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油氣井井口裝置

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油氣井井口裝置
 第一節(jié)  采油樹(shù)及油管頭
 第二節(jié)  套管頭
 第三節(jié)  常用部件
備注：1
       油氣井井口裝置的作用：
         懸掛井下油管柱、套管柱，密封油套管和兩層套管之間的環(huán)形空間以控制油氣井生產(chǎn)，回注(注蒸汽、注氣、注水、酸化、壓裂、注化學(xué)劑等)和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。
      石油井口裝置主要包括：
             套管頭、油管頭和采油(氣)樹(shù)三大部分。
備注：2
井口裝置包括套管頭、油管頭和采油（氣）樹(shù)三部分  
備注：3
第一節(jié)  采油樹(shù)及油管頭
           采油樹(shù)是閥門和配件的組成總成，用于油氣井的流體控制，并為生產(chǎn)管柱提供入口。它包括油管頭上法蘭以上的所有設(shè)備?？梢詫?duì)采油樹(shù)總成進(jìn)行多種不同的組合以滿足任何一種特殊用途的需要。采油樹(shù)按不同的作用可分為采油（自噴、人工舉升）、采氣、注水、熱采、壓裂、酸化等專用裝置。并根據(jù)使用壓力等級(jí)的不同而形成系列。
   油管頭安裝于采油樹(shù)和套管頭之間，其上法蘭平面為計(jì)算油補(bǔ)距和井深數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)面。    
備注：4
油管頭的功用：
    ①支撐井內(nèi)油管的重力；
    ②與油管懸掛器配合密封油管和套管的環(huán)形空間；
    ③為下接套管頭，上接采油樹(shù)提供過(guò)渡；
    ④通過(guò)油管頭四通體上的兩個(gè)側(cè)口（接套管閘門），完成注平衡液及洗井等作業(yè)。 
   一、采油井采油樹(shù)及油管頭
   1．自噴井采油樹(shù)及油管頭
        自噴井采油樹(shù)及油管頭是油井投入工業(yè)性生產(chǎn)，用以控制依靠天然能量生產(chǎn)的井的重要組成部分。   
備注：5
(1)常用自噴井采油樹(shù)及油管頭   
備注：6
備注：7
(2)雙管自噴并采油樹(shù)及油管頭
    套管內(nèi)下入兩根油管柱，分別開(kāi)采上、下兩組油層。油管分主管和副管兩根，主管柱上有封隔器分隔上下油組，并開(kāi)采下油組。
    用于雙管柱自噴分層開(kāi)采的自噴井采油樹(shù)及油管頭常見(jiàn)有兩種；一種是雙管采油樹(shù)，見(jiàn)圖9-3；另一種是美國(guó)維高格雷公司的雙管整體采油樹(shù)，見(jiàn)圖9-4。
備注：8
備注：9
備注：10
 2．人工舉升井采油樹(shù)及油管頭
    人工舉升井采油樹(shù)及油管頭是油井失去自噴能力而需要通過(guò)人工舉升裝置才能生產(chǎn)的油井所配套的井口裝置。因措施不同而形成不同作用的采油樹(shù)及油管頭。
    (1)有桿泵井采油樹(shù)及油管頭
       1)常規(guī)有桿泵采油井采油樹(shù)及油管頭
       抽油井采油樹(shù)及油管頭的作用是懸接油管、密封油管和套管環(huán)形空間、密封光桿并起控制油井生產(chǎn)作用。
      由于它承受的壓力較低，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可以利用原自噴井采油樹(shù)及油管頭加以改造。它的基本部分是油管頭四通、油管三通、光桿密封器及相關(guān)閥門組成，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖9-5。    
備注：11
               圖9-5  抽油井采油樹(shù)及油管頭
1—密封盒；2—膠皮閥門；3—生產(chǎn)閥門；4—油壓表；5—套管閥門；6—套壓表；7—三通；8—油管頭上法蘭；9—油管頭；10—溫度計(jì)
備注：12
    光桿密封器裝在油管三通的頂端，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖9-6。正常生產(chǎn)時(shí)，松開(kāi)膠皮閥門，密封元件密封光桿；更換密封元件前，關(guān)閉膠皮閥門，更換密封元件后，松開(kāi)膠皮閥門，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。
備注：13
 2)環(huán)形空間測(cè)試
     偏心油管頭
      自噴井生產(chǎn)測(cè)試時(shí)，測(cè)試儀器可通過(guò)油管到達(dá)油層部位。而有桿泵抽油井因油管中有抽油桿，測(cè)試儀器無(wú)法通過(guò)油管，只能通過(guò)油套環(huán)形空間進(jìn)行測(cè)試。該油管頭可以偏心懸掛油管柱，形成環(huán)形空間測(cè)試通道。
備注：14
備注：15
(2)電動(dòng)潛油泵井采油樹(shù)及油管頭
    電動(dòng)潛油泵井采油樹(shù)及油管頭與常規(guī)自噴井的采油樹(shù)及油管頭大同小異，只是增加了能密封入井電纜引出線和隔開(kāi)油套環(huán)形空間的專用采油氣井口控制設(shè)備。各廠家采用不同的方法來(lái)密封井口與電纜引出線。一般為穿膛式或側(cè)開(kāi)式兩種。
備注：16
備注：17
(3)水力活塞泵井采油樹(shù)及油管頭
    由于國(guó)內(nèi)水力活塞泵井大多采用開(kāi)式動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，其采油樹(shù)及油管頭多是用自噴井采油樹(shù)改裝而成，如單管水力活塞泵采油樹(shù)及油管頭。結(jié)構(gòu)如圖9-11所示。
備注：18
    水力活塞泵(或射流泵)采油樹(shù)及油管頭的功能是：
    1)將動(dòng)力液注入油管道行正循環(huán)，使水力活塞泵下入井中并運(yùn)轉(zhuǎn)，動(dòng)力液與采出液混合采出；
    2)將動(dòng)力液注入套管進(jìn)行反循環(huán)，將水力活塞泵從并中起出；
    3)起下泵時(shí)，固定和捕捉水力活塞泵；
    4)關(guān)閉動(dòng)力管線，拆卸泵時(shí)使油管泄壓和排出油管中的氣體。
     
備注：19
 (4)氣舉采油井采油樹(shù)及油管頭
       氣舉采油是將加壓的天然氣注入井內(nèi)，降低井筒液柱壓力，減少對(duì)油層的回壓，以便將井下流體舉升至地面，這是人工舉升采油的主要方法之一。
      氣舉采油可分連續(xù)氣舉和間隙氣舉兩種方式。油層壓力高、供液能力強(qiáng)的油井可采用連續(xù)氣舉，若油層壓力低或供液能力不強(qiáng)的油井，則可采用間隙氣舉的方法。
備注：20
備注：21
 二、采氣井
采氣樹(shù)及油管頭
備注：22
備注：23
三、采油(氣)井采油樹(shù)及油管頭技術(shù)要求
   采油(氣)井采油樹(shù)及油管頭應(yīng)符合SY5156-93標(biāo)準(zhǔn)的要求。
    1．主要零件
   本體、蓋、法蘭、卡箍、閥桿、閥板、閥座、金屬墊環(huán)、頂絲、懸掛器本體、螺栓和螺母。
    2．材料
    (1)主要零件用金屬材料
    1)本體、蓋和法蘭的材料力學(xué)性能應(yīng)符合表9-3的規(guī)定。夏比V型缺口沖擊要求應(yīng)符合表9-4的規(guī)定，當(dāng)采用較小尺寸的試樣時(shí)，其試驗(yàn)數(shù)值乘以表9-5內(nèi)相應(yīng)的修正系數(shù)。選用材料應(yīng)符合表9-6的規(guī)定，化學(xué)成分應(yīng)符合表9-7和9-8的規(guī)定。
備注：24
備注：25
備注：26
備注：27
備注：28
 2)油管掛本體、套管掛本體、閥桿、頂絲、閥板和閥座選用的材料應(yīng)符合表9-7內(nèi)有關(guān)材料的規(guī)定。
 3)金屬墊環(huán)材料的硬度應(yīng)符合表9-9的規(guī)定。 
4)不銹鋼墊環(huán)槽堆焊的不銹鋼厚度應(yīng)不小于3.2mm，焊條材料應(yīng)采用奧氏體不銹鋼。    
備注：29
5)采油(氣)井井口裝置用螺栓和螺母的材料應(yīng)符合表9-10的規(guī)定。    
備注：30
(2)非金屬密封材料
    非金屬密封件材料應(yīng)能承受本體所承受的額定工作壓力和工作溫度。此外，當(dāng)主要零件需要抗腐蝕和抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂時(shí)，密封件材料也需要具有用應(yīng)的抗腐蝕和抗硫化物應(yīng)力開(kāi)
裂的能力。
備注：31
四、油管頭的統(tǒng)一要求
1．油管頭結(jié)構(gòu)
    油管頭通常是一個(gè)兩端帶法蘭的大四通，它安裝在套管頭的上法蘭上，用以懸掛油管柱，并密封油管柱和油層套管之間的環(huán)形空間。它由油管頭四通及油管懸掛器組成。
    油管頭一般有兩種類型：1)上下帶法蘭的裝置；2)上帶法蘭和下帶螺紋的裝置(圖9-24和圖9-25)。    
備注：32
備注：33
備注：34
2．油管懸掛器
    油管懸掛器是支承油管柱并密封油管和套管之間環(huán)形中間的一種裝置。
備注：35
備注：36
備注：37
第二節(jié)  套管頭
       套管頭是連接套管和各種井油管頭的一種部件，用以懸掛技術(shù)套管和生產(chǎn)套管并確保密封各層套管間的環(huán)形空間，為安裝防噴器和油管頭等上部井口裝置提供過(guò)渡連接，并通過(guò)套管頭本體上的兩個(gè)側(cè)口，可以進(jìn)行補(bǔ)擠水泥和注平衡液等作業(yè)。  
備注：38
一、型號(hào)表示方法
    套管頭尺寸代號(hào)(包括連接套管和懸掛套管)是用套管外徑的英寸值表示；本體間連接型式代號(hào)是用漢語(yǔ)拼音字母表示，F(xiàn)表示法蘭連接，Q表示卡箍連接(圖9-28)。
備注：39
2．雙級(jí)套管頭
表示方法見(jiàn)圖9-29。
備注：40
二、結(jié)構(gòu)型式分類
  套管頭由本體、套管懸掛器和密封組件組成。
  套管頭按懸掛套管的層數(shù)分為單級(jí)套管頭、雙級(jí)套管頭和三級(jí)套管頭。
    按本體間的連接形式分為卡箍式和法蘭式。
    技本體的組合型式分為：
    1)單體式：一個(gè)本體內(nèi)裝一個(gè)套管懸掛器。
    2)組合式：一個(gè)本體內(nèi)裝多個(gè)套管懸掛器。
    按套管懸掛器的結(jié)構(gòu)型式分為卡瓦式和螺紋式。
備注：41
單級(jí)套管頭示意圖
      1—油管頭；2—套管頭；3—套管懸掛器（卡瓦式）；4—懸掛套管；5—連接套管（表層套管） 
備注：42
雙級(jí)套管頭示意圖
1—? 上部套管頭；2—下部套管頭；3—油管頭；
4—上部套管懸掛器（卡瓦式）； 5—上部懸掛套管；6—下部套管懸掛器（卡瓦式）；7—下部懸掛套管；8—連接套管（表層套管）
備注：43
三級(jí)套管頭示意圖
       1—油管頭；2—上部套管頭；3—中部套管頭；4—下部套管頭；5—上部套管懸掛器（卡瓦式）；
       6—上部懸掛套管；7—中部套管懸掛器（卡瓦式）；8—中部懸掛套管；
       9—下部套管懸掛器（卡瓦式）；10—下部懸掛套管；11—連接套管（表層套管） 
備注：44
組合式三級(jí)套管頭示意圖
1—油管頭；2—上部組合式套管頭；3—下部套管頭；4—上部套管懸掛器（螺紋式）；
 5—上部懸掛套管；6—中部套管懸掛器（螺紋式）；7—中部懸掛套管；8—下部套管懸掛器（卡瓦式）；
9—下部懸掛套管；10—連接套管（表層套管） 
備注：45
獨(dú)立螺紋式套管頭示意圖
1—油管頭；2—止動(dòng)壓蓋3—套管頭；4—套管懸掛器（螺紋式）；5—懸掛套管；6—連接套管 
備注：46
TGA型雙層套管頭示意圖
1—油層套管；2—技術(shù)套管；3—表層套管；4—下四通；5，10，14，19—鋼圈；6，15，16—側(cè)法蘭；7—下懸掛器；8，17—主密封；9，18—頂絲；10—鋼圈；11—試壓孔；12—下層副密封；13—上四通；20—上層副密封；21—轉(zhuǎn)換法蘭；22—試壓孔；23—上接油管頭 
備注：47
三、基本參數(shù)
  單級(jí)套管頭、雙級(jí)套管頭和三級(jí)套管頭基本參數(shù)分別見(jiàn)表9-ll、表9-12和表9-13。
備注：48
備注：49
備注：50
第三節(jié)  常用部件
一、井口閥門
  井口所用閥門有平行板閥門和斜楔閥門。
  連接方式分為螺紋式、法蘭式和卡箍式三種。
備注：51
備注：52
備注：53
 二、節(jié)流閥
    節(jié)流器是用來(lái)控制產(chǎn)量的部件，型號(hào)表示方法與井口閥相同。有固定式和可調(diào)式兩種。
連接形式有卡箍、法蘭和螺紋等方式。
    1．固定式節(jié)流器
    固定式節(jié)流器用于油井(采油樹(shù))上，有加熱式和非加熱式兩種。非加熱式節(jié)流器如圖9-39所示。
    油嘴是節(jié)流元件，通過(guò)調(diào)換不同孔眼直徑的油嘴，來(lái)控制油井的合理生產(chǎn)壓差，油嘴的結(jié)構(gòu)如圖9-40所示，是用高碳合金鋼經(jīng)熱處理制成的。孔眼直徑有從2-20mm多種，每差0.5mm為一等級(jí)。
備注：54
2．可調(diào)式節(jié)流器
可調(diào)式節(jié)流器(針閥)一段用于氣井(采氣樹(shù))上，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)大小可控制流量。可調(diào)式節(jié)流器屬針閥，有手動(dòng)和液動(dòng)兩種。
備注：55
三、三通和四通
備注：56
備注：57
備注：58
備注：59
四、法蘭用密封墊環(huán)及墊環(huán)槽
1．適用范圍
   石油井口裝置法蘭用密封墊環(huán)及墊環(huán)槽
2．形式及尺寸
    1)按作用型式，密封墊環(huán)分為R型機(jī)械壓緊式和RX、BX型壓力自緊式兩類。    
   2)R型密封墊環(huán)有橢圓和八角形兩種截面。
3．技術(shù)要求
     08或10號(hào)鋼用作采油井井口裝置密封墊環(huán)時(shí)，墊環(huán)表面應(yīng)鍍0.005-0.013mm厚的鎘或鎘鈦合金。
    密封墊環(huán)不應(yīng)重復(fù)使用。   
備注：60
備注：61
五、法蘭連接螺母
    法蘭連接螺母的公稱尺寸和允差應(yīng)符合圖9-49和表9-23。
備注：62
備注：63
備注：64
備注：65
備注：66
備注：67

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