课件什邡慧丰井口装置结构与维护

课件什邡慧丰井口装置结构与维护第一页，共115页。第二页，共115页。

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第三页，共115页。●API6A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》●APISpec5CT《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》●NACEMR0175《油田设备用抗硫化物应力开裂的金属材料》●JB/T4730《压力容器无损检测》●ISO9001：2008《质量管理体系

要求》●APIQ1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第四页，共115页。

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、井口装置技术参数第五页，共115页。1、额定工作压力

装置设计能承受和（或）控制的最大内压

API13.8MPa20.7MPa34.5MPa69.0MPa103.5MPa138.0MPa2000psi3000psi5000psi10000psi15000psi20000psi国内现行14MPa21MPa35MPa70MPa105MPa140MPa1psi(磅/英寸2)=0.006895MPa(兆帕)连接型式额定工作压力MPa14213570105140螺纹式△△△---卡箍式△△△△--法兰式△△△△△△什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数第六页，共115页。2、公称通径

井口装置或阀门主通孔尺寸

标称尺寸in113/16″21/16″29/16″31/16″31/8″41/16″51/8″孔径mm4652657879103130标称尺寸in71/16″9″11″135/8″163/4″183/4″211/4″孔径mm179228279346425476540什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数第七页，共115页。3、产品规范级别

产品在规定范围的使用条件，分为PSL1、PSL2、PSL3（PSL3G）、PSL4

产品规范级别的确定，按下表规定：酸性环境不是是是是不是是高浓度硫化氢（H2S）不是不是是不是不是是井口装置装设的潜在影响无无无有有有产品规范级别额定工作压力MPa≤35PSL1PSL1PSL2PSL2PSL1PSL370PSL2PSL2PSL3PSL3PSL3PSL3G≥103.5PSL3PSL3PSL3GPSL4PSL3GPSL4PSL3GPSL4PSL3GPSL4

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、井口装置技术参数第八页，共115页。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。PR1——API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。什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数第九页，共115页。

温度级别作业范围℃最小最大K-6082L-4682P-2982R室温S-1866T-1882U-18121V21215、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、井口装置技术参数第十页，共115页。材料级别工况特性本体、盖、端部和出口连接闸板、阀座、阀杆和芯轴悬挂器AA一般使用碳钢或低合金钢碳钢或低合金钢BB一般使用碳钢或低合金钢不锈钢CC一般使用不锈钢不锈钢DD酸性环境碳钢或低合金钢碳钢或低合金钢EE酸性环境碳钢或低合金钢不锈钢FF酸性环境不锈钢不锈钢HH酸性环境耐蚀合金耐蚀合金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、井口装置技术参数第十一页，共115页。材料代号力学性能硬度屈服强度(0.2%)MPa抗拉强度MPa伸长率(50mm)%断面收缩率%HB36K≥248≥483≥21不要求140~23745K≥310≥19≥32140~23760K≥414≥586≥18≥35174~23775K≥517≥655≥17197~237本体、盖、端部和出口连接的标准材料性能要求温度最小平均冲击值横向

级别试验温度PSL1PSL2PSL3&4℃℉Jft•lbfJft•lbfJft•lbfK-60-75201520152015L-46-50201520152015N-46-50201520152015P-29-20--20152015S-180----2015T-180----2015U-180----2015V-180----2015API6A夏比V型缺口冲击试验要求(10mm×10mm)什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数第十二页，共115页。本体、盖、端部和出口连接的标准材料应用零件名称额定工作压力MPa14213570105140本体、盖36K、45K60K、75K36K、45K60K、75K36K、45K60K、75K36K、45K60K、75K45K60K、75K60K、75K整体端部连接装置法兰式60K、75K60K、75K60K、75K60K、75K75K75K螺纹式60K、75K60K、75K60K、75K----单件连接装置焊颈式45K45K45K60K、75K75K75K盲板式60K、75K60K、75K60K、75K60K、75K75K75K螺纹式60K、75K60K、75K60K、75K---什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数第十三页，共115页。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第十四页，共115页。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。小四通阀门油管头异径连接节流阀截止阀缓冲器压力表油管头1#2#3#6#4#9#8#7#5#什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置第十五页，共115页。井口装置产品代号类别产品名称产品代号类别产品名称产品代号采油（气）井口装置采油井口装置KY阀门法兰式平行闸阀PFF采气井口装置KQ卡箍式平行闸阀PFK其它井口装置注水井口装置KZ螺纹式平行闸阀PFL热采井口装置KR法兰式楔型闸阀XFF试油井口装置KS卡箍式楔型闸阀XFK压裂酸化井口装置KL螺纹式楔型闸阀XFL采油（气）树采油树YS固定式节流阀JLG采油树QS可调式节流阀JLK油管头采油井口装置油管头YY采气井口装置油管头QY什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置第十六页，共115页。井口装置产品代号标注方法额定工作压力(MPa)井口装置公称通径代号井口装置产品代号标注示例：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、井口装置第十七页，共115页。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。油管头四通顶丝组件油管挂油管短节油管头副密封BT圈注脂阀试压阀连接上法兰连接套管头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、井口装置第十八页，共115页。上法兰油管头四通金属密封+橡胶密封油管挂金属密封+橡胶密封金属密封+橡胶密封注脂阀试压阀橡胶密封+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第十九页，共115页。橡胶密封矩型密封圈O形密封圈座圈锁紧丝圈上部扣型：31/2“UPTBG或NC38钻杆扣或根据用户要求下部扣型：31/2“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第二十页，共115页。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：31/2“UPTBG或NC38钻杆扣或根据用户要求下部扣型：31/2“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、井口装置直管挂第二十一页，共115页。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第二十二页，共115页。顶丝密封件压帽

什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置顶丝组件第二十三页，共115页。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第二十四页，共115页。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第二十五页，共115页。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第二十六页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司注脂阀压力表手柄液压站管线密封脂储存筒接头接注脂阀拆下注脂阀螺母管线螺纹：M20×1.5

或1″-14UNS三、井口装置注脂器第二十七页，共115页。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步密封脂桶三、井口装置第二十八页，共115页。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。套管头用途第二十九页，共115页。套管头规格什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头公称压力套管程序密封形式悬挂器形式21MPa

(3000psi)95/8″×7″（51/2″）133/8″×95/8″×7″（51/2″）20″×133/8″×95/8″×7″（51/2″）……橡胶密封芯轴式悬挂器卡瓦式悬挂器35MPa(5000psi)70MPa(10000psi)105MPa(10000psi）橡胶密封金属密封第三十页，共115页。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、套管头套管头形式第三十一页，共115页。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第三十二页，共115页。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）环空悬挂器主密封第三十三页，共115页。套管头结构配置套管头四通二次密封BTYPJS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、套管头第三十四页，共115页。悬挂器套管头本体C21TRTRJC22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、套管头第三十五页，共115页。套管头四通二次密封结构（悬挂器副密封）12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、套管头第三十六页，共115页。4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封作业。3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）第三十七页，共115页。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、套管头第三十八页，共115页。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°承载台阶套管螺纹第三十九页，共115页。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、套管头卡瓦悬挂器第四十页，共115页。C22卡瓦悬挂器什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头第四十一页，共115页。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采油机械有限责任公司第四十二页，共115页。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第四十三页，共115页。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。123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、套管头第四十四页，共115页。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、套管头第四十五页，共115页。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、芯轴式单级套管头第四十六页，共115页。3、卡瓦式单级套管头什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头典型套管头第四十七页，共115页。4、芯轴式双级套管头什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头典型套管头第四十八页，共115页。5、卡瓦式双级套管头什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头典型套管头第四十九页，共115页。6、整体式双级套管头什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头典型套管头第五十页，共115页。7、三级套管头什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头典型套管头第五十一页，共115页。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170第五十二页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头悬挂器副密封（BT圈）注脂1、卸去油管头四通法兰上标有“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第五十三页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头操作注脂器，从标有最上面的“试压”孔字样的试压阀上，泵入额定工作压力，检查两道BT密封之间密封性能，稳压15分钟后如无泄漏，卸去注脂器中的压力，拆去注脂器，拧上试压阀螺母。若有渗漏,用密封脂器,从标有“注脂”的注脂阀注入密封脂,使密封继续生效。悬挂器副密封（BT圈）试压第五十四页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头悬挂器环空试压操作注脂器，最下面的“试压”字样的试压阀上，泵入额定工作压力，检查BT密封、密封钢圈，套管挂的密封性能，稳压15分钟后如无泄漏，卸去注脂器中的压力，拆去注脂器，拧上试压阀螺母。若有渗漏,用密封脂器,从标有“注脂”的注脂阀注入密封脂,使密封继续生效。第五十五页，共115页。●

闸阀是指关闭件(闸板)沿介质通道中心线的垂线方向运动的阀门。●闸阀作为采气井口装置的核心部件,担负着开启或截断管道介质并控制高压介质流向。●满足介质双向流动，在高压下能保证可靠的工作。井口用手动阀门主要有平板阀和斜楔阀按阀杆螺纹和螺母是否与水接触分为明杆式和暗杆式。明杆式闸阀:其阀杆螺纹和螺母在阀盖外，不与水接触，阀门启闭时，在操作机构驱动下螺母旋转，使阀杆向上或向下移动，从而与阀杆连接在一起的闸板也随之启闭。

暗杆式闸阀:其阀杆螺纹和螺母在阀盖内与水接触。阀门启闭时，在操作机构驱动下阀杆旋转，使螺母向上或向下移动，从而与螺母连接在一起的闸板也随之启闭。

明杆式闸阀阀杆螺纹和螺母的工作条件较好，但由于阀杆做上下移动，因此，阀门全开时的总高度较大，而暗杆式闸阀全开时总高度不变

什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第五十六页，共115页。闸阀分类明杆式带尾杆平板阀楔形阀液动平板阀暗杆式平板阀明杆式无尾杆平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司闸阀斜楔阀平板阀安全阀暗杆式明杆式手动驱动器气动液动五、闸阀第五十七页，共115页。斜楔阀楔型阀结构示意图楔型阀是阀门早期产品，随着科技进步和使用中人性化的要求，结构新颖、操作轻便、安全性能更高的阀门已经逐步取代了楔型阀；但在一些较早的油气田还存在部分楔型阀，由于楔型阀的特殊结构，楔型阀必须在使用一定时间后进行维护和维修、保养。楔型阀的作用原理和结构特点：楔形阀由阀体、阀座、阀板、阀杆和传动机构等零件组成。

阀门采用法兰连接形式，具有结构简单、操作力矩较大、启闭时间长和维护使用不方便等特点。什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第五十八页，共115页。斜楔阀楔型阀的使用和日常维护1、阀门在使用中应定期检查以保持阀门的使用性能，定期拧紧阀门填料压盖螺母，以补偿阀杆磨损。2、阀门在使用一定时间后必须进行维修，更换密封填料等。楔型阀常见故障及处理方法1、阀门操作力矩较大故障原因：由于楔型阀结构的特殊性，造成故障的原因可能是阀杆与填料接触部位毛刺或传动部位被异物卡阻，再有就是可能阀杆弯曲。处理方法：检查有可能产生故障的部位；清除毛刺，添加润滑脂或者更换阀杆。2、阀杆密封填料泄漏故障原因：由于阀杆使用时间长或因介质腐蚀性强而严重被腐蚀造成泄漏，再有就是填料压缩量不足

或磨损。处理方法：检查有可能产生故障的部位；查清故障原因，更换阀杆或增加、更换填料。什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第五十九页，共115页。注脂阀注脂阀注脂阀平板阀主要有两种型式：●明杆式平板阀，阀门在开关的过程中可看见阀杆的升降；明杆阀又分带平衡杆和不带平衡杆两种。平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第六十页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀明杆式平板阀结构示意图第六十一页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀暗杆式平板阀结构示意图手轮轴承座油杯阀杆接头销钉阀杆密封盘根注脂阀阀盖垫环油杯阀杆螺母闸板阀座波形弹簧O型密封圈阀体第六十二页，共115页。明杆式带尾杆平板阀结构详解图尾罩盘根压帽下阀盖阀体护板阀座弹簧尾杆阀板阀杆刚圈上阀盖密封圈注脂阀盘根压帽阀杆螺母轴承轴承座油杯手轮护套平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第六十三页，共115页。暗杆式带尾杆平板阀结构详解图护板阀体波簧阀座钢圈闸板阀杆注脂阀阀盖密封圈手轮轴承座销轴转动套轴承压帽开口销●暗杆杆式平板阀，阀门在操作过程中保持整体高度不变。平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第六十四页，共115页。●手动平板阀通过旋转手轮带动阀板的升降，从而打开或关闭阀门来控制流体的流动。●可靠的双向密封设计允许阀门安装时不需要考虑流向。●阀门全开时，通径相同，可最大程度地降低压降、紊流现象。●手动平板阀阀板与阀座为压力自紧式浮动金属密封，阀杆工作只产生轴向作用力，操作力矩小。●阀板与阀座表面喷（堆）焊硬质合金，具有良好的耐磨、耐腐蚀性能。●阀体和阀座间装有回复性能高的波形弹簧，使阀座带有预紧力，从而使阀座和阀板间在低压力

时仍保持良好的密封性能。●阀杆密封复合式阀杆密封盘根，盘根填料采用特殊结构的复合材料制造。●轴承座上设有专门润滑轴承的油嘴，便于现场加注润滑脂。●阀盖一侧设有密封脂注入阀，以便现场补注密封脂，提高阀、阀座的密封性能及润滑性能。●阀门主要零件均采用锻造，包括阀体、阀盖、阀座、闸板、阀杆。工作原理和特点平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第六十五页，共115页。结构型式——闸板阀座密封压力自紧式浮动密封进口端密封阀板与阀座表面喷（堆）焊硬质合金依靠金属闸板与金属阀座平面之间的自由贴合阀座两端采用波形弹簧给予闸板预紧力借助密封脂并在介质压力作用下实现浮动密封。平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第六十六页，共115页。结构型式——阀杆填料密封什邡慧丰采油机械有限责任公司●在高压时介质进入填料箱下部，将密封下座向推，组合密封圈向上顶，通过密封上座，紧紧压在组合密封圈上产生一径向密封力，该力与介质压力成正比，从而达到自封效果。●低压时，依靠阀杆直径，密封圈内、外径

,填料函内径之间存在的一定过盈量而产生的密封力来达到密封。平板阀斜楔式阀门密封形式V型密封圈平板阀密封形式复合密封圈五、闸阀第六十七页，共115页。在高压、高温、高抗硫(HH)的工作环境下闸板阀座密封结构形式平板阀工作环境：工作压力：20000psi

工作温度：P～X(-29°～180℃）工作介质：高含硫、CO2

密封件材质：PEEK+PTFE+EIGILOY耐腐蚀合金弹簧

阀门性能级别：PR2闸板阀座闸板阀座密封组件什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第六十八页，共115页。在高压、高温、高抗硫(HH)的工作环境下阀门阀杆密封结构形式平板阀工作环境：工作压力：20000psi

工作温度：P～X(-29°～180℃）工作介质：高含硫、CO2

密封件材质：特氟隆PTFE唇式密封，内置高温

耐蚀合金柱式弹簧

阀门性能级别：PR2唇口内装弹簧片密封圈阀杆什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第六十九页，共115页。BX钢圈密封螺栓连接紧固，钢圈外23°斜面达密封比压。钢圈中径与法兰沟槽中径差值，使得内23°斜面还不足保证密封。螺栓压紧时，钢圈的张力使钢圈的内接合面总有一间隙，且当有介质作用时，螺栓受载伸长,介质通过这一缝隙作用钢圈上，外钢圈23°密封面紧贴法兰，从而起到增压能垫圈的作用。平衡小孔保证了钢图在任意工况下的密封可靠性。BX钢圈比一般钢圈具有受力合理

,上紧容易的优点

,并且采用

BX钢圈、法兰连接可以减小螺栓受力

,缩小结构且密封可靠。结构型式——阀盖与阀体之间的密封平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十页，共115页。结构型式——阀门注脂密封●在超高压工作状态下能有效地制止填料泄漏现象而采取了填料函的二次密封装置。该装置加注脂阀，上紧在阀盖上，其通道连通填料处。当泄漏发生时，卸下螺帽，把注脂枪连接在注脂阀体上，向里面注入塑料密封膏或密封脂。●在平板阀的使用过程中，阀腔内的密封密封脂在阀开关时会被介质冲走一部分,所以需要定期加以补充。平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十一页，共115页。平板阀操作要求：1）闸阀开关双手戴手套操作，通径在φ80以上的闸阀可用2人操作，不宜用加力杠、管钳等工具猛开、猛关，也不宜用冲击力方式开关闸阀。2）手轮顺时针转动为关、逆时针转动为开，注意在关闭时，当手轮关到底时，应再倒转1/4～1/3圈3）闸阀作为气井生产中截断气流用，在操作使用中，应使阀处于全开或全关两种位置，严禁半开半关。不允许作调节气量用，否则会影响阀的密封性能和使用寿命。4）操作时，身体不正对手轮和阀杆。平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十二页，共115页。阀体与阀盖之间泄漏

1、井口在使用的过程中，由于介质的作用会发生振动，阀门的螺栓有可能会由于振动、氧化引起“退扣”、松动现象，这样就会引起阀盖与阀体之间的泄漏，此时，只须将阀盖上的螺母拧紧即可。注意拧紧螺母时一定要对称拧紧，在拧紧前要仔细检查阀盖与阀体之间有没有间隙，如果没有间隙（中法兰垫环是单面密封）就不要再拧螺母，以防止泄漏越来越严重，这种情况只有更换密封垫环。

阀门故障检查与维护平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十三页，共115页。阀腔内闸板阀座注脂：建议阀门每操作50次或使用3个月后应加入密封脂。方法：关闭闸阀到全关位置（阀杆下行），取下注脂

阀接头，接上手动注脂器（配有软管，接头）按注脂器使用说明进行操作，向阀腔内注脂，

注脂操作完毕，拧紧注脂阀接头。阀腔内注入密封脂型号：7903阀腔注满容量：1kg阀门内漏（即阀板与阀座之间渗漏）如果阀板与阀座之间发生渗漏现象，可通过阀盖上的注脂阀注入密封脂。如果泄漏严重，就必须更换阀门。阀门故障检查与维护平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十四页，共115页。阀杆密封注脂向填料注入密封脂：建议阀门每操作50次或使用3个月后应加

入密封脂。方法：1、开启闸阀到全开位置（阀杆下行），并且，阀

杆倒密封接触，取下注脂阀接头

2、接上手动注脂器（配有软管，接头）按注脂器

使用说明进行操作，向阀腔内注脂，注脂操作完

毕，拧紧注脂阀接头。阀腔内注入密封脂型号：7903、7603阀腔注满容量：

0.3kg注意：每天均需对设备进行检查，如发现阀门有泄漏现象，先进行注脂，如果不能排除故障，则须及时更换阀杆填料阀盖与阀杆之间的密封圈泄漏阀盖与阀杆之间的密封圈若发生泄漏，可对密封圈进行更换，或是通过阀盖上的注脂孔对密封注入密封脂，以补偿泄漏间隙。阀门故障检查与维护平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十五页，共115页。阀门与阀门之间的连接泄漏

可通过对称拧紧连接螺栓或更换密封垫环解决。阀门故障检查与维护平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十六页，共115页。轴承注润滑脂：轴承注脂使用1个月阀门必须向轴承座加入润滑脂方法：用黄油枪向轴承座上黄油嘴注入润滑脂阀杆丝杆润滑拧开护罩，将阀门全开，在丝扣上涂上润滑注意：必须定期1个月清洗一次丝，保持丝杆干净润滑。阀杆轴承的定期维护阀门故障检查与维护平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀加注轴承润滑脂（黄油）第七十七页，共115页。截止阀进口端出口端泄压螺钉缓冲器什邡慧丰采油机械有限责任公司五、闸阀第七十八页，共115页。●节流阀用于控制压力和流量的大小，根据使用现场需要调整开关度。●阀杆通过梯形螺纹的传动升降，带动阀针改变通道的截面积大小实现对流量的控制和调节。●手轮顺时针旋转为流量减少，逆时针旋转为增大。●阀座和阀针采用堆焊硬质合金，耐腐蚀和冲刷●阀杆密封盘根可以通过压力自涨式密封●节流阀仅用于控制气体压力和流量的大小，不能用作开关截断气源用。什邡慧丰采油机械有限责任公司六、节流阀节流阀的特点和用途第七十九页，共115页。针形可调节流阀固定式节流阀液动筒形节流阀滑套式节流阀什邡慧丰采油机械有限责任公司六、节流阀节流阀可调节流阀滑套式固定节流阀可调节孔板式第八十页，共115页。节流形式针形节流笼套式节流孔板式节流什邡慧丰采油机械有限责任公司六、节流阀第八十一页，共115页。O圈法兰阀体阀座密封圈阀针阀杆轴承阀杆螺母O圈槽键轴承座油杯手轮并紧螺母护罩压盖透明罩幷帽针形节流阀什邡慧丰采油机械有限责任公司六、节流阀第八十二页，共115页。针形节流阀结构示意什邡慧丰采油机械有限责任公司六、节流阀进口端出口端阀座（TC4）阀针（堆焊硬质合金）阀杆密封盘根梯形螺纹阀针堆焊硬质合金第八十三页，共115页。1、带手轮或手柄的节流阀，手轮或手柄顺时针方向转动为关，逆时针方向转动为开，开关时不宜使用加力杠。2、一般情况下，宜1人缓慢平衡操作，高压或井口可由2人缓慢、平稳操作。3、节流阀用于控制压力和流量的大小，根据使用现场需要调整开关度即可。4、节流阀不能用来截断气源。5、工作人员操作时，不要正对阀杆。6、当调整的压力、气量平稳后工作人员方能离开。节流阀操作要求什邡慧丰采油机械有限责任公司六、节流阀第八十四页，共115页。管汇台主要用于石油矿场天然气井作为采气时控制天然气流量。根据具体井场需要，管汇台的配置一般由平板阀、针形节流阀、固定节流阀、手动（液动）节流阀、测温测压套、四通、管线、远程控制系统、等部件组成。节流管汇示意图什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇第八十五页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇典型节流和压井管汇示意图第八十六页，共115页。河坝2井管汇台（局部）二级管汇台环空管汇台压井管汇台节流管汇台接控制箱什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇第八十七页，共115页。手动筒形节流阀液控节流阀接控制箱管汇台用阀门液动平板阀什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇第八十八页，共115页。◆主要用于节流管汇中。◆节流油嘴材料采用陶瓷油嘴或硬质合金制造；◆具有耐冲刷、耐高压、抗腐蚀、

寿命长的特点；◆堵头采用金属对金属密封，提高生产效率。油嘴：内嵌硬质合金，孔径可换固定节流阀什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇第八十九页，共115页。更换油嘴油嘴专用搬手取下堵头组件固定节流阀什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇第九十页，共115页。测试压力测试压力测试温度接压力表接压力表置温度计测温测压套什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇第九十一页，共115页。工作介质单向流动单流阀什邡慧丰采油机械有限责任公司七、管汇出口端出口端弹簧阀杆阀座第九十二页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司八、硫化氢H2S腐蚀原理1、金属腐蚀的定义

金属与周围介质发生化学或电化学作用而导致的变质和破坏。

金属材料和环境介质共同作用的体系。

腐蚀速度的定义：单位时间内单位质量的物质变质和破坏的量。单位：gkg-1h-1或mgkg-1h-1。第九十三页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司2、金属腐蚀的分类

2.1按腐蚀机理：化学腐蚀—

金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和损坏的现象。如钢铁在高温下的氧化脱皮现象。电化学腐蚀—指金属与介质发生电化学反应而引起的变质和损坏的现象。2.2按腐蚀形态：

(1)全面腐蚀—腐蚀作用发生在整个金属表面上，它可能是均匀的，也可能是不均匀的。其特征是腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。第九十四页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司(2)局部腐蚀—腐蚀集中在金属的局部区域，而其它部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。

局部腐蚀是设备腐蚀破坏的一种重要形式，工程中的重大突发腐蚀事故多是由于局部腐蚀造成的。常见的局部腐蚀有八种腐蚀形态即:电偶腐蚀、孔蚀（点蚀）、缝隙腐蚀、沿晶腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀开裂(SCC,简称应力腐蚀)、腐蚀疲劳、磨损腐蚀。

第九十五页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司3、应力腐蚀开裂(SCC)应力腐蚀破裂是金属在应力（拉应力）和腐蚀的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂。

应力腐蚀较为复杂，当应力不存在时，腐蚀甚微；当有应力后，金属会在腐蚀并不严重的情况下发生破裂，由于破裂是脆性的，没有明显预兆，容易造成灾难性事故。可发生应力腐蚀破坏的金属材料与环境的组合主要有以下几种：

1.碳钢及低合金钢：介质为碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等

2.奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物＋蒸汽、湿硫化氢、碱液等

3.含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸＋硫酸铜的水溶液等

4.黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等

5.钛：含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等

6.铝：湿硫化氢、含氢硫化氢、海水等第九十六页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司4.硫化氢H2S的特性

硫化氢H2S的分子量为34.08，密度为1.539mg/m3。而且是一种无色、有臭鸡蛋味的、易燃、易爆、有毒和腐蚀性的酸性气体。硫化氢H2S不仅对人体的健康和生命安全有很大的危害性，而且它对钢材也具有强烈的腐蚀性，对石油、石化工业装备的安全运转存在很大的潜在危险。

第九十七页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司

硫化氢电化学腐蚀过程阳极：Fe-2e→Fe2+阴极：2H++2e→Had+Had→2H→H2↑↓[H]→钢中扩散其中：Had-钢表面吸附的氢原子[H]-钢中的扩散氢阳极反应产物：Fe2＋＋S2－→FeS↓

钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物就是硫化亚铁，该产物通常是一种有缺陷的结构，它与钢铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且电位较正，因而作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池，对钢基体继续进行腐蚀。第九十八页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司油管接箍发生腐蚀后的形貌第九十九页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司5、硫化氢应力腐蚀开裂(SSC)湿H2S环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部固溶于晶格中，使钢的脆性增加，在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂，叫做硫化物应力腐蚀开裂。工程上有时也把受拉应力的钢及合金在湿H2S及其它硫化物腐蚀环境中产生的脆性开裂统称为硫化物应力腐蚀开裂。SSC通常发生在中高强度钢中或焊缝及其热影响区等硬度较高的区域。

硫化物应力腐蚀开裂(SSC)的特征：在含H2S酸性油气系统中，SSC主要出现于高强度钢、高内应力构件及硬焊缝上。SSC是由H2S腐蚀阴极反应所析出的氢原子，在H2S的催化下进入钢中后，在拉伸应力作用下，通过扩散，在冶金缺陷提供的三向拉伸应力区富集，而导致的开裂，开裂垂直于拉伸应力方向。

第一百页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司硫化氢应力腐蚀和氢致开裂是一种低应力破坏，甚至在很低的拉应力下都可能发生开裂。一般说来，随着钢材强度(硬度)的提高，硫化氢应力腐蚀开裂越容易发生，甚至在百分之几屈服强度时也会发生开裂。

硫化氢应力腐蚀和氢致开裂均属于延迟破坏，开裂可能在钢材接触H2S后很短时间内(几小时、几天)发生，也可能在数周、数月或几年后发生，但无论破坏发生迟早，往往事先无明显预兆。

第一百零一页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司硫化氢应力腐蚀开裂机理第一百零二页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司6、硫化氢腐蚀的预防措施

1）选用抗硫化氢材料

抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。同时采用低硬度（强度）和完全淬火＋回火处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。抗H2S腐蚀钢材的基本要求:

a、成分设计合理：材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关，因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。b、采用有害元素(包括氢,氧,氮等)含量很低纯净钢。c、良好的淬透性和均匀细小的回火组织，硬度波动尽可能小。d、回火稳定性好，回火温度高(＞600℃)。

e、良好的韧性。f、消除残余拉应力。第一百零三页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司油气田常用的抗SSC碳素钢第一百零四页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司油气田常用的抗SSC低合金钢油气田常用的抗SSC油套管及输送管标准操作温度钢级API规范5CT油管及套管用于所有温度H-40，J-55，L-55C-75（1、2、3型），L-80（1型）用于大于或等于65℃

N80（Q和T级），C-95级（最大屈服强度不大于760MPa的专用Q和T级）用于大于或等于80℃P-105和P-110级（最大屈服强度达到965.5MPa的专用Q和T级）API规范5L管线钢管（无缝管）用于所有温度A、B、X42、X46、X52ASTM标准（无缝管）用于所有温度A-53、A106（A、B、C）GB/T8163-1987用于所有温度10、20、09MnV第一百零五页，共115页。什邡慧丰采油机械有限责任公司

2）添加缓蚀剂

抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。同时采用低硬度（强度）和完全淬火＋回火处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂，通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓蚀剂)，有胺类、米唑啉、酰胺类和季胺盐，也包括含硫、磷的化合物。

3）控制溶液pH值

提高溶液pH值降低溶液中H+含量可提高钢材对硫化氢的耐蚀能力，维持pH值在9～11之间，这样不仅可有效预防硫化氢腐蚀，又可同时提高钢材疲劳寿命。

4）金属保护层

在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金属，保护内层不被腐蚀。5）保护器保护

将被保护的金属如铁作阴极，较活泼的金属如