《井口装置发展》课件

井口装置研发方向采油装备研究所2007年12月概述井口装置由套管头、油管头和采油树三局部组成,主要用于监控生产井口的压力和调节油(气)水井的流量；也可以用于酸化压裂、注水、测试等各种措施作业,能满足不同工况,密封可靠,工作平安。井口装置开展现状国内井口装置开展现状采油(气)井口装置已是我国的较成熟产品。在井口装置研制方面，国内已有数十个厂家，并形成一定生产规模，均已取得API会标使用权。

但大多只能生产级别较低非酸性环境的井口装置，能严格按标准生产高级别抗硫化氢井口的厂家仅有四川慧剑石油机械厂、金湖石油机械等几家，生产的单油管采油井口装置最高压力可达105MPa，双油管采油井口装置最高压力可达70MPa。井口装置开展现状井口装置开展现状对于闸阀系列，已由楔式闸阀扩展到平板阀，规格从2＂-4-1/16＂，35Mpa以下闸阀为铸件，35Mpa以上闸阀多数采用自由锻件。

平板闸阀井口装置开展现状

套管头系列产品已根本满足国内油气井开发的需要。到目前，国内已能生产套管头最大工作压力为103．5MPa(单层)，多层套管程序的套管头装置最大工作压力为69MPa，套管头与表层套管的连接形式也由螺纹式、焊接式开展为卡瓦式。螺纹式连接焊接式连接卡瓦式连接井口装置开展现状国外井口装置开展现状目前,国外生产采油树最大工作压力是140MPa,组成采油树的法兰式连接闸阀最大额定工作压力达210MPa。国外许多公司都在不断开发并完善电潜泵井口装置及整体采油树,生产有单油管电潜泵井口装置、双油管井口装置及双通径的整体式采油树,还能根据油(气)田的工况和井内滞留流体来生产陆上(包括海洋平台用)的井口设备及水下井口装置。目前主要生产国家有美国、英国、意大利等十几个国家。井口装置开展现状井口装置开展现状闸阀作为井口装置中的主要部件,国外主要开展平板闸阀结构,其中暗杆式平板阀占有绝对优势。

规格从2＂-9＂。35Mpa以上采用的是多向模锻承压阀体。英国研制了用于油气井自喷设备的闸阀(专利产品)。主要结构特点：这种闸阀有一个弹簧加载的阀板和侧板,侧板上有与润滑器活塞连通的润滑环槽,润滑槽与阀孔沿供给槽道方向有一偏心。润滑环槽的截面积沿远离润滑点的方向逐渐增大,以保证对阀板的下部提供可靠的密封。一旦闸阀关闭,润滑剂供给槽道便通过闸板上的油槽与润滑环槽连通。这种闸阀的密封性能较好。开展趋势对于闸阀系列，主要趋向于特殊防腐材料的应用，以满足高含H2S、C02工况的油气井需要，另外在结构上应多样化开展，以到达密封性能好(有自动补偿)，且开启灵活等，另外,在密封材料上不断改进,使其性能不断提高。

以满足国内各类油气田开发需要。近年来,套管头结构不断得到改进,主要向操作简便、密封性能好(自动密封)、适用于深井和多种环境且性能较高的多层套管、以及整体化方向开展。

开展趋势采油(气)树主要开展整体式结构,海洋平台采油作业,由于受平台面积及钻井本钱等的限制一般首先选用整体式结构。同时井口装置往功能多用化方向开展。如：高温井口，最高温度可高达370℃，低温井口，最低温度可到达-60℃，双管井口装置，采用双油管采油，可以对不同地层同时开采，水下井口装置，这种井口不是安装在海底,而是在海水中,像自升式钻井船一样,用几个桩腿支撑在海水中,而在海底泥面上有一个简单的关闭装置。用这种井口装置作业工艺较为简单,且遇到井涌时可以较平安地进行井口操作。整体式采油树开展趋势开展趋势水下采油树

，用于钻井平台或浅水浮动钻井装置,水深一般小于90m,配有人井工具和修井工具,油管挂、井口及防喷器组无需定向,钻杆柱及油管上接立管无需专用的定向立管,固定关闭环形单流阀无需电缆环形堵头,组合式阀体使得连接增强,减少密封,生产管线连接及修井控制连接由操作工人进行,井口连接和阀门可进行远程液控系统操作。此外，对高腐蚀、高冲蚀的特殊工况，阀体内部可镶嵌一层极具抗腐蚀、抗冲蚀的特殊材料。随着国内海上油田的快速开展，国内在水下的井口装置的生产能力缺乏，缺乏竞争实力，应加大这方面的研制力度。

我厂自1964年开始生产各类简易井口，1970年正式生产250型采油井口，具有40多年250以下井口的设计和生产实践经验，井口装置生产数量曾占全国井口生产总量的一半以上。随着各油田开采到了中后期，对老井口的需求也在逐渐萎缩。在2001年，原总机械厂取得了井口API许可证，在设计和加工生产方面积累了一些经验。2003年开始，陆续出口API标准井口，但只限于最低级别的井口；为满足庆深气田市场需求，设计开发了70Mpa高压防腐井口装置〔套管头、油管头〕和高压防腐采油〔气〕树，70Mpa高压节流、压井管汇，和70Mpa材料级别为FF制造级别最高为PSL3抗硫井口装置样机，使得我们的设计加工能力有所提高，但只处于样机试制阶段，要批量生产70Mpa以上井口加工能力、水平还远远不够。材料研究方面研究耐高温工况和耐低温工况以及含硫化氢中等浓度、高浓度二氧化碳、及硫化氢和二氧化碳共存的井况的金属和非金属材料，尤其是特殊金属材料和在特殊工况条件下的热处理工艺的研究，提高材料的防腐性能，来满足特殊工况条件的使用要求。

双通径整体式采油树在油管挂上研制一种特殊的螺纹，并研究结构紧凑、密封可靠、带有特殊背压螺纹的单向阀，在必要时，可将背压阀安装在油管挂上，实现不压井作业，或当井口阀失