抗硫采油氣井口裝置

1、抗硫采油氣井口裝置第1頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三一、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。第2頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三圖1 抗硫采油(氣)井口裝置第3頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三圖1 抗硫采油(氣)井口裝置第4頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 二、抗硫采油(氣)井口

2、裝置的用途、特點及分類： 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.油管掛采用橡膠復合密封結構，還可使用金屬密封，増強了產(chǎn)品的密封性能； c.設計有防磨套及試壓取出工具，方便防磨套的取出第5頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三和對井口裝置進行試壓；d.上法蘭設計有試壓、二次注脂裝置；e.采油樹主閥和油管頭側翼閥門設計為兩只閥門，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）第6頁，共43頁，2022年

3、，5月20日，13點43分，星期三2.3 分類：按不同的使用進行分類（見表1）表1 采油(氣)井口裝置及代號序 號產(chǎn) 品 名 稱 代 號 1抗硫采油(氣)井口裝置 采油井口裝置 KY采氣井口裝置 KQ2其它井口裝置 注水井口裝置 KZ熱采井口裝置 KR試油井口裝置 KS壓裂酸化井口裝置 KL3油管頭 采油井口裝置油管頭 YY采氣井口裝置油管頭 QY4采油(氣)樹 采油樹 YS采氣樹 QS第7頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三三、抗硫采油(氣)井口裝置設計、制造和檢驗的相關標準：1 .抗硫采油(氣)井口裝置設計制造執(zhí)行中華人民共和國天然氣行業(yè)標準 SY/T5127-200

4、2井口裝置和采油樹規(guī)范和美國石油學會出版的API spec 6A 第十九版井口裝置和采油樹設備規(guī)范；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)標準 SY/T5127-2002井口裝置和采油樹規(guī)范和美國石油學會出版的API spec 6A 第十九版井口裝置和采油樹設備規(guī)范；第8頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三四、 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 壓力 70MPa 通徑 65mm 采氣 抗硫第9頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三

5、4.2 型號（常用產(chǎn)品）： KQ65-21 （ KQ 2 9/162 9/16-3,000psi ） KQ65-35 （ KQ 2 9/162 9/16-5,000psi ） KQ65-70 （ KQ 2 9/162 9/16-10,000psi ） KQ65-105 （ KQ 2 9/162 9/16-15,000psi ） KQ7865-70 （ KQ 3 1/162 9/16-10,000psi ） KQ7865-105 （ KQ 3 1/162 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按其端部或出口連接的額定工作壓力確定。當端部或出口連接的額定

6、工作壓力不同時，應按其較第10頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 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、結構及密封工作 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、結構及密封工作原理： 油管頭密封形式可分為橡膠密封（圖2），橡膠、金屬復合密封（圖3）； 第11頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三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

7、油管和密封油管與套管的環(huán)形空間。b. 油管頭的結構： 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、壓力顯示機構等組成。c. 油管頭的密封工作原理：. 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、油管頭本體構成；第12頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 油管頭下密封由油管頭本體、BT形橡膠密封圈、套管懸掛器、燕尾形橡膠密封圈、套管頭本體構成； 油管頭四通下法蘭有200（或7“）BT密封及相應的注脂或試壓孔，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，應從注脂閥和試壓閥分別注入密封脂

8、，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）套管懸掛第13頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 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。 油管頭四通兩側口法蘭，油管頭四通側口通徑為55，設計有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。第14頁，共

9、43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三圖2 橡膠密封的油管頭 第15頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 . 橡膠、金屬密封的油管頭（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)在上法蘭孔中冒出一定第16頁，共43頁，2022

10、年，5月20日，13點43分，星期三 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、油管懸掛器的設計，保證各零件的幾何尺寸，利用頂絲上的45錐面旋轉，使油管懸掛器下行，最終使金屬密封環(huán)組件變形，從而達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。 第17頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 油管頭兩翼平板閥為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，任意關閉一

11、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。 第18頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三圖3 橡膠、金屬密封的油管頭第19頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 . 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 1/2UPTBG3 1/2UPTBG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

12、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到密封效果，稱為自重式密封，在油管懸掛器第20頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 外圓還設計有一道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不同的頂端螺紋和底端螺紋，應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；任一能倒轉安裝的懸掛器，在正常安裝時面向井眼的端部上應有“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禁打鉗。雙公短節(jié)B端指向井底（見圖4

13、）。 第21頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三圖4 油管懸掛器、雙公短節(jié) 第22頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三. 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構。 圖5 橡膠、金屬密封油管懸掛器第23頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三2. 采油（氣）樹（見圖6）的用途、結構及工作原理：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、關井口

14、以及井下作業(yè)時進行井口操作用的裝置。b. 采油（氣）樹的結構： 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、壓力顯示機構等組成。為安全保險起見，還有上法蘭與1號閥設計在一起的整體1號閥采油樹。第24頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三圖6 采油（氣）樹第25頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三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，任意關閉一只平板閥就可以截斷通道，但1號

15、閥一般不作為操作閥使用，當其它平板閥出現(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)流閥不宜作開關閥用。第26頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三六、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)井口裝置還應進行的試驗： a. 通徑試驗：使用按SY/T5127-2002 P58表

16、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）組裝的采第27頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三油樹，僅需試驗至額定工作壓力。 （PSL1級 PSL2級）額定工作壓力 MPa 試驗壓力MPa最少保壓時間(min) 保壓期壓力裝置觀測到的壓力變化(MPa) t1t2 1414331.42828332.13535333.457070333.45105105333.45140140333.45第28頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 （PSL3級 PSL4級）額定工作

17、壓力 MPa 試驗壓力MPa最少保壓時間(min) 保壓期壓力裝置觀測到的壓力變化(MPa) t1t2 14143151.428283152.135353153.4570703153.451051053153.451401403153.45 計時和驗收準則：裝置與壓力測量儀表已與壓力源隔離，本體構件外表完全干燥時開始記時，在試驗壓力下，不應有可見滲漏。 第29頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三2. 抗硫采油(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

18、： 油管頭下法蘭接試壓法蘭，1、2、3閥全關，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； 第30頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三b. 外圍閥后座密封性能試驗：.油管頭下法蘭接試壓法蘭，4、5、6閥全關,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；.油管頭下法蘭接試壓法蘭，7、8、9閥全關,其余閥全開，絲扣法蘭

19、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；第31頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三 驗收準則：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； 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； 驗收準則:在保壓期間，水池內(nèi)無任何可見水泡；第32頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三七、抗硫采油(氣)井口裝置的操作使用 安裝前應根據(jù)產(chǎn)品裝箱單對零部件（配件）進行仔細清點，核對無誤后，按以下步驟進行：1.油管頭安裝a.吊裝前應認真檢查油

20、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有損傷，若有應及時采取措施。b.洗凈套管懸掛器（或套管）密封部位，并涂抹黃油。若有毛刺應打磨光整，若密封部位是套管則應打坡口并修磨光整。第33頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三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，必須加注密封脂和試壓：第34頁，共43頁，2022年，5月

21、20日，13點43分，星期三圖7 套管懸掛器BT密封注脂及試壓示意圖第35頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三. 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）；. 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； . 裝上被拆下的Z 1/2堵頭，繼續(xù)加壓注脂，壓力至1530MPa；. 卸下注脂槍，裝堵頭和壓帽，加注密封脂完畢；. 用上述方法向另一只BT密封圈加注密封脂；. 另一注脂閥（與試壓閥呈180分布），仍用注脂槍加注密封脂。 第36頁，共43頁，2022年，5月20日，13點43分，星期三. 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。第37頁，共