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1、井口装置 结构和维护,什邡慧丰采油机械有限责任公司,一、井口装置设计制造规范和标准 二、井口装置技术参数 三、井口装置 四、套管头五、闸阀 六、节流阀七、管汇八、硫化氢H2S腐蚀原理九、材料选择十、制造工艺,什邡慧丰采油机械有限责任公司,目 录, API 6A 第20版井口装置和采油树设备规范 GB/T22513石油天然气工业 钻井和采油设备 井口装置和采油树 API Spec 5CT套管和油管规范 GB/9253.2石油天然气工业套管油管和管线管螺纹加工、测量和检验 NACE MR0175油田设备用抗硫化物应力开裂的金属材料 JB/T 4730压力容器无损检测 ISO9001：2008质量管
2、理体系 要求 API Q1第8版石油和天然气工业质量纲要规范,什邡慧丰采油机械有限责任公司,一、井口装置设计制造与验收规范和标准,井口装置基本参数：1、额定工作压力2、公称通径3、产品规范级别4、性能要求级别5、温度级别6、材料级别,什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,1、额定工作压力 装置设计能承受和（或）控制的最大内压,1psi (磅/英寸2) = 0.006895MPa(兆帕),什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,2、公称通径井口装置或阀门主通孔尺寸,什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,3、产品规范级别产品在规定范围的使用条件，分为PSL1
3、、 PSL2、 PSL3 （PSL3G）、 PSL4产品规范级别的确定，按下表规定：,注：PSL3G包括PSL3的全部要求，规定装置的附加气密封要求PSL4包括PSL3（3G）的全部要求，除堆焊层外，不允许焊接,什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,4、性能要求级别性能要求是对产品在发运条件下特定的和唯一的要求。所有产品的设计，应使该产品在额定压力、温度和与材料级别相适应的试验流体条件下，性能符合API要求，其它要求包括承载能力、周期、操作力或操作扭矩。性能要求级别有PR1和PR2。PR1API常规试验PR2压力循环、温度循环、持久性循环、承载能力安全阀应属于PR2级。,什邡慧丰
4、采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,5、温度级别装置应符合下表中一种或多种最低和最高温度的额定温度范围。最低温度是装置可承受的最低环境温度。最高温度是装置可直接接触到的流体最高温度。,什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,6、材料级别装置所用材料应根据装置的使用工况条件满足下表规定：,什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,本体、盖、端部和出口连接的标准材料性能要求,API 6A夏比V型缺口 冲击试验要求 (10mm10mm),什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置技术参数,本体、盖、端部和出口连接的标准材料应用,什邡慧丰采油机械有限责任公司,二、井口装置
5、技术参数,主要用于石油矿场天然气含硫气井作为采气时控制天然气流量的井口装置，也可作为酸化压裂时的压裂井口。井口装置主要由套管头、套管头四通、油管头和采油树组成。,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,井口装置结构示意图,采油（气）井口装置主要有平板阀井口和斜楔式井口。井口装置配置一般由油管头、油管头异径连接、阀门、节流阀、小四通、截止阀、缓冲器、压力表等部件组成。井口装置的主要零件有：本体、盖、法兰、阀杆、闸板、阀座、垫环、顶丝、悬挂器、螺栓螺母、密封元件等。,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,井口装置产品代号,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,井口装置产品代号标注方
6、法,标注示例：KQ65-70：表示通径为65，额定工作压力为70MPa的采气井口装置KQ78/65-70/105：表示主通径为78，旁通径为65，额定工作压力为70MPa，含105MPa级别配置的混合采气井口装置,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,橡胶密封,油管头主要由油管头四通、油管挂、锁紧顶丝组件和密封件等 零部件组成。,连接旁通阀门,连接旁通阀门,什邡慧丰采油机械有限责任公司,油管头,三、井口装置,橡胶密封+ 金属密封,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,油管头,连接油管,橡胶密封,矩型密封圈,O形密封圈,座 圈,锁紧丝圈,上部扣型： 3 1/2“UPTBG或NC38钻
7、杆扣或根据用户要求,下部扣型： 3 1/2“UPTBG或根据用户要求,座圈45台阶面,O形密封圈,不锈钢堆焊层,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,直管挂,锥管挂,金属密封组件,金属密封组件,金属密封组件,橡胶密封+金属密封,上部扣型： 3 1/2“UPTBG或NC38钻杆扣或根据用户要求,下部扣型： 3 1/2“UPTBG或根据用户要求,座圈45承载台阶,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,直管挂,BT密封圈,Y型密封圈,金属密封组件,O型密封圈,矩型密封圈,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,油管头密封件,顶丝,密封件,压帽,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装
8、置,顶丝组件,Y型密封圈,密封圈上座,金属密封环,密封圈下座,钢圈,钢圈,通过螺栓预紧力或油管套管自重使金属环膨胀，形成与本体的线接触实现密封。,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,金属密封安装,安装防磨套,取出防磨套,第一步：退出项丝至孔内； 第二步：座入防磨套至油管头台阶面； 第三步：拧紧顶丝。,台阶面,第一步：取出工具销钉对准防磨套缺口,取出工具,第二步：逆时针旋转工具30，便销钉套入防磨套槽孔,第三步：退出顶丝，提取防磨套,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,防磨套及取出工具,什邡慧丰采油机械有限责任公司,三、井口装置,油管头付密封(BT圈)注脂操作,1、卸去油管头四通
9、法兰上标有“注脂”字样的两只注脂阀螺母（两阀分布180）。 2、在注脂器中装入EM08(7903)密封脂，通过软管连到一只注脂阀接头上。 3、操作注脂枪注入密封脂，同时观察对面的注脂孔，直到孔口有密封脂溢出为止。装上堵头并拧紧。 4、对另一只注脂接头按以上方法重复操作,什邡慧丰采油机械有限责任公司,注脂阀,螺纹：M201.5或 1 -14UNS,三、井口装置,注脂器,什邡慧丰采油机械有限责任公司,密封脂灌装方法,密封脂储存筒,1、拆下出口端端部,2、活塞推至底部,3、灌入密封脂,4、拧紧出口端端部，既可注脂,液压站端,注脂阀连接端,5、活塞运行至前端时，筒内已无密封脂，此时重复第1步,密封脂桶
10、,三、井口装置,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头, 套管头安装在套管柱上端，悬挂和承受套管柱重量。 使整个钻井井口装置实现压力匹配。 与钻井四通、防喷器、采气井口连接的重要装置。 能够提高钻井井口装置的稳定性及安全性。 内、外套管柱之间形成压力密封。 提供套管放压出口。 在紧急情况下，可向井内泵入流体。 进行钻采工艺方面的特殊作业：a、补灌水泥。b、注压力平衡液。,套管头用途,套管头规格,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,整体式套管头,单级套管头,双层套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,套管头形式,什邡慧丰采油机械有限责任公司,套管头结构示意,四、套管头,连接井口
11、油管头下法兰,套管悬挂器,顶丝组件,套管头本体,套管悬挂器主密封,套阀,支座,连接表层套管,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,套管头结构示意,井口油管头下法兰,悬挂器副密封（BT圈）,环空,悬挂器主密封,套管头结构配置,套管头四通二次密封,BT,YP,JS,套管头四通,二次密封套,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,悬挂器,套管头本体,C21,TR,TRJ,C22,芯轴悬挂器,卡瓦悬挂器,3SB,底座,防磨套,试压取出工具,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,套管头四通二次密封结构（悬挂器副密封）,双橡胶密封橡胶密封，最高承压达10000PSi，含有一个或两个特种合成橡胶制
12、成的密封。分别装有相应的抗挤压支撑环。广泛用于中等腐蚀环境下的套管密封。单，双橡胶密封均能适应套管的公差范围，并可用于机加工后的套管悬挂器、油管悬挂器等颈部密封。,密封套管带有橡胶密封的密封套管，适用于套管作业中遇到的各种套管偏差情况。利用一个橡胶密封和限位圈。套管密封最高承压达10000PSi。根据套管作业情况，可采用整体或分体式导向圈。,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,橡胶密封+金属密封适用于恶劣环境和高腐蚀工况，工作压力最高可达20000PSi。其密封性能及可靠性完全能够满足对高压气体实现安全密封的要求。如果为了作业方便并且对具体井况没有长期密封要求的情况下，也可单独采用橡胶密
13、封作业。,金属密封金属对金属的耐腐蚀密封，适用于恶劣环境和高腐蚀工况，工作压力最高可达20000PSi。其密封性能及可靠性完全能够满足对高压气体实现安全密封的要求。,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,套管头四通二次密封结构（悬挂器副密封）,套管悬挂器形式,芯轴式悬挂器,卡瓦式悬挂器,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,芯轴悬挂器,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,O型密封圈,矩型橡胶密封圈,座圈,丝圈,悬挂器主密封,悬挂器副密封,悬挂器本体,45承载台阶,套管螺纹,矩形密封圈,承载台阶,吊环,卡瓦牙,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,卡瓦悬挂器,C22卡瓦悬挂器,
14、什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,卡瓦式悬挂器，是用来悬挂套管管柱，密封套管间的环形空间的主要部件。它是由卡瓦、补芯、导向螺钉、压板、胶圈、垫板、联接螺栓等主要零件组成。 卡瓦卡紧套管的作用是靠套管管柱本身的重量所产生的轴向负荷，通过卡瓦背部锥斜角的斜紧作用而产生的径向作用力来实现的。 为了增强卡瓦的悬挂能力，卡瓦背锥上采用了带钝齿的可控摩擦结构，这种结构是通过增加背锥上的摩擦力来减小卡瓦作用于套管上的径向力，避免过大的径向力挤毁套管，相应地提高了卡瓦悬挂负荷的能力。 套管主密封是由套管的自重，带动卡瓦下行，从而带动压板压紧胶圈来实现自动密封的。,四、套管头,卡瓦悬挂器的原理,什邡慧丰
15、采油机械有限责任公司,与表层 套管连接方式,套管头与套管的连接方式,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,螺纹式,卡瓦式,螺纹式,底部连接，是一种比较简单的卡瓦型连接，不需要焊接作业，因而现场安装非常简便易行。它采用橡胶密封。这种连接可承压10000PSi，并可重复使用。,套管丝扣连接，采用母丝扣（套管座）的方式与套管（公扣）进行连接，主要用于螺纹连接式管头。采用这种连接方式时，下部连接的套管外径应为标准尺寸，便于与套管头顺利对接。,该种连接为套筒焊接式连接，对10-3/4“以下的套管，采用标准的O形圈作为密封件，现场安装不需要特别的准备作业。而对于10-3/4”以上的套管，现场安装时需要
16、进行另外的焊接作业。这种连接设置了一个管线测试口，便于对焊接和O形圈的密封性能进行测试。,套管头与套管的连接方式,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,典型套管头,橡胶密封,1、芯轴式单级套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,金属密封,典型套管头,2、芯轴式单级套管头,3、卡瓦式单级套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,典型套管头,4、芯轴式双级套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,典型套管头,5、卡瓦式双级套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,典型套管头,6、整体式双级套管头,什邡慧丰采油机械有限责
17、任公司,四、套管头,典型套管头,7、三级套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,典型套管头,什邡慧丰采油机械有限责任公司,四、套管头,卡瓦安装,1、安装前的准备工作：1）清洗所有零部件2）调整套管中心，保证套管与套管头/套管四通的内孔同心 2、安装卡瓦的一般程序 1）拆下连接螺柱、密封圈、垫板，如图所示 2）再拆下补芯上两个对接螺钉后将卡瓦张开 3）扣合套管，然后将它放在套管头和或钻台上方的搁板上扣合时应检查卡瓦和补芯上导向销钉和紧定螺钉是否脱落 4）扣合后，重新安装对接螺钉，再依次套上垫板，密封圈、压板，用连接螺柱将其连接为一体 5）检查对接螺钉，螺栓头部不能超出补芯外径，以免划伤套管头内腔 6）连接螺柱仅需保持连接，不至于松动即可。再放松套管，使套管重量压在套管挂之前，密封圈不应压缩 7）取下导向螺钉，拆走垫板 8）提拉套管至所要求的悬挂载荷 9）将悬挂器小心放入到套管头/套管四通中 10）以交叉的方式旋入所有顶丝，旋紧连接螺柱 11）切割套管。套管端部加工斜面，并去除毛刺，锐棱倒钝,
