抗硫采油(氣)井口裝置

1、石油工業(yè)井控裝置質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,2006年11月,抗硫采油(氣)井口裝置,一、什么是抗硫采油(氣)井口裝置：抗硫采油(氣)井口裝置是在完井以后，用于控制油(氣)井的流量和井口壓力，開、關(guān)以及井下作業(yè)時進行井口操作用的裝置（見圖1）?？沽虿捎?氣)井口裝置各閥編號有順時針編號，也有逆時針編號，各廠不通，圖1所示編號為順時針編號。,圖1 抗硫采油(氣)井口裝置,,,圖1 抗硫采油(氣)井口裝置,二、抗硫采油(氣)井口裝置的用途、特點及

2、分類： 1.用途： 抗硫采油(氣)井口裝置用于自噴油（氣）井，既能作為生產(chǎn)井口，也能作為壓裂、酸化及其它作業(yè)時的井口。 2.特點： a.與油管連接采用螺紋連接，懸掛油管既快速又方便； b.油管掛采用橡膠復(fù)合密封結(jié)構(gòu)，還可使用金屬密封，増強了產(chǎn)品的密封性能； c.設(shè)計有防磨套及試壓取出工具，方便防磨套的取出,和對井口裝置進行試壓；d.上法蘭設(shè)計有試壓、二次注脂裝置；e.采油樹主閥和油管頭側(cè)翼閥門設(shè)計

3、為兩只閥門，增大了抗硫采油(氣)井口裝置的保險安全性。3.分類：按不同的使用進行分類（見表1）,2.3 分類：按不同的使用進行分類（見表1）表1 采油(氣)井口裝置及代號,三、抗硫采油(氣)井口裝置設(shè)計、制造和檢驗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：1 .抗硫采油(氣)井口裝置設(shè)計制造執(zhí)行中華人民共和國天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T5127-2002《井口裝置和采油樹規(guī)范》和美國石油學(xué)會出版的API spec 6A 第十九版《井口裝置和采油樹設(shè)備規(guī)范》

4、；2 .在進行抗硫采油(氣)井口裝置檢驗時,執(zhí)行中華人民共和國天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T5127-2002《井口裝置和采油樹規(guī)范》和美國石油學(xué)會出版的API spec 6A 第十九版《井口裝置和采油樹設(shè)備規(guī)范》；,四、 抗硫采油(氣)井口裝置的型號表示法及型號： 1 .型號表示法: 例：KQ65-70抗硫采油(氣)井口裝置 K Q 65 — 70

5、 壓力 70MPa 通徑 65mm 采氣 抗硫,,,,,,,,,,4.2 型號（常用產(chǎn)品）： KQ65-21 （ K

6、Q 2 9/16"×2 9/16"-3,000psi ） KQ65-35 （ KQ 2 9/16"×2 9/16"-5,000psi ） KQ65-70 （ KQ 2 9/16"×2 9/16"-10,000psi ） KQ65-105 （ KQ 2 9/16"×2 9/16&

7、quot;-15,000psi ） KQ78×65-70 （ KQ 3 1/16"×2 9/16"-10,000psi ） KQ78×65-105 （ KQ 3 1/16"×2 9/16"-15,000psi ） 抗硫采油(氣)井口裝置零件或部件的額定工作壓力應(yīng)按其端部或出口連接的額定工作壓力確定。當(dāng)端部或出口連接的額定工

8、作壓力不同時，應(yīng)按其較,小的額定工作壓力來確定。 抗硫采油(氣)井口裝置額定工作壓力分為14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa、140MPa六種壓力級別。 五、抗硫采油(氣)井口裝置的用途、結(jié)構(gòu)及密封工作 原理： 采油(氣)井口裝置由油管頭和采油樹組成。 1. 油管頭的用途、結(jié)構(gòu)及密封工作原理： 油管頭密封形式可分為橡膠密封（圖2），橡膠、金屬復(fù)合密

9、封（圖3）；,a. 油管頭的用途： 油管頭安裝在最上層套管頭的頂部或最小套管柱上的部件，用來懸掛油管和密封油管與套管的環(huán)形空間。b. 油管頭的結(jié)構(gòu)： 油管頭由四通、油管懸掛器、頂絲總成、法蘭式平行閘閥、連接件、壓力顯示機構(gòu)等組成。c. 油管頭的密封工作原理：⑴. 橡膠密封的油管頭（見圖2）的上密封由上法蘭、O形橡膠密封圈、油管懸掛器、矩形夾布橡膠密封圈、油管頭本體構(gòu)成；,油管頭下密封由油管頭本體、BT形橡膠

10、密封圈、套管懸掛器、燕尾形橡膠密封圈、套管頭本體構(gòu)成； 油管頭四通下法蘭有200（或7“）BT密封及相應(yīng)的注脂或試壓孔，使用時必須從注脂閥注入高壓密封脂，方能使BT密封起作用。若密封出現(xiàn)滲漏，應(yīng)從注脂閥和試壓閥分別注入密封脂，使密封繼續(xù)生效。注脂壓力不超過該法蘭額定工作壓力；如密封套管，則不超過該套管的額定許用擠毀壓力。壓力試壓孔用于套管懸掛器外密封試驗。 油管頭四通內(nèi)腔下部有與7" （或5 1/2"

11、）套管懸掛,器或是7“套管相匹配的密封面。 上法蘭上有頂絲，用于鎖定7"防磨套（保護密封面），在座入油管懸掛器后，又能將油管懸掛器鎖定。若頂絲處出現(xiàn)滲漏，可擰緊壓帽，使密封生效。 油管頭四通兩側(cè)口法蘭，油管頭四通側(cè)口通徑為φ55，設(shè)計有ZG 2"螺紋，一端接平板閥，另一端接平板閥、絲扣法蘭、接頭、截止閥及壓力表，經(jīng)壓力表可觀察套管與油管之間的環(huán)空壓力。,圖2 橡膠密封的油管頭,⑵. 橡膠、金

12、屬密封的油管頭（見圖3）上密封由上法蘭、O形橡膠密封圈、上金屬密封環(huán)、調(diào)節(jié)環(huán)、油管懸掛器、下金屬密封環(huán)組件、油管頭本體構(gòu)成； 油管頭下密封由油管頭本體、BT形橡膠密封圈、套管金屬密封環(huán)、套管懸掛器、套管頭本體構(gòu)成； 橡膠、金屬密封的油管頭橡膠部分的工作原理與橡膠密封的油管頭相同。 油管懸掛器的上金屬密封環(huán)是在安裝上法蘭前，通過測量上金屬密封環(huán)在上法蘭孔中的位置尺寸，再確定裝調(diào)節(jié)環(huán)的厚度，使調(diào)節(jié)環(huán)在上法蘭

13、孔中冒出一定,的過盈量。在上法蘭與油管頭四通連接時，通過油管頭四通壓縮調(diào)節(jié)環(huán)，使上金屬密封環(huán)變形，從而達(dá)到密封油管懸掛器的作用。 油管懸掛器的下金屬密封環(huán)的密封原理，是通過金屬密封環(huán)和油管頭四通、油管懸掛器的設(shè)計，保證各零件的幾何尺寸，利用頂絲上的45°錐面旋轉(zhuǎn)，使油管懸掛器下行，最終使金屬密封環(huán)組件變形，從而達(dá)到密封油管掛器的作用。 油管頭四通下法蘭密封套管的金屬密封與油管懸掛器的上金屬密封密封原理相同。,油

14、管頭兩翼平板閥為2、3、5、6號閥，在使用過程中，一般使用單翼，單翼通道上平板閥有二只，任意關(guān)閉一只平板閥就可以截斷通道，但2、3號閥一般不作為操作閥使用，當(dāng)其它平板閥出現(xiàn)泄漏時截斷通道，可以安全的更換泄漏的閥門。所以，對2、3號平板閥質(zhì)量要求很高。,圖3 橡膠、金屬密封的油管頭,⑷. 橡膠密封的直座式油管懸掛器、雙公短節(jié) （見圖4）： 抗硫采油（氣）井口裝置配有3 1/2UPTBG×3 1/2UPTB

15、G油管掛和3 1/2UPTBG× 2 7/8 TBG（或2 7/8 UPTBG）雙公短節(jié)（可根據(jù)用戶要求配置雙公短節(jié)螺紋），直座式油管懸掛器具有懸掛油管方便，密封可靠的特點。與油管采用螺紋連接，然后座掛于油管頭四通內(nèi)的密封面及承載臺肩上，油管懸掛器的下密封是利用油管的懸掛重量，使矩形夾布橡膠密封圈變形達(dá)到密封效果，稱為自重式密封，在油管懸掛器,外圓還設(shè)計有一道O形橡膠密封環(huán)徑向密封，增強了密封效果。 如果心軸式懸掛器有

16、不同的頂端螺紋和底端螺紋，應(yīng)按先底端螺紋后頂端螺紋并加“TOP”（頂端）字樣列出這兩種螺紋；任一能倒轉(zhuǎn)安裝的懸掛器，在正常安裝時面向井眼的端部上應(yīng)有“DOWN”（向下）的字樣。 箭頭指示方向為油管懸掛器安裝方向（A端指向井底），油管懸掛器密封部位嚴(yán)禁打鉗。雙公短節(jié)B端指向井底（見圖4）。,圖4 油管懸掛器、雙公短節(jié),⑸. 橡膠、金屬密封的直座式油管懸掛器（見圖5）： 橡膠、金屬密封的直座式油管懸掛器具有懸掛油管方便，密

17、封雙可靠的特點。特別適用于高溫、高含硫、高腐蝕的井口。金屬密封有多種多樣的結(jié)構(gòu)。,圖5 橡膠、金屬密封油管懸掛器,2. 采油（氣）樹（見圖6）的用途、結(jié)構(gòu)及工作原理：a. 采油（氣）樹的用途： 采油（氣）樹安裝在油管頭上部組件，用于控制油（氣）井的流量和井口壓力，開、關(guān)井口以及井下作業(yè)時進行井口操作用的裝置。b. 采油（氣）樹的結(jié)構(gòu)： 采油（氣）樹由上法蘭、法蘭式平行閘閥、可調(diào)式節(jié)流閥、小四通、連接件

18、、壓力顯示機構(gòu)等組成。為安全保險起見，還有上法蘭與1號閥設(shè)計在一起的整體1號閥采油樹。,圖6 采油（氣）樹,c. 采油（氣）樹的工作原理： 采油（氣）樹主平板閥為1、4、7號閥，兩翼平板閥為8、9號閥，兩翼節(jié)流閥為10、11號閥。在使用過程中，一般使用單翼，7號閥主要用于井口作業(yè)。單翼通道上平板閥有三只，任意關(guān)閉一只平板閥就可以截斷通道，但1號閥一般不作為操作閥使用，當(dāng)其它平板閥出現(xiàn)泄漏時截斷通道，可以安全的更換泄漏的

19、閥門。所以，對1號平板閥質(zhì)量要求很高?？烧{(diào)式節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)通道流量。特別注意：法蘭式平行閘閥不可作為節(jié)流用，而可調(diào)式節(jié)流閥不宜作開關(guān)閥用。,六、抗硫采油(氣)井口裝置的檢驗： 1.抗硫采油(氣)井口裝置的性能要求、金屬材料的質(zhì)量控制要求、非金屬材料的質(zhì)量控制要求、抗腐蝕合金堆焊的質(zhì)量控制、本體靜水壓試驗（單獨裝置）要求和密封墊環(huán)及墊環(huán)槽形式與法蘭式平行閘閥相同?？沽虿捎?氣)井口裝置還應(yīng)進行的試驗： a. 通徑試驗：使用按SY/T5

20、127-2002 P58表33加工的通徑規(guī)完全貫通采油樹主孔通徑； b.采油樹(或油管頭)本體靜水壓試驗：完全采用已進行本體靜水壓試驗過的裝置（非散件連接裝置）組裝的采,油樹，僅需試驗至額定工作壓力。 （PSL1級 PSL2級）,（PSL3級 PSL4級）,計時和驗收準(zhǔn)則：裝置與壓力測量儀表已與壓力源隔離，本體構(gòu)件外表完全干燥時開始記時，在試驗壓力下，不應(yīng)有可見滲漏。,2. 抗硫

21、采油(氣)井口裝置的氣密封檢驗：根據(jù)用戶的要求進行氣密封試驗。 以KQ65-70抗硫采油(氣)井口裝置為例來說明氣井口裝置密封試驗程序：a. 1、2、3閥前座密封性能試驗： 油管頭下法蘭接試壓法蘭，1、2、3閥全關(guān)，卸下注脂閥，其余閥全開，絲扣法蘭堵頭拆下，從油管頭下法蘭輸入壓力空氣，檢驗閥1、2、3閥前座密封性能； 驗收準(zhǔn)則：注脂孔冒氣泡為前座密封不合格，不冒氣泡為前座密封合格；,b. 外圍閥后座密封性能試驗：

22、⑴.油管頭下法蘭接試壓法蘭，4、5、6閥全關(guān),其余閥全開，絲扣法蘭堵頭拆下，裝上1、2、3閥的注脂閥，從油管頭下法蘭輸入壓力空氣，檢驗4、5、6閥后座密封性能； 驗收準(zhǔn)則：絲扣法蘭冒氣泡為后座密封不合格，不冒氣泡為后座密封合格；⑵.油管頭下法蘭接試壓法蘭，7、8、9閥全關(guān),其余閥全開，絲扣法蘭堵頭拆下，從油管頭下法蘭輸入壓力空氣，檢驗7、8、9閥后座密封性能；,驗收準(zhǔn)則：絲扣法蘭冒氣泡為后座密封不合格，不冒氣泡為后座密封合格

23、； c.整體連接密封性能試驗： 油管頭下法蘭接試壓法蘭，閥全部半開, 裝上絲扣法蘭堵頭,從油管頭下法蘭輸入壓力空氣，檢驗整體連接密封性能； 驗收準(zhǔn)則:在保壓期間，水池內(nèi)無任何可見水泡；,七、抗硫采油(氣)井口裝置的操作使用 安裝前應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品裝箱單對零部件（配件）進行仔細(xì)清點，核對無誤后，按以下步驟進行：1.油管頭安裝a.吊裝前應(yīng)認(rèn)真檢查油管頭下部法蘭規(guī)格和密封部位是否與套管頭匹配，密封件及密封部位是否

24、有損傷，若有應(yīng)及時采取措施。b.洗凈套管懸掛器（或套管）密封部位，并涂抹黃油。若有毛刺應(yīng)打磨光整，若密封部位是套管則應(yīng)打坡口并修磨光整。,c. 用密封脂EM08塞滿套管懸掛器（或套管）與套管四通的環(huán)形空間，然后在套管頭上放入清潔無損的密封墊環(huán)。d. 吊裝油管頭（注意吊裝位置）于套管頭上，對稱連接好螺栓、螺母。e. 油管頭安裝就位后，進行套管懸掛器BT密封試壓（見圖7）： 為使油管頭下部法蘭密封（BT密封）起作用，必須加注

25、密封脂和試壓：,圖7 套管懸掛器BT密封注脂及試壓示意圖,⑴. 卸下一只注脂閥的壓帽和堵頭，同時拆去對面的Z 1/2“堵頭（兩零件呈180°分布）；⑵. 將注脂槍（裝有密封脂7903）連于注脂閥接頭螺紋上，加壓注脂，直到密封脂從對面孔中溢出； ⑶. 裝上被拆下的Z 1/2"堵頭，繼續(xù)加壓注脂，壓力至15～30MPa；⑷. 卸下注脂槍，裝堵頭和壓帽，加注密封脂完畢；⑸. 用上述方法向另一只BT密封圈加注密封脂

26、；⑹. 另一注脂閥（與試壓閥呈180°分布），仍用注脂槍加注密封脂。,⑺. 卸去試壓閥的壓帽和堵頭，連接試壓泵，對懸掛器外密封BT密封試壓： 試壓壓力為法蘭額定工作壓力或套管抗擠壓強度的80%（取二者小值）、穩(wěn)壓10分鐘；各部無滲漏為合格。 懸掛器外密封BT密封試壓合格后，進行套管懸掛器與油管頭本體、套管頭本體、BX密封墊環(huán)組成的環(huán)形空間試壓（見圖8）：卸去試壓閥的壓帽和堵頭，連接試壓泵，對懸掛

27、器環(huán)形空間試壓；試壓壓力為法蘭額定工作壓力或套管抗擠壓強度的80%（取二者小值）、穩(wěn)壓10分鐘；各部無泄漏為合格。,圖8 套管懸掛器環(huán)形空間試壓示意圖,室溫下的靜水壓試驗，在規(guī)定的保壓期間無可見泄漏，應(yīng)與驗收。在保壓期間壓力測量裝置上觀察到的壓力變化，應(yīng)小于試驗壓力的5%或3.4MPa（取較小值），合格后釋放壓力。 若有滲漏, 用密封脂注入工具從注脂閥（上密封）和試壓閥（環(huán)空）分別注入密封脂（EM08），使密封繼續(xù)生效。

28、注脂壓力不超過35MPa。 頂絲處若出現(xiàn)泄漏，則擰緊密封圈壓帽（或更換密封圈）。,2. 采油（氣）樹安裝。a. 洗凈油管懸掛器密封部位并涂抹黃油，若有毛刺應(yīng)打磨光整。b. 吊裝采油（氣）樹（注意吊裝位置）于油管頭上，對稱連接好螺栓、螺母。c. 油管懸掛器環(huán)空密封試壓(見圖9)：⑴．卸去試壓閥的壓帽和堵頭，連接試壓泵，對懸掛器進行外密封試壓；⑵．試壓壓力為法蘭額定工作壓力，穩(wěn)壓10分鐘；,⑶．穩(wěn)壓期內(nèi)壓力變化值應(yīng)保持在試