油气井井口装置资料

1、第十三章 油气井井口装置 第一节 采油树及油管头 第二节 套管头 第三节 惯用部件油气井井口装置资料第1页 油气井井口装置作用： 悬挂井下油管柱、套管柱，密封油套管和两层套管之间环形空间以控制油气井生产，回注(注蒸汽、注气、注水、酸化、压裂、注化学剂等)和安全生产关键设备。 石油井口装置主要包含： 套管头、油管头和采油(气)树三大部分。油气井井口装置资料第2页井口装置包含套管头、油管头和采油（气）树三部分 油气井井口装置资料第3页第一节 采油树及油管头 采油树是阀门和配件组成总成，用于油气井流体控制，并为生产管柱提供入口。它包含油管头上法兰以上全部设备。能够对采油树总成进行各种不一样组合以满足

2、任何一个特殊用途需要。采油树按不一样作用可分为采油（自喷、人工举升）、采气、注水、热采、压裂、酸化等专用装置。并依据使用压力等级不一样而形成系列。 油管头安装于采油树和套管头之间，其上法兰平面为计算油补距和井深数据基准面。 油气井井口装置资料第4页油管头功用： 支撑井内油管重力； 与油管悬挂器配合密封油管和套管环形空间； 为下接套管头，上接采油树提供过渡； 经过油管头四通体上两个侧口（接套管闸门），完成注平衡液及洗井等作业。 一、采油井采油树及油管头 1自喷井采油树及油管头 自喷井采油树及油管头是油井投入工业性生产，用以控制依靠天然能量生产井主要组成部分。 油气井井口装置资料第5页(1)惯用自

3、喷井采油树及油管头 油气井井口装置资料第6页油气井井口装置资料第7页(2)双管自喷并采油树及油管头 套管内下入两根油管柱，分别开采上、下两组油层。油管分主管和副管两根，主管柱上有封隔器分隔上下油组，并开采下油组。 用于双管柱自喷分层开采自喷井采油树及油管头常见有两种；一个是双管采油树，见图9-3；另一个是美国维高格雷企业双管整体采油树，见图9-4。油气井井口装置资料第8页油气井井口装置资料第9页油气井井口装置资料第10页 2人工举升井采油树及油管头 人工举升井采油树及油管头是油井失去自喷能力而需要经过人工举升装置才能生产油井所配套井口装置。因办法不一样而形成不一样作用采油树及油管头。 (1)有

4、杆泵井采油树及油管头 1)常规有杆泵采油井采油树及油管头 抽油井采油树及油管头作用是悬接油管、密封油管和套管环形空间、密封光杆并起控制油井生产作用。 因为它承受压力较低，结构比较简单，能够利用原自喷井采油树及油管头加以改造。它基本部分是油管头四通、油管三通、光杆密封器及相关阀门组成，结构见图9-5。 油气井井口装置资料第11页 图9-5 抽油井采油树及油管头1密封盒；2胶皮阀门；3生产阀门；4油压表；5套管阀门；6套压表；7三通；8油管头上法兰；9油管头；10温度计油气井井口装置资料第12页 光杆密封器装在油管三通顶端，结构见图9-6。正常生产时，松开胶皮阀门，密封元件密封光杆；更换密封元件前

5、，关闭胶皮阀门，更换密封元件后，松开胶皮阀门，转入正常生产。油气井井口装置资料第13页 2)环形空间测试 偏心油管头 自喷井生产测试时，测试仪器可经过油管抵达油层部位。而有杆泵抽油井因油管中有抽油杆，测试仪器无法经过油管，只能经过油套环形空间进行测试。该油管头能够偏心悬挂油管柱，形成环形空间测试通道。油气井井口装置资料第14页油气井井口装置资料第15页(2)电动潜油泵井采油树及油管头 电动潜油泵井采油树及油管头与常规自喷井采油树及油管头大同小异，只是增加了能密封入井电缆引出线和隔开油套环形空间专用采油气井口控制设备。各厂家采取不一样方法来密封井口与电缆引出线。普通为穿膛式或侧开式两种。油气井井

6、口装置资料第16页油气井井口装置资料第17页(3)水力活塞泵井采油树及油管头 因为国内水力活塞泵井大多采取开式动力循环系统，其采油树及油管头多是用自喷井采油树改装而成，如单管水力活塞泵采油树及油管头。结构如图9-11所表示。油气井井口装置资料第18页 水力活塞泵(或射流泵)采油树及油管头功效是： 1)将动力液注入油管道行正循环，使水力活塞泵下入井中并运转，动力液与采出液混合采出； 2)将动力液注入套管进行反循环，将水力活塞泵从并中起出； 3)起下泵时，固定和捕捉水力活塞泵； 4)关闭动力管线，拆卸泵时使油管泄压和排出油管中气体。 油气井井口装置资料第19页 (4)气举采油井采油树及油管头 气举

7、采油是将加压天然气注入井内，降低井筒液柱压力，降低对油层回压，方便将井下流体举升至地面，这是人工举升采油主要方法之一。 气举采油可分连续气举和间隙气举两种方式。油层压力高、供液能力强油井可采取连续气举，若油层压力低或供液能力不强油井，则可采取间隙气举方法。油气井井口装置资料第20页油气井井口装置资料第21页 二、采气井采气树及油管头油气井井口装置资料第22页油气井井口装置资料第23页三、采油(气)井采油树及油管头技术要求 采油(气)井采油树及油管头应符合SY5156-93标准要求。 1主要零件 本体、盖、法兰、卡箍、阀杆、阀板、阀座、金属垫环、顶丝、悬挂器本体、螺栓和螺母。 2材料 (1)主要

8、零件用金属材料 1)本体、盖和法兰材料力学性能应符合表9-3要求。夏比V型缺口冲击要求应符合表9-4要求，当采取较小尺寸试样时，其试验数值乘以表9-5内对应修正系数。选取材料应符合表9-6要求，化学成份应符合表9-7和9-8要求。油气井井口装置资料第24页油气井井口装置资料第25页油气井井口装置资料第26页油气井井口装置资料第27页油气井井口装置资料第28页 2)油管挂本体、套管挂本体、阀杆、顶丝、阀板和阀座选取材料应符合表9-7内相关材料要求。 3)金属垫环材料硬度应符合表9-9要求。 4)不锈钢垫环槽堆焊不锈钢厚度应大于3.2mm，焊条材料应采取奥氏体不锈钢。 油气井井口装置资料第29页5

9、)采油(气)井井口装置用螺栓和螺母材料应符合表9-10要求。 油气井井口装置资料第30页(2)非金属密封材料 非金属密封件材料应能承受本体所承受额定工作压力和工作温度。另外，当主要零件需要抗腐蚀和抗硫化物应力开裂时，密封件材料也需要含有用应抗腐蚀和抗硫化物应力开裂能力。油气井井口装置资料第31页四、油管头统一要求1油管头结构 油管头通常是一个两端带法兰大四通，它安装在套管头上法兰上，用以悬挂油管柱，并密封油管柱和油层套管之间环形空间。它由油管头四通及油管悬挂器组成。 油管头普通有两种类型：1)上下带法兰装置；2)上带法兰和下带螺纹装置(图9-24和图9-25)。 油气井井口装置资料第32页油气

10、井井口装置资料第33页油气井井口装置资料第34页2油管悬挂器 油管悬挂器是支承油管柱并密封油管和套管之间环形中间一个装置。油气井井口装置资料第35页油气井井口装置资料第36页油气井井口装置资料第37页第二节 套管头 套管头是连接套管和各种井油管头一个部件，用以悬挂技术套管和生产套管并确保密封各层套管间环形空间，为安装防喷器和油管头等上部井口装置提供过渡连接，并经过套管头本体上两个侧口，能够进行补挤水泥和注平衡液等作业。 油气井井口装置资料第38页一、型号表示方法 套管头尺寸代号(包含连接套管和悬挂套管)是用套管外径英寸值表示；本体间连接型式代号是用汉语拼音字母表示，F表示法兰连接，Q表示卡箍连

11、接(图9-28)。油气井井口装置资料第39页2双级套管头表示方法见图9-29。油气井井口装置资料第40页二、结构型式分类 套管头由本体、套管悬挂器和密封组件组成。 套管头按悬挂套管层数分为单级套管头、双级套管头和三级套管头。 按本体间连接形式分为卡箍式和法兰式。 技本体组合型式分为： 1)单体式：一个本体内装一个套管悬挂器。 2)组合式：一个本体内装多个套管悬挂器。 按套管悬挂器结构型式分为卡瓦式和螺纹式。油气井井口装置资料第41页单级套管头示意图 1油管头；2套管头；3套管悬挂器（卡瓦式）；4悬挂套管；5连接套管（表层套管） 油气井井口装置资料第42页双级套管头示意图1 上部套管头；2下部套

12、管头；3油管头；4上部套管悬挂器（卡瓦式）； 5上部悬挂套管；6下部套管悬挂器（卡瓦式）；7下部悬挂套管；8连接套管（表层套管）油气井井口装置资料第43页三级套管头示意图 1油管头；2上部套管头；3中部套管头；4下部套管头；5上部套管悬挂器（卡瓦式）； 6上部悬挂套管；7中部套管悬挂器（卡瓦式）；8中部悬挂套管； 9下部套管悬挂器（卡瓦式）；10下部悬挂套管；11连接套管（表层套管） 油气井井口装置资料第44页组合式三级套管头示意图1油管头；2上部组合式套管头；3下部套管头；4上部套管悬挂器（螺纹式）； 5上部悬挂套管；6中部套管悬挂器（螺纹式）；7中部悬挂套管；8下部套管悬挂器（卡瓦式）；9

13、下部悬挂套管；10连接套管（表层套管） 油气井井口装置资料第45页独立螺纹式套管头示意图1油管头；2止动压盖3套管头；4套管悬挂器（螺纹式）；5悬挂套管；6连接套管 油气井井口装置资料第46页TGA型双层套管头示意图1油层套管；2技术套管；3表层套管；4下四通；5，10，14，19钢圈；6，15，16侧法兰；7下悬挂器；8，17主密封；9，18顶丝；10钢圈；11试压孔；12下层副密封；13上四通；20上层副密封；21转换法兰；22试压孔；23上接油管头 油气井井口装置资料第47页三、基本参数 单级套管头、双级套管头和三级套管头基本参数分别见表9-ll、表9-12和表9-13。油气井井口装置资

14、料第48页油气井井口装置资料第49页油气井井口装置资料第50页第三节 惯用部件一、井口阀门 井口所用阀门有平行板阀门和斜楔阀门。 连接方式分为螺纹式、法兰式和卡箍式三种。油气井井口装置资料第51页油气井井口装置资料第52页油气井井口装置资料第53页 二、节流阀 节流器是用来控制产量部件，型号表示方法与井口阀相同。有固定式和可调式两种。连接形式有卡箍、法兰和螺纹等方式。 1固定式节流器 固定式节流器用于油井(采油树)上，有加热式和非加热式两种。非加热式节流器如图9-39所表示。 油嘴是节流元件，经过调换不一样孔眼直径油嘴，来控制油井合理生产压差，油嘴结构如图9-40所表示，是用高碳合金钢经热处理制成。孔眼直径有从2-20mm各种，每差0.5mm为一等级。油气井井口装置资料第54页2可调式节流器可调式节流器(针阀)一段用于气井(采气树)上，调整开关大小可控制流量。可调式节流器属针阀，有手动和液动两种。油气井井口装置资料第55页三、三通和四通油气井井口装置资料第56页油气井井口装置资料第57页油气井井口装置资料第58页油气井井口装置资料第59页四、法兰用密封垫环及垫环槽1适用范围 石油井口装置法兰用密封垫环及垫环槽2形式及尺寸 1)按作用型式，密封垫环分为R型机械压紧