要求2所述的具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，所述安装壳（21）的内侧固定连接有两个限位板（22），所述井口装置本体（1）内法兰的内部位于限位板（22）的内侧且设置有密封圈（23）。

4.根据权利要求2所述的具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，所述泄漏检测组件（3）包括与其中一个安装壳（21）的底部固定连接的指示壳（31），所述指示壳（31）的内部设置有感知部波登管（32），所述感知部波登管（32）的一端设置有形变部波登管（33），所述感知部波登管（32）设置于井口装置本体（1）内法兰内腔连通密封夹缝。

5.根据权利要求4所述的具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，所述形变部波登管（33）的一端设置有固定端（36），所述固定端（36）的内部转动连接有第一连接板（37）。

6.根据权利要求5所述的具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，所述指示壳（31）的内侧转动连接有转动指示杆（34），所述转动指示杆（34）的外侧固定连接有固定套板（35），所述固定套板（35）的一侧转动连接有第二连接板（38）。

7.根据权利要求6所述的具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，所述第一连接板（37）与第二连接板（38）的内部均开设有矩形槽（39），所述矩形槽（39）的内壁滑动连接有矩形滑块（310），两个所述矩形滑块（310）之间固定连接有两个连接杆（311），所述矩形滑块（310）靠近连接杆（311）的一侧固定连接有簧片（313），所述矩形槽（39）内的一侧固定连接有防振阻尼垫（312）。

8.根据权利要求4所述的具有泄漏预警功能的井口装置，其特征在于，所述触发组件（4）包括呈圆周等距开设在指示壳（31）内部的多个螺纹孔（41），其中一个所述螺纹孔（41）的内部螺纹连接有螺纹座（42），所述螺纹座（42）的一侧固定连接有轻触开关（43），所述指示壳（31）的内侧固定连接有蜂鸣器（44），所述轻触开关（43）与蜂鸣器（44）电性连接。

9.一种井口装置的控制系统，其特征在于：根据权利要求1-9中任意一项所述的具有泄漏预警功能的井口装置，包括：控制终端、信号处理模块、分级预警模块、协同模块、轻触开关（43）和蜂鸣器（44），所述控制终端均与信号处理模块、分级预警模块、协同模块、轻触开关（43）和蜂鸣器（44）相连接；

10.根据权利要求9所述的井口装置的控制系统，其特征在于，还包括：