井口装置及采油树讲座

1、2021年5月12日1 井口装置及采油树讲座 一.井口装置的主要技术要求井口装置的主要技术要求 二.井口装置井口装置 三.采油树采油树 主要内容 2021年5月12日2 井口装置及采油树讲座 一、井口装置的主要技术要求一、井口装置的主要技术要求 目录（一） 1、井口装置的钢材特性 2、额定工作压力 3、材料 4、垂直通径 2021年5月12日3 井口装置及采油树讲座 井口装置的主体及其配件大部分由钢制成 其钢材特性应等于或大于表1中的规定 应能够在规定的额定温度环境中使用 1、井口装置的钢材特性 2021年5月12日4 井口装置及采油树讲座 项目1类2类3类4类 最低抗张强度 psi (Mpa

2、)70000(483)90000(621)100000(690)70000(483) 最低屈服强度 psi (Mpa)36000(248)60000(414)75000(517)45000(310) 2in 最小伸长 %22181719 最小收缩面积 %30353532 最高含碳量 %0.35 最高含锰量 %0.90 最高含硫量 %0.05 最高含磷量 % 0.05 表1 井口装置钢材特性 2021年5月12日5 井口装置及采油树讲座 1、2、3、4类这些名称是API井口设备和阀门标 准化委员选定的命名方法，用以鉴别属于表列抗 张强度范围的材料。 用4类钢制成的法兰认为是易于焊接的，然而经 验

3、证明，在各种情况下最好适当预热，而且在 40F(4)以下的大气温度电焊时，必须预热。 指在这一规范中没有列出1、2、3类材料的化学 分析数据是有意的，以使制造厂商有充分的自由去 研制适合这一重要服务领域所遇到的多种要求的钢 材。 表1 井口装置钢材特性的说明： 2021年5月12日6 井口装置及采油树讲座 最大额定工作压力： 2 2、额定工作压力、额定工作压力 是指设备运转时的最大操作压力 使用设备时，应避免设备承受的压力 高于额定工作压力 2021年5月12日7 井口装置及采油树讲座 井口设备所采用的材料应符合表2 的材料要求 3 3、材料、材料 *应按照NACE HR-01075标准确定

4、*应符合NACE HR-01075标准 表2 井口装置材料要求 材料级别材料最低要求 本体、盖和法兰压力控制件、阀杆和心轴式悬 挂器 AA一般工况碳钢和低合金钢碳钢和低合金钢 BB一般工况碳钢和低合金钢不锈钢 CC一般工况不锈钢不锈钢 DD酸性工况碳钢和低合金钢 * 碳钢和低合金钢* EE酸性工况碳钢和低合金钢 * 不锈钢* FF酸性工况不锈钢*不锈钢* HH酸性工况抗腐蚀合金*碳钢和低合金钢* 2021年5月12日8 井口装置及采油树讲座 垂直通经： 4 4、垂直通径、垂直通径 表3 本体最小垂直全开通径和套管最大尺寸 是指能够通过工具或井下没备的最小垂直孔径。 API 要求井口本体垂直通径

5、应比本体上的套管 通径约大0.8mm（1/32in）。 符合这个要求的井口本体称为全开孔径。 本体最小垂直全开通径与下部所接套管的最大 尺寸应符合表3 的对应关系。 2021年5月12日9 井口装置及采油树讲座 表3 本体最小垂直全开通径和套管最大尺寸 注： 1、井口本体上部连接；2、套管的最大尺寸和最小重量根据孔径而定；3、能径按API Spec.5A规定。 公称连接器主体下部套管井口主体最小垂直全 开通径 in 连接器公称尺寸和通径 in额定工作压力 psi尺寸 外径 in公称重量 lb/ft规定通径直径 in 7-1/1620007176.4136.45 7-1/1630007206.3

6、316.36 7-1/1650007236.2416.28 7-1/16100007296.0596.09 7-1/16150007385.7955.83 7-1/16200007385.7955.83 920008-5/8247.9728.00 930008-5/8327.7967.83 950008-5/8367.7007.73 9100008-5/8407.6007.62 9150008-5/8497.3867.41 11200010-3/440.59.8949.92 11300010-3/440.59.8949.92 11500010-3/451.09.6949.73 11100009

7、-5/853.58.3799.41 11150009-5/853.58.3799.41 13-5/8200013-3/854.512.45912.50 13-5/8300013-3/861.012.35912.39 13-5/8500013-3/872.012.19112.22 13-5/81000011-3/460.010.61610.66 16-3/42000166515.06215.09 16-3/43000168414.82214.86 16-3/45000168414.82214.86 16-3/410000168414.82214.86 18-3/4500018-5/887.517

8、.56717.59 18-3/41000018-5/887.517.56717.59 21-1/42000209418.93618.97 20-3/43000209418.93618.97 21-1/45000209418.93618.97 21-1/410000209418.93618.97 2021年5月12日10 井口装置及采油树讲座 图1 全开通径示意图 2021年5月12日11 井口装置及采油树讲座 一.井口装置的主要技术要求井口装置的主要技术要求 三.采油树 二.井口装置 井口装置及采油树 2021年5月12日12 井口装置及采油树讲座 二、井口装置二、井口装置 目录（二） 1、套

9、管头 2、套管悬挂器 3、油管头 4、油管悬挂器 5、转换连接和转换法兰 6、悬挂器的固定螺丝。 7、测试孔和控制管线入口 2021年5月12日13 井口装置及采油树讲座 图2 为典型的井 口装置，其主要由套 管头、油管头及其它 配套部件构成。 图图2 典型井口装置典型井口装置 2021年5月12日14 井口装置及采油树讲座 1、套管头 2、套管悬挂器 3、油管头 4、油管悬挂器 5、转换连接和转换法兰 6、悬挂器的固定螺丝。 7、测试孔和控制管线入口 1、套管头 2021年5月12日15 井口装置及采油树讲座 图3 套管头结构 套管头（图3）连接套管柱上端，由套管悬挂 器及其锥座组成，用于支

10、承下一层较小的套管 柱并密封上下两层套管间的环形空间。套管头 悬挂器座的上端通常与一个上法兰连接,下端与 一个四通连接，而四通下部又焊接一个下法兰， 具有上下法兰和两个环空出口，从而构成一个 套管头短节。 海上油田的井一般有多层套管及环形空间，由 此有多个套管头。最下部套管头安装在隔水导 管顶端，其上法兰与中间套管头的下法兰相连 接，其下端是螺纹或焊接滑套。中间的套管头 的上下法兰分别与上下套管头连接。最上部套 管头的上下法兰分别与油管头的下法兰和下面 一级的套管头的上法兰连接。图4 为海上某油 田采用的套管头。其中339.7mm(13 3/8in) 套管 头与508mm(20in)套管头合成

11、一个整体,称为带 卡瓦和预备焊接套的启动头。最下部套管头尺 寸范围为179.4539.8mm (7 1/16 21 1/4in), 用 来支承114.3406.4mm (4 1/216in) 的套管。中 间套管头上下法兰尺寸范围179.4539.8mm（7 1/1621 1/4in），用于支承114.3339.7mm（4 1/213 3/8in ）的套管。API 套管头及油管头法 兰尺寸及其所支承的套管尺寸的匹配见表4。 2021年5月12日16 井口装置及采油树讲座 表层套管支承套管套管头 上法兰 第一中间套管头法兰第二中间套管头法兰油管头法兰 下上支承套管下上支承套管下上 74-1/2、5

12、7-1/16 8-5/84-1/25-1/29 9-5/84-1/279 10-3/45-1/27-5/811 11-3/45-1/27-5/813-5/8 11-3/47-5/813-5/813-5/811或94-1/2、5 11-3/48-5/813-5/813-5/811或94-1/25-1/2 13-3/88-5/813-5/813-5/811或94-1/25-1/2 13-3/89-5/813-5/813-5/8115-1/27 168-5/816-3/416-3/411或94-1/2、5-1/2 169-5/816-3/416-3/4115-1/27 1610-3/416-3/41

13、6-3/413-5/8或115-1/27-5/8 1610-3/416-3/416-3/413-5/8或117-5/813-5/8或1111或94-1/2、511或97-1/16 1613-3/816-3/416-3/413-5/88-5/813-5/811或94-1/2、5-1/211或97-1/16 1613-3/816-3/416-3/413-5/89-5/813-5/8114-1/27117-1/16 2013-3/821-1/421-1/413-5/88-5/813-5/8114-1/2、5-1/2117-1/16 2013-3/821-1/421-1/413-5/89-5/813-

14、5/8114-1/27117-1/16 201621-1/421-1/416-3/410-3/416-3/4115-1/2、7117-1/16 201621-1/421-1/420-3/413-3/820-3/413-5/88-5/8、9-5/813-3/411 表4 API套管头和油管头法兰尺寸（单位in） 2021年5月12日17 井口装置及采油树讲座 图4 某海上油田使用的套管头 2021年5月12日18 井口装置及采油树讲座 套管悬挂器是安装在套管头和套管四通 的锥座中，用于牢固地悬挂下一级较小的 套管柱，并在所悬挂的套管和套管头锥座 之间提供密封的一种装置。 套管悬挂器 套管悬挂器的

15、尺寸是由公称外径决定的， 它应与套管头法兰的公称尺寸相匹配。表5 为井口悬挂器最大外径与钻通设备相匹配 的要求。 2021年5月12日19 井口装置及采油树讲座 套管悬挂器应能承受所悬挂的套管柱重 量，才不致于产生缩颈变形而影响井下工 具的通过。 套管悬挂器 套管悬挂器所受到的载荷主要有锥形台肩 作用的径向载荷、套管重量作用的拉伸载荷 和井内压力载荷。 2021年5月12日20 井口装置及采油树讲座 表5 套管悬挂器的最大外径 套管头上法兰公称尺寸和最小通径 in 额定工作压力 kpsi 悬挂器的最大外径 in 7-1/162、3、5、10、15、207.010 92、3、5、10、158.9

16、33 112、3、5、10、1510.918 13-5/82、3、5、1013.523 16-3/42、3、5、1016.625 18-3/45、1018.625 20-3/4320.625 21-1/42、5、1021.124 2021年5月12日21 井口装置及采油树讲座 油管头(图5)安装在最上部套管头的上 部，由油管悬挂器及其本体组成，用于悬 挂油管柱，并密封油管与生产套管间的环 形空间。 油管头 油管头通常是一个有上下法兰连接的短 节，并带有两个环空侧出口，构成一个四 通，因此也叫油管四通。 2021年5月12日22 井口装置及采油树讲座 油管头的连接： 下部带螺纹直接连接在生产套管

17、的上端， 上部为法兰。 上下都是带法兰的。 上法兰都带有锁紧螺丝，用来压紧油管悬 挂器。 海上油田的油管头多数为上下都带法兰的 (图6)。 2021年5月12日23 井口装置及采油树讲座 图5 油管头 2021年5月12日24 井口装置及采油树讲座 图6 某油田使用的油管头 2021年5月12日25 井口装置及采油树讲座 APl 标准系列中油管头的工作压力有： 油管头的压力等级 7.0 、13.8 、20.7 、34.5 、69、103.4 、138Mpa （1000 、2000 、3000 、5000 、10000 、15000 和20000psi ）几种。 油管头最小工作压力等于井口关井压

18、力。一般在完 井时选择额定工作压力等于地层破裂压力的油管头。 油管头的额定工作压力应与油管悬挂器的额定工作 压力相匹配。 2021年5月12日26 井口装置及采油树讲座 油管悬挂器是坐在油管四通本体内的锥 座中，用来悬挂油管柱，并在所悬挂的油 管和油管四通本体之间提供密封的一种装 置。 油管悬挂器 海上油气完井一般都安装井下安全阀 ，因此油管悬挂器要提供连接液压控制管 线的通道，潜油电泵井还须备有井下放气 阀和电缆穿越通道并密封。 2021年5月12日27 井口装置及采油树讲座 图7 为几种类型的油管悬挂器。 双油管悬挂器由两个半圆形悬挂器分 别与对应尺寸的油管连接后构成一圆形整 体，坐在双油

19、管悬挂器座中，坐入时必须 对准油管四通内的导向块（图8，图9 所 示）。 2021年5月12日28 井口装置及采油树讲座 图7 油管悬挂器的几种类型 2021年5月12日29 井口装置及采油树讲座 图8 双油管悬挂器的油管四通 2021年5月12日30 井口装置及采油树讲座 图9 双油管悬挂器的油管总成分解图 2021年5月12日31 井口装置及采油树讲座 用于井口装置的转换连接，由一个转换法兰、 一个转换短节和一个限制面积的密封钢圈组成，或 由一个转换短节和一个限制面积的封隔机构组成。 它是一种可以从一个压力等级转换到另一个较高的 压力等级的法兰式井口连接。图10 是几种带限制 面积封隔机构

20、的转换连接。 转换法兰 转换连接底部和上部 API 法兰式、APl 双头 螺栓式或其他连接形式。带限制面积封隔机构的转 换连接的公称尺寸和额定工作压力应符合表3-3-5 的API 标准。 2021年5月12日32 井口装置及采油树讲座 图10 带限制面积封隔结构的转换连接 2021年5月12日33 井口装置及采油树讲座 悬挂器的固定螺丝是安装在套管头和油 管头上，用于压紧套管悬挂器或油管悬挂器 的一种部件。图11 为固定螺丝压紧悬挂器的 示意图。 悬挂器的固定螺丝 悬挂器固定螺丝的密封填料用来防止环形 空间流体泄漏并保护螺纹。悬挂器固定螺丝 的强度应能承受四通的工作压力。 2021年5月12日

21、34 井口装置及采油树讲座 图11 固定螺丝压紧悬挂器示意图 2021年5月12日35 井口装置及采油树讲座 带有二次密封或转换密封的套管头和油管头 的底法兰上都应有测试孔。用于测试高压和低压 之间的密封状况。 测试孔和控制管线入口 在采油树的底法兰上开有控制管线入口，用 于连接井下安全阀液压控制管线或化学药剂注入 管线。 测试孔和控制管线入口采用内螺纹连接，它 应符合API 螺纹连接规范。 通常情况下，测试孔为1NPT、化学药剂注入口为3/4 NPT、 控制管线入口为1/2 NPT、毛细管入口为1/8 NPT母扣。 2021年5月12日36 井口装置及采油树讲座 三、采三、采 油油 树树 目

22、录（三1） 1 1、海上平台采油树分类、海上平台采油树分类 1）、单油管采油树 2）、双油管采油树 2021年5月12日37 井口装置及采油树讲座 采油树是由阀门、异径接头、 油嘴及管路配件组成 采油树 是一种用于控制油气生产， 并为钢丝、电缆、连续油管等 修井作业提供条件的装置 2021年5月12日38 井口装置及采油树讲座 按结构形式可分为：按结构形式可分为： 海上平台采油树分类海上平台采油树分类 分体式和整体式两种。分体式和整体式两种。 分体式是由一些阀门等独立部件组装而成。分体式是由一些阀门等独立部件组装而成。 整体式是将主阀、安全阀、清蜡阀和翼阀等制成一整体式是将主阀、安全阀、清蜡阀

23、和翼阀等制成一 个整体部件，阀与阀之间的距离较小，既省空间又个整体部件，阀与阀之间的距离较小，既省空间又 耐高压，特别适用于海上平台的油气井（图耐高压，特别适用于海上平台的油气井（图12）。）。 按生产井类别和完井生产方式可分为：按生产井类别和完井生产方式可分为： 自喷井、潜油电泵井、气举井、螺杆泵井和注水自喷井、潜油电泵井、气举井、螺杆泵井和注水 井、气井的采油树等（图井、气井的采油树等（图13）。）。 2021年5月12日39 井口装置及采油树讲座 采油树的额定工作压力等于组成采油树各部件采油树的额定工作压力等于组成采油树各部件 中额定工作压力最小部件的额定工作压力中额定工作压力最小部件的

24、额定工作压力,即额定即额定 工作压力最小的部件决定整个采油树的额定工作工作压力最小的部件决定整个采油树的额定工作 压力。压力。 采油树工作压力及垂直通径采油树工作压力及垂直通径 采油树总成的垂直通径采油树总成的垂直通径,按按API 标准应通过长标准应通过长 106.7cm (42in) 的内径规。不同规格的油管所对应的内径规。不同规格的油管所对应 的内径规尺寸如的内径规尺寸如表表6 所示。所示。 2021年5月12日40 井口装置及采油树讲座 表表6 采油树通径和内径规尺寸采油树通径和内径规尺寸 法兰或卡箍连接最小垂直通径 in (mm) 油秋规格内径规直径 in (mm) 公称尺寸和直 径

25、in (mm) 旧的公称尺寸 in 工作压力等级 kpsi 外径 in (mm) 重量 lb/ft 1660（42。 2） 241286（32。52） 1-13/16(46.0)1-1/22、3、51-13/16（42。 9） 1900（48。 3） 291516（38。52） 2-1/16(52.4)22、3、52-1/16（65。1）2-3/8（60。3）471901（48。22） 2-9/16(65.1)2-1/22、3、52-9/16（52。6）2-7/8（73。0）652347（59。62） 3-1/8(79.4)32、3、53-1/8（79。4）3-1/2（88。9）932867（

26、72。82） 4000（101。 6） 1103351（85。12） 4-1/16(103.2)42、3、54-1/16（103。 2） 4-1/2（114。3）12753833（97。32） 1-11/16(42.9)1-11/1610、151-1/16（42。9）1900（48。 3） 291516（38。52） 1-13/16(46.0)1-13/1610、151-13/16（46。 0） 2063（52。 4） 3251657（42。12） 2-1/16(52.4)2-1/1610、152-1/16（52。4）2-3/8（60。3）471901（48。22） 2-9/16(65.1)2

27、-9/1610、152-9/16（52。6）2-7/8（73。0）652347（59。62） 3-1/16(77.8)3-1/1610、153-1/8（79。4）3-1/2（88。9）932867（72。82） 4-1/16(103.2)4-1/16104-1/16（103。 2） 4-1/2（114。3）12753833（97。32） 内径规直径应符合API Spec 5A套管、油管和钻杆关于外加厚油管的内径规的要求，但2-1/16（52。4mm）带整体接头内加厚的1-1/2in外加厚 螺纹的油管除外。 2021年5月12日41 井口装置及采油树讲座 单油管采油树安装在单油管完井的井单油管采

28、油树安装在单油管完井的井 口装置上，除了有分体式和整体式之外口装置上，除了有分体式和整体式之外， 它还有单翼和双翼之分。根据井的种类或它还有单翼和双翼之分。根据井的种类或 油井生产方式的差别油井生产方式的差别，可用阀门及短节组可用阀门及短节组 合成不同形式的单油管采油树合成不同形式的单油管采油树，而其连接而其连接 方式可以是法兰式、螺纹式或卡箍式。方式可以是法兰式、螺纹式或卡箍式。 1）、单油管采油树）、单油管采油树 2021年5月12日42 井口装置及采油树讲座 双油管采油树安装在双油管完井的井双油管采油树安装在双油管完井的井 口装置上，用于两个油层同时而又独立开口装置上，用于两个油层同时而

29、又独立开 采的生产控制。双油管完井是在同一个生采的生产控制。双油管完井是在同一个生 产套管中下入两根平行油管柱产套管中下入两根平行油管柱(长油管柱和长油管柱和 短油管柱短油管柱)或两根同心油管柱，通过双管封或两根同心油管柱，通过双管封 隔器和单管封隔器对两个油（或气）层段隔器和单管封隔器对两个油（或气）层段 进行分隔，（图进行分隔，（图14） 2）、双油管采油树）、双油管采油树 2021年5月12日43 井口装置及采油树讲座 图图14 FMC的双油管井口和采油树的双油管井口和采油树 2021年5月12日44 井口装置及采油树讲座 三、采三、采 油油 树树 目录（三2） 2 2、采油树的相关部件

30、、采油树的相关部件 6）、API螺栓、螺母 7）、背压阀 （BPV） 8）、采油树帽 9）、防磨衬套、试压塞 及送入/取出工具 10）、注脂工具 11）、VR塞 1）、油管四通和三通 2）、闸阀与旋塞阀 3）、油嘴 4）、API法兰 5）、API钢圈 2021年5月12日45 井口装置及采油树讲座 采油树的油管四通和三通与主阀、清蜡阀和翼 阀相连接，常见的四通和三通有法兰式和法兰双 头螺栓式。采用四通的采油树为双翼采油树，采用三 通的采油树为单翼采油树。有些平台采油树的三通与 清蜡阀和主阀或井口安全阀组成体，则成为整体式 采油树。 采油树的油管四通和三通的尺寸、额定工作压 力材料的选择，应与相

31、连接的部件：按APl 标准相匹 配。表7 和表8 分别为上述两种形式油管四通和三通 的APl 额定工作压力所对应的尺寸。 1 1）、油管四通和三通）、油管四通和三通 2021年5月12日46 井口装置及采油树讲座 闸阀是一种关闭部件(闸板)的移动方向垂直于流 体流动方向的阀。旋塞阀是一种关闭部件(旋塞)旋转 的阀，而旋塞可以是圆柱形、圆锥形或球形。起井口 控制的作用。 闸阀和旋塞阀的尺寸、额定工作压力和材料的选 择，应与相连接的部件按API 标准相匹配。APl 标准 中闸阀的材料为高强度合金刚。表9，表10 为闸阀和 旋塞阀APl 额定工作压力所对应的尺寸。 2 2）、闸阀与旋塞阀）、闸阀与旋

32、塞阀 2021年5月12日47 井口装置及采油树讲座 油嘴是采油树上用于控制油井流量的部件 3）、油嘴）、油嘴 它安装在翼阀与出油管线之间 油嘴也可以用来控制气举井的注气量和注 水井的注水量 2021年5月12日48 井口装置及采油树讲座 油嘴有固定式和可调式两种 3）、油嘴）、油嘴 固定式油嘴(图15)内装有可更换的油嘴， 它有固定的通孔，用来节流。 可调式油嘴(图16)有一个由外部控制的可 变面积的通孔和一个与之对应的通孔面积 指示机构。 2021年5月12日49 井口装置及采油树讲座 油嘴通孔尺寸按0.4mm(1/64in) 递增 3）、油嘴）、油嘴 油嘴的尺寸、额定工作压力和材料的选择

33、，应 与相连接的部件按API 标准相匹配。 如油嘴通孔不是单一小孔时，其最大过流面 积应折算成圆形，并用该圆的直径来表示尺 寸，这个尺寸同样按0.4mm(1/64in) 递增。 2021年5月12日50 井口装置及采油树讲座 图16 可调式油嘴 图15 固定式油嘴 固定式和可调式油嘴 2021年5月12日51 井口装置及采油树讲座 法兰是带有螺栓孔的凸缘并用于连接承压设备的密封结构 的端部连接。符合APl 规范的法兰即为API 法兰。 盲法兰没有中心通孔，用于完全封闭法兰端面或出口连接。 盲法兰与所要封闭的出口法兰应具有相同的压力等级并可配相 同的密封元件。 按连接方式不同，法兰可分为螺纹式法

34、兰和焊颈式法兰。 螺纹式法兰的一侧为密封面，另侧为内螺纹。焊颈式法兰的 一侧为密封面，另一侧为焊接坡口。 用于井口装置和采油树的API 法兰常见的有6B 型、6BX 型 和扇形法兰。表11 为这三种法兰的额定工作压力和尺寸范围。 4 4）、）、APIAPI法兰法兰 2021年5月12日52 井口装置及采油树讲座 表11 API法兰的额定工作压力和尺寸范围 2021年5月12日53 井口装置及采油树讲座 API 钢圈是用于API 法兰连接的密封元件。常用的 API 钢圈有R 型、RX 型和BX 型，如图17 所示。 R 型和RX 型钢圈可以在6B 型法兰中互换使用。BX 型钢圈只能用于6BX 型

35、法兰。RX 型和BX 型钢圈具有 压力自紧密封的性能，但不能互换。 R 型和RX 型钢 圈的所有23表面粗糙度不应低于63RMS，BX 型钢圈 的所有23表面粗糙度不应低于32RMS 。RX 型和BX 型钢圈有一个压力通孔，钻通钢圈的整个高度。 5）、）、API钢圈钢圈 钢圈不能重复使用。这是因为钢圈装入钢圈槽时具钢圈不能重复使用。这是因为钢圈装入钢圈槽时具 有一定的正向过盈量，这种正向过盈保证法兰钢圈有一定的正向过盈量，这种正向过盈保证法兰钢圈 连接的密封性能。连接的密封性能。 2021年5月12日54 井口装置及采油树讲座 钢圈材料：相对较软的金属。钢圈材料：相对较软的金属。 API对最大

36、硬度规定如下：对最大硬度规定如下： 软铁软铁HRB56 碳钢和低合金钢碳钢和低合金钢RHB68 不锈钢不锈钢RHB83 注意事项：在制造、运输、仓储中要妥善保管，在安注意事项：在制造、运输、仓储中要妥善保管，在安 装之时必须确认钢圈的密封面是光洁完好的才可以进装之时必须确认钢圈的密封面是光洁完好的才可以进 行安装行安装 5）、）、API钢圈钢圈 2021年5月12日55 井口装置及采油树讲座 图17 API钢圈与API法兰 表12 API 钢圈的材料及识别标志 2021年5月12日56 井口装置及采油树讲座 API 螺栓、螺母是用于连接API 法兰和卡箍的元 件。 API 螺栓、螺母的螺纹应符

37、合API 螺纹规范API Std 5B 。 API 螺栓推荐的拉力和扭矩 如表13 所示。 API 法兰、螺栓和钢圈的相关数据 如表14 所示。 6）、）、API螺栓、螺母螺栓、螺母 2021年5月12日57 井口装置及采油树讲座 1-3/8 23157 表13 法兰螺栓的推荐扭矩 2021年5月12日58 井口装置及采油树讲座 1-13/1610000-6BX7-3/81-21/325-3/483/45-1/415/32-3-1/16BX-151 1-13/1615000-6BX8-3/161-25/326-5/1687/85-7/815/32-3-1/16BX-151 1-13/16200

38、00-6BX10-1/82-1/28817-3/415/32-3-1/16BX-151 2-1/162000-6B6-1/21-5/16585/84-3/415/323-1/43-1/4R or RX-23 2-1/163000-6B8-1/21-13/166-1/287/86-3/815/323-3/43-3/4R or RX-24 2-1/165000-6B8-1/21-13/166-1/287/86-3/815/323-3/43-3/4R or RX-24 2-1/1610000-6BX7-7/81-47/646-1/483/45-1/20.4597-BX-152 2-1/1615000

39、-6BX8-3/426-7/887/86-1/40.4597-BX-152 2-1/1620000-6BX11-5/162-13/169-1/1681-1/88-1/20.4597-BX-152 2-9/162000-6B7-1/21-7/165-7/883/45-1/415/3244R or RX-26 2-9/163000-6B9-5/81-15/167-1/281715/324-1/44-1/4R or RX-27 2-9/165000-6B9-5/81-15/167-1/281715/324-1/44-1/4R or RX-27 2-9/1610000-6BX9-1/82-1/647-

40、1/487/86-1/40.554-BX-153 2-9/1615000-6BX102-1/47-7/88170.554-BX-153 2-9/1620000-6BX12-13/163-1/810-5/1681-1/49-1/20.554-BX-153 3-1/82000-6B8-1/41-9/166-5/883/45-1/215/324-7/84-7/8R or RX-31 3-1/83000-6B9-1/21-13/167-1/287/86-1/415/324-7/84-7/8R or RX-31 3-1/85000-6B10-1/22-3/16881-1/87-3/415/325-3/8

41、5-3/8R or RX-35 3-1/1610000-6BX10-5/82-19/648-1/2817-1/40.606-BX-154 3-1/1615000-6BX11-5/162-17/329-1/1681-1/880.606-BX-154 3-1/1620000-6BX14-1/163-3/811-5/1681-3/810-1/40.606-BX-154 4-1/162000-6B10-3/41-13/168-1/287/86-1/415/325-7/85-7/8R or RX-37 4-1/163000-6B11-1/22-1/169-1/481-1/87-1/215/325-7/8

42、5-7/8R or RX-37 4-1/165000-6B12-1/42-7/169-1/281-1/48-1/215/326-3/86-3/8R or RX-39 4-1/1610000-6BX12-7/162-49/6410-3/1681-1/88-3/80.698-BX-155 4-1/1615000-6BX14-3/163-3/3211-7/1681-3/89-13/160.698-BX-155 4-1/1620000-6BX17-9/164-3/1614-1/1681-3/412-5/80.698-BX-155 5-1/82000-6B132-1/1610-1/281715/327-

43、1/87-1/8R or RX-41 5-1/83000-6B13-3/42-5/161181-1/4815/327-1/87-1/8R or RX-41 5-1/85000-6B14-3/43-3/1611-1/281-1/210-1/415/327-5/87-5/8R or RX-44 5-1/810000-6BX14-1/163-1/811-13/16121-1/89-1/40.666-BX-169 GROOVE Nom.Size Pressure Rating (P.S.I.) O.D.Thickness Bolt Length Bolt Dia. API 法兰、螺栓、钢圈 Pitch

44、 Dia. Ring Number FLANGEBOLTA.P.I.RING Dia. Bolt Circle Bolt Quantity WIDTH OF GROOVE DEPTH OF GROOVE API 法兰 螺栓 钢圈 2021年5月12日59 井口装置及采油树讲座 7-1/162000-6B142-3/1611-1/21217-1/215/328-5/168-5/16R or RX-45 7-1/163000-6B152-1/212-1/2121-1/88-1/215/328-5/168-5/16R or RX-45 7-1/165000-6B15-1/23-5/812-1/212

45、1-3/811-1/417/328-5/168-5/16R or RX-46 7-1/1610000-6BX18-7/84-1/1615-7/8121-1/211-3/40.9206-BX-156 7-1/1615000-6BX19-7/84-11/1616-7/8161-1/2130.9206-BX-156 7-1/1620000-6BX25-13/166-1/221-13/16162180.921-BX-156 92000-6B16-1/22-1/213-3/4121-1/88-1/215/3210-5/810-5/8R or RX-49 93000-6B18-1/22-13/1615-1

46、/2121-3/89-1/215/3210-5/810-5/8R or RX-49 95000-6B194-1/1615-1/2121-5/812-1/221/3210-5/810-5/8R or RX-50 910000-6BX21-3/44-7/818-3/4161-1/213-1/41.039-BX-157 915000-6BX25-1/25-3/421-3/4161-7/816-1/41.039-BX-157 920000-6BX31-11/168-1/1627162-1/222-3/81.039-BX-157 112000-6B202-13/1617161-1/49-1/415/32

47、12-3/412-3/4R or RX-53 113000-6B21-1/23-1/1618-1/2161-3/81015/3212-3/412-3/4R or RX-53 115000-6B234-11/1619121-7/814-1/221/3212-3/412-3/4R or RX-54 1110000-6BX25-3/45-9/1622-1/4161-3/415-3/81.149-BX-158 1115000-6BX327-3/828202231.149-BX-158 1120000-6BX34-3/48-13/1629-1/2162-3/4241.149-BX-158 13-5/82

48、000-6B222-15/1619-1/4201-1/49-1/215/321515R or RX-57 13-5/83000-6B243-7/1621201-3/810-3/415/321515R or RX-57 13-5/85000-6B26-1/24-7/1623-1/4161-5/812-3/40.786-BX-160 13-5/810000-6BX30-1/46-5/826-1/2201-7/817-3/41.279-BX-159 13-5/815000-6BX34-7/87-7/830-3/8202-1/4211.279-BX-159 13-5/820000-6BX45-3/41

49、1-1/240203301.279-BX-159 16-3/42000-6B273-5/1623-3/4201-1/210-3/415/3218-1/218-1/2R or RX-65 16-3/43000-6B27-3/43-15/1624-1/4201-5/812-1/421/3218-1/218-1/2R or RX-66 16-3/45000-6BX30-3/85-1/826-5/8161-7/814-3/40.705-BX-162 16-3/410000-6BX34-5/166-5/830-9/16241-7/817-3/40.705-BX-162 18-3/45000-6BX35-

50、5/86-17/3231-5/8202181.006-BX-163 18-3/410000-6BX40-15/168-25/3236-7/16242-1/422-7/81.29-BX-164 18-3/415000-6BX45-3/410-1/1640203271.29-BX-164 20-3/43000-6B33-3/44-3/429-1/220215-1/417/322323R or RX-74 21-1/42000-6B323-7/828-1/2241-5/812-1/425/322323R or RX-73 21-1/45000-6BX397-1/834-7/824219-1/41.0

51、71-BX-165 21-1/410000-6BX459-1/240-1/4242-1/2251.373-BX-166 26-3/42000-6BX414-31/3237-1/2201-3/414-1/20.902-BX-167 26-3/43000-6BX43-3/86-11/3239-3/824217-3/41.018-BX-168 302000-6BX44-3/165-9/3240-15/16321-5/814-1/41.078-BX-303 303000-6BX46-11/166-37/6442-15/16321-7/817-3/41.078-BX-303 API 法兰 螺栓 钢圈 2

52、021年5月12日60 井口装置及采油树讲座 背压阀是安装在油管悬挂器中， 在拆卸防喷器或安装、拆卸采油 树时，需要采用背压阀以密封油 管内孔；在对主阀进行维修 7）、背压阀）、背压阀 背压阀一般有两种类型，一种是由螺 纹固定位置的，另一种是用膨胀式锁紧 机构固定的，见图18a 和18b 。 更换时，也需要采 用背压阀密封油管 内孔。 2021年5月12日61 井口装置及采油树讲座 H BACK PRESSURE VALVE AND H AND HM TWO-WAY CHECK VALVE PART NUMBERS NOMINAL SIZE MAXIMUM OD PART NUMBERTUBI

53、NG HANGERCHRISTMAS TREE H BACK PRESSURE VALVE H TWO-WAY CHECK VALVE HM TWO-WAY CHECK VALVE TUBING OD MINMUN BORE BPV THREADS MINIMUM VERTICAL BORE CHRISTMAS TREE MINIMUM DRIFT DIAMETER 1-1/41.35630426-0841612-01-1.6601.286- 1-1/2160530426-0241612-02-1.9001.5251-5/81.610 1-3/41.77530426-0641612-03609

54、7612.0631.6951-13/161.795 22.02030426-0141612-046400182.3751.9402-1/162.030 2-1/22.48530426-0341612-05-2.8752.4052-9/162.500 33.03030426-0441612-066401563.5002.9503-1/83.060 3-1/23.53030426-0741612-07-4.0003.4504-1/163.580 43.98030426-0541612-08-4.5003.9004-1/164.020 表15 “H”型背压阀和“H” “HM”双向止回阀 2021年5

55、月12日62 井口装置及采油树讲座 采油树帽安装于采油树顶部清蜡 阀门之上，用于提供从纵向快速进入 油管空间的入口。如果要进行钢丝绳 作业、连续油管作业、生产测试、开 关滑套、装卸背压阀等作业，必须先 卸去采油树帽。 采油树帽底部为APl 法兰或螺纹， 上部为梯形螺纹接头。有些采油树帽 带有法兰连接或螺纹连接的三通或四 通。采油树帽 (图19) 8）、采油树帽）、采油树帽 2021年5月12日63 井口装置及采油树讲座 在下入油管串之前的井下 作业中为防止油管四通密 封面被磨损或意外损伤， 在油管挂坐封位置而安装 的一个装置，由油管四通 上法兰的锁紧螺丝固定。 外形如同一节管子，带有 吊耳机构

56、。外径稍小于油 管四通的内径，其内径稍 大于最小垂直内径。 9）、防磨衬套）、防磨衬套 江苏金石机械集团有限公司 500 3-1/2IF ?226 ?277 ?150 3-1/2IF 11 试压塞及防磨套送入取出工具 AA ?273 112 295 210 ?267 11防磨套 ?230 2021年5月12日64 井口装置及采油树讲座 有手动和液压两种，手动工具如图22： 10）、注脂工具）、注脂工具 连接螺纹注脂枪本体注脂丝扛 手动注脂工具是采用拧转丝扛，将前端的密封脂挤 入密封腔内。 液压注脂工具是由液压驱动一个活塞将装在前面的 密封脂挤入密封腔内。 2021年5月12日65 井口装置及采

57、油树讲座 用作四通上阀门修理的专 用装置。如阀门需要修理， 先用专用工具将VR阀安装 在四通本体上的母扣内， 起到阻断环空流体外泄， 这样就可以将待修的阀门 拆下。阀门修好后，再将 阀门复位，然后用专用工 具将VR塞取出。（其实质 就是一个单流阀） 11）、）、VR塞塞 2021年5月12日66 井口装置及采油树讲座 三、采三、采 油油 树树 目录（三3） 3 3、井口安全控制设备、井口安全控制设备 1)、井口安全阀（SSV） 2)、井下安全阀（SSSV） 3)、井下安全阀结构及工作原理 （1）、钢丝可回收井下安全阀 （2）、油管携带安全阀 （3）、套管环空安全阀 （4）、井下自动控制安全阀

58、a、注入式 b、速度式 4)、安全阀主要技术参数 2021年5月12日67 井口装置及采油树讲座 井口安全控制设备指的是自动关井系统。当 油井或平台处理设施出现异常情况时，自动关 井系统应能及时自动关闭油气井并停止油气处 理，以防止发生危及安全和造成环境污染的事 故。 平台生产中容易发生的险情有：处理容器液 位过高或压力过高、管线或容器破裂使油气泄 漏、火情或气情等。对不同级别的险情，关闭 油井及其他设备的程度也不同。 3 3、井口安全控制设备、井口安全控制设备 2021年5月12日68 井口装置及采油树讲座 自动关井系统包括安全阀、探测装置、井口控制 柜和控制管线 自动关井系统 安全阀有井口

59、安全阀和地面控制的井下安全阀。 井口安全阀可以是气动控制的也可是液压控制的 井下安全阀一般都是液压控制的 井口安全阀一般都安装在采油树上。对于压力较 高的油井或气井，可安装两个井口安全阀，一个 在主阀上游或下游，另一个在翼阀上游或下游。 图23 为自动关井系统示意图。 2021年5月12日69 井口装置及采油树讲座 图23 自动关井系统示意图 2021年5月12日70 井口装置及采油树讲座 图24 单井控制模块 2021年5月12日71 井口装置及采油树讲座 井口安全阀多数是带有活 塞式执行机构的逆向动作的 闸阀。闸阀的开与关由执行 机构完成(见图25) 。执行机 构内有带动阀杆的活塞，活 塞

60、的一端为充气或充液室， 另一端为弹簧。当活塞受气 压或液压推动压缩弹簧，闸 阀被打开；当气压或液压卸 去，弹簧伸展，闸阀被关闭。 1）、井口安全阀）、井口安全阀 图25 气动和液动安全阀 2021年5月12日72 井口装置及采油树讲座 井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置， 生产设施一旦发生火灾，管线破裂等非正常情况 时，能自动关闭，实现井中流体的流动控制，是 海上完井生产管柱的重要组成部分。一般要求至 少要下在海底泥线以下20 m ，双管完井长管的井 下安全阀要比短管深20 m 以上。 井下安全阀按其控制方式分地面液压控制和井 下流体自动控制两类，地面液压控制分钢丝回收 式、油管携带式和