井口裝置概述井口裝置是指采油樹、油管頭、套管頭及相關(guān)配件,是用于懸掛、支撐、控制、調(diào)節(jié)等的采油設(shè)備。作為油氣生產(chǎn)的重要設(shè)備, 其性能的優(yōu)劣關(guān)系到油氣井能否安全、地生產(chǎn)。
套管頭介紹套管頭是套管和井口裝置之間的重要連接件。它的下端通過螺紋與表層套管相連,上端通過法蘭或卡箍與井口裝置或防噴器相連。
套管頭的特點套管連接既可螺紋連接,也可卡瓦連接,懸掛套管既快速又方便; 套管掛剛性與橡膠復合密封結(jié)構(gòu),還可金屬密封,増強了產(chǎn)品的密封性能; 設(shè)計有防磨套及試壓取出工具,方便防磨套的取出和對套管頭進行試壓; 上法蘭設(shè)計有試壓、二次注脂裝置; 套管頭側(cè)翼閥門配置,根據(jù)用戶需求設(shè)計;
套管頭的作用套管頭安裝在表層套管柱上端,用來懸掛表層套管以外的各層套管和密封套管環(huán)形空間的井口裝置部件,主要作用有以下幾點 1、通過懸掛器懸掛除表層套管之外的各層套管的部分或全部重量; 2、連接防噴器等井口裝置; 3、在內(nèi)外層套管柱之間形成壓力密封; 4、為釋放可能積聚在兩成套管柱之間的壓力提供出口; 5、在緊急情況下,可由套管頭側(cè)孔向井內(nèi)泵入流體,如壓井液或滅火劑; 6、特殊作業(yè):a.固井質(zhì)量不好可眾側(cè)孔補注水泥,b.酸化壓裂時,可從側(cè)孔注入壓力平衡液。
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為了好記憶,將套管頭的作用和用途歸納為四句話: 懸掛各層套管重量; 支撐套管頭以上防噴器; 為各層套管之間提供密封; 為特殊作業(yè)提供通道; 套管頭的分類
1. 按懸掛套管層數(shù) 按懸掛套管層數(shù)可分為:單級套管頭、雙級套管頭、三級套管頭;其中單級套管頭一般用在低壓淺層地層生產(chǎn)井當中;雙級套管頭適用于大多數(shù)地層壓力較為明確的區(qū)域,使用量較多;三級套管頭一般用在高壓深井或勘探井中;2. 按套管懸掛器的結(jié)構(gòu)型式按套管懸掛器的結(jié)構(gòu)型式可分為卡瓦式套管頭、芯軸式(螺紋式)套管頭、整體式(焊接式)套管頭;
3. 按本體間連接方式按本體間連接方式分為法蘭式套管頭、卡箍式套管頭、獨立螺紋式(懸掛套管柱上端和油管頭本體下端用螺紋連接的套管頭);
4. 按本體的結(jié)構(gòu)型式按本體的結(jié)構(gòu)型式分單體式套管頭(一個本體內(nèi)裝一個懸掛器)、組合式套管頭(一個本體內(nèi)裝多個懸掛器); 套管頭的型號表示法
套管頭的結(jié)構(gòu)及密封1. 套管頭的結(jié)構(gòu)套管頭由四通、套管懸掛器、頂絲總成、法蘭式平行閘閥、連接件、壓力顯示機構(gòu)等組成;
2. 橡膠密封工作原理套管頭密封由套管頭本體、bt形橡膠密封圈、套管懸掛器、燕尾形橡膠密封圈、頂絲v形密封圈、密封墊環(huán)構(gòu)成,套管懸掛器座掛在套管頭本體臺階上,由于套管的懸重,金屬與金屬的接觸就產(chǎn)生剛性被動密封,套管懸掛器與套管的密封為螺紋密封。 套管頭四通有與套管懸掛器外徑(或套管外徑)相匹配的bt密封及相應的注脂、試壓孔,使用時 從注脂閥注入高壓密封脂,方能使bt密封起作用。若密封出現(xiàn)滲漏,應從注脂閥和試壓閥分別注入密封脂,使密封繼續(xù)生效。注脂壓力不 過該法蘭額定工作壓力;如密封套管,則不 過該套管的額定許用擠毀壓力。壓力試壓孔用于套管懸掛器外密封試驗。 法蘭上有頂絲,用于鎖定防磨套(保護密封面),在座套管懸掛器后,又能將套管懸掛器鎖定。若頂絲處出現(xiàn)滲漏,可擰緊壓帽,使密封生效。套管頭四通兩側(cè)口法蘭,一端接平板閥(或盲法蘭),另一端接平板閥、絲扣法蘭、接頭、截止閥及壓力表,經(jīng)壓力表可觀察兩套管層之間的環(huán)空壓力。
3. 套管頭的金屬、橡膠密封套管頭金屬、橡膠密封由套管頭本體、bt形橡膠密封圈、上金屬密封組件、下金屬密封組件、套管懸掛器、燕尾形橡膠密封圈、頂絲v形密封圈、密封墊環(huán)構(gòu)成,套管懸掛器座掛在套管頭本體臺階上,由于套管的懸重,金屬與金屬的接觸就產(chǎn)生剛性被動密封。套管懸掛器與套管的密封為螺紋密封(見上圖);上金屬密封環(huán)是在安裝上法蘭前,通過測量上金屬密封環(huán)在上法蘭孔中的位置尺寸,再確定裝調(diào)節(jié)環(huán)的厚度,使調(diào)節(jié)環(huán)在上法蘭孔中冒出一定的過盈量。在上法蘭與套管頭四通連接時,通過套管頭四通壓縮調(diào)節(jié)環(huán),使上金屬密封環(huán)變形,從而達到密封套管懸掛器的作用。 套管懸掛器的下金屬密封組件的密封原理,是通過金屬密封環(huán)和套管頭四通、套管懸掛器的設(shè)計,保證各零件的幾何尺寸,利用頂絲上的45°錐面旋轉(zhuǎn),使下金屬密封組件壓環(huán)下行,使金屬密封環(huán)組件u形環(huán)變形,從而達到密封套管懸掛器的作用。
套管頭懸掛器
1. 芯軸懸掛器芯軸式(即螺紋式)懸掛器,相當于一個套管接箍,無需切割套管(w及we型均需要)省事,甚至不打開防噴器就可以懸掛套管,解決井口懸掛密封問題。但是需要計算下入套管深度,避免觸底。一般用在較為穩(wěn)定的生產(chǎn)井上。一般芯軸式(螺紋式)懸掛器配合螺紋式套管頭使用,也可更換相應的卡瓦式懸掛器。套管頭金屬、橡膠密封的芯軸懸掛器的密封原理與油管頭金屬、橡膠密封的芯軸懸掛器相同。
2. 卡瓦懸掛器a. 卡瓦懸掛器的結(jié)構(gòu): 卡瓦懸掛器主要由卡瓦牙(四等分)、卡瓦座(兩等分)、橡膠密封(兩等分)、支承座(兩等分)等組成。 b. 卡瓦懸掛器的工作原理: 將兩半組合的卡瓦懸掛器抱住套管,整體投入到套管頭孔中,使卡瓦牙緊緊卡住套管,在套管自重和卡瓦牙錐度的作用下,卡瓦牙越楔越緊,使卡瓦牙對套管越卡越緊。而橡膠密封件在自重的作用下產(chǎn)生變形,形成對套管和套管頭本體的密封。
c. 倒卡瓦懸掛器倒卡瓦懸掛器座是用螺栓固定在套管頭本體下部,將套管裝入bt密封圈之后才放下卡瓦,使卡瓦牙緊緊卡住套管,在套管自重和錐度的作用,卡瓦牙越楔越緊,使卡瓦牙對套管越卡越緊。
卡瓦懸掛器1. we型卡瓦懸掛器: 一般來說,we型卡瓦懸掛器用于表層,特點是:大尺寸,密封環(huán)空壓力不太高(對比w型)。另一種情況是:套管被固井無法上提下放(這是w型懸掛器的先決條件),we可以被動式(套管不動,懸掛器活動密封,靠手動而不靠懸重激發(fā)密封)的安裝密封,予以補救。如果不嚴格計較懸重、密封等因素,we型與w型相同尺寸相同廠家的一般可以互換。2. w型套管懸掛器相對比與we型,它依靠鉆柱懸重激發(fā)密封,特點是:懸掛噸位大,密封較好,更穩(wěn)妥,一般用在技術(shù)套管的懸掛。
3. wd型懸掛器僅用于表層套管頭,下部連接表層套管。
油管頭介紹油管頭是一個兩端帶法蘭的裝置或短節(jié)。在射孔之前,將它安裝在上層套管頭的頂部。用以支承油管,并密封油管和生產(chǎn)套管之間的環(huán)形空間。它還通過側(cè)面出口為套管、油管環(huán)形空間提供一個入口。
油管頭的功能懸掛井內(nèi)油管柱。 密封油管與套管之間的環(huán)形空間。 為套管頭和采油樹提供過渡連接。 油管頭四通上的兩個側(cè)口,可以進行注水和洗井作業(yè)。
油管頭的結(jié)構(gòu)組成油管頭由油管頭四通、油管懸掛器、密封裝置、頂絲、閘閥、壓力表和法蘭組成。油管頭頂部通過異形法蘭與采油樹連接,連接的形式有法蘭式和卡箍式。
1.油管懸掛器
油管懸掛器是坐在油管頭的錐座中,用于懸掛油管柱,并在所懸掛的油管和油管頭錐座之間提供密封的一種裝置。海上油氣完井一般都下有井下安全閥,因此油管懸掛器都 有連接液控管線的通道,電潛泵井還須有井下放氣閥通道和電纜穿越并密封。的油管連接后構(gòu)成一圓形整體,坐在雙油管懸掛器座中,坐入時 對準油管排座上的導向塊
2.油管頭四通油管頭四通是油管頭的主體結(jié)構(gòu),油管頭四通底部連接套管頭,頂部連接采油樹,頂部和底部都有鋼圈密封,油管頭四通給油管掛提供一個的載體和容器。 油管頭四通是進行正、反循環(huán)洗井觀察套管壓力,以及通過油套環(huán)形空間進行各項作業(yè)。
3.油管掛頂絲完油管掛安裝到位之后, 安裝油管掛頂絲。油管掛頂絲的作用是鎖定油管掛,防止油管掛上下移動和轉(zhuǎn)動。
3.頂絲法蘭盤頂絲法蘭盤裝在套管四通上,油管掛坐在頂絲法蘭的座上,并起到擠壓盤根、密封油套環(huán)形空間的作用,同時卡住油管,防止井內(nèi)壓力太高時將油管柱頂出。
采油樹概念采油樹是自噴井和機采井等用來開采石油的井口裝置。它是油氣井上部的控制和調(diào)節(jié)油氣生產(chǎn)的主要設(shè)備,采油樹由閥門、異徑接頭、油嘴及管路配件組成,是一種用于控制生產(chǎn),并為鋼絲、電纜、連續(xù)油管等修井作業(yè)提供條件的裝置。
采油樹的作用(1)連接井下各層套管,密封各層套管環(huán)形空間,承掛套管部分重量。 (2)懸掛油管及下井工具,承托井內(nèi)全部油管柱的重量,密封油管、套管間的環(huán)形空間。 (3)控制和調(diào)節(jié)油井的生產(chǎn)。 (4)保證各項井下作業(yè)施工,便于壓井作業(yè)、起下作業(yè)等措施施工和進行測壓、清蠟等日常生產(chǎn)管理。 (5)錄取油壓、套壓資料。
采油樹分類采油樹按結(jié)構(gòu)形式,可分為分體式和整體式兩種。分體式是由一些閥門等獨立部件組裝而成。
整體式是將主閥、安全閥、清蠟閥和翼閥等制成一個整體部件,閥與閥之間的距離較小,既省空間又耐高壓,特別適用于海上平臺的油氣井。
按生產(chǎn)井類別和完井生產(chǎn)方式,可分為自噴井、電潛泵井、氣舉井、螺桿泵井和注水井、氣井的采油樹等。
單管和雙管之分1. 單油管采油樹單油管采油樹安裝在單油管完井的井口裝置上,除了有分體式和整體式之外,它還有單翼和雙翼之分。根據(jù)井的種類或油井生產(chǎn)方式的差別,可用閥門及短節(jié)組合成不同形式的單油管采油樹,而其連接方式可以是法蘭式、螺紋式或卡箍式。
2.雙油管采油樹雙油管采油樹安裝在雙油管完井的井口裝置上,用于兩個油層同時而又獨立開采的生產(chǎn)控制。雙油管完井是在同—個生產(chǎn)套管中下入兩根平行油管柱(長油管柱和短油管柱)或兩根同心油管柱,通過雙管封隔器和單管封隔器對兩個油(或氣)層段進行分隔。
3 . 三管采油樹隨著技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)場的實際應用需求,已經(jīng)出現(xiàn)了三管采油樹。
采油樹相關(guān)部件1.油管四通和三通采油樹的油管四通和三通與主閥、清蠟閥和翼閥相連接,常見的四通和三通有法蘭式和法蘭一雙頭螺栓式。四通的采油樹為雙翼采油樹,三通的采油樹為單翼采油樹。有些平臺采油樹的三通與清蠟閥和主閥或井口安全閥組成—體,則成為整體式采油樹。
2.閘閥與旋塞閥閘閥是一種關(guān)閉部件(閘板)的移動方向垂直于流動方向的閥。旋塞閥是一種關(guān)閉部件(旋塞)旋轉(zhuǎn)的閥,而旋塞可以是圓柱形、圓錐形或球形。起井口控制的作用。
3.油嘴油嘴是采油樹上用于控制油井流量的部件,它安裝在翼閥與出油管線之間。油嘴也可以用來控制氣舉井的注氣量和注水井的注水量。油嘴是節(jié)流元件,通過調(diào)換不同孔眼直徑的油嘴,來控制油井的合理生產(chǎn)壓差,油嘴是用高碳合金鋼經(jīng)熱處理制成的??籽壑睆接袕?-20mm多種,每差0.5mm為一等級。 油嘴有固定式和可調(diào)式兩種。固定式油嘴內(nèi)裝有可更換的零件,這個零件具有固定的小孔,用來節(jié)流??烧{(diào)式油嘴則有一個由外部控制的可變面積的小孔和一個與之對應的小孔面積指示機構(gòu)。油嘴的節(jié)流孔是在管狀零件上分布一些小孔,管狀零件外部套筒沿軸向移動復蓋小孔數(shù)量的變化即為過流面積的變化。
4.止回閥止回閥是只允許流體向一個方向自由流動的閥門,故也稱單流閥。止回閥有一個自動防止流體從其他方向流動的機構(gòu)。采油樹上的止回閥一般安裝在翼閥和油嘴之間。有的油井采油樹上沒有安裝止回閥,但在注水井采油樹上一般安裝有止回閥。止回閥有出油管式、旋開式、升桿式和蝶式。止回閥可以是全開的或縮徑開孔的,它的端部連接常見的有法蘭式連接和卡箍式連接。
5. 法蘭法蘭是帶有螺栓孔的凸緣并用于連接承壓設(shè)備的密封結(jié)構(gòu)的端部連接。符合apl 規(guī)范的法蘭即為api 法蘭。盲法蘭沒有 通孔,用于*封閉法蘭端面或出口連接。盲法蘭與所要封閉的出口法蘭應具有相同的壓力等級并可配相同的密封元件。 按連接方式不同,法蘭可分為螺紋式法蘭和焊頸式法蘭。螺紋式法蘭的一側(cè)為密封面,另—側(cè)為內(nèi)螺紋。焊頸式法蘭的一側(cè)為密封面,另一側(cè)為焊接坡口。
6.鋼圈鋼圈是用于法蘭連接的密封元件。常用的api 鋼圈有r 型、rx 型和bx 型。r 型和rx 型鋼圈可以在6b 型法蘭中互換使用。bx 型鋼圈只能用于6bx 型法蘭。rx 型和bx 型鋼圈具有壓力自緊密封的性能,但不能互換。 r 型和rx 型鋼圈的所有23°表面粗糙度不應低于63rms,bx 型鋼圈的所有23° 表面粗糙度不應低于32rms。rx 型和bx 型鋼圈有一個壓力通孔,鉆通鋼圈的整個高度。
7. 螺栓、螺母螺栓、螺母是用于連接法蘭和卡箍的元件。螺栓、螺母的螺紋應符合api 螺紋規(guī)范api std 5b。
8.背壓閥(回壓閥)背壓閥是安裝在油管懸掛器中,在拆卸防噴器或安裝、拆卸采油樹時,需要背壓閥以密封油管內(nèi)孔;在對下主閥進行維修更換時,也需要背壓閥密封油管內(nèi)孔。背壓閥一般有兩種類型,一種是由螺紋固定位置的,另一種是用膨脹式鎖緊機構(gòu)固定的,
9.采油樹帽采油樹帽安裝于采油樹頂部清蠟閥門之上,用于提供從縱向快速進入油管空間的入口。如果要進行鋼絲繩作業(yè)、連續(xù)油管作業(yè)、生產(chǎn)測試、開關(guān)滑套、裝卸回壓閥等作業(yè), 先卸去采油樹帽。
10.采油樹閥門總閥門,控制油和氣流入采油樹的主要通道。 生產(chǎn)閘門,控制油氣流向出油管線。 清蠟閘門,上面可連接清蠟防噴管等。 節(jié)流器,控制自噴井的產(chǎn)量。 小四通,連接部件。 井口的連接與密封 法蘭 法蘭是帶有螺栓孔的凸緣的零件,用于連接承壓設(shè)備密封端部連接。法蘭可以是單獨的,叫做法蘭盤,也可以是組合型的,如閥門兩端的法蘭,便于安裝螺栓。
1、法蘭的分類按api標準把石油井口法蘭分為兩大類。 6b型法蘭 適用于壓力等級為35mpa以下,含35mpa的各種規(guī)格的法蘭,所使用墊環(huán)為r型或rx型,在通徑135/8′以內(nèi)的適應這一規(guī)律。135/8′以上的通徑35mpa以上的壓力等級的法蘭所用墊環(huán)是bx型。 6bx型法蘭 適用于壓力等級為70mpa以上,含70mpa各種規(guī)格的法蘭,所使用墊環(huán)為bx型,該規(guī)律不適應135/8′以上的通徑和35mpa的壓力等級,也就是135/8′以上的通徑,壓力為35mpa以上的法蘭,所使用的墊環(huán)也是bx型的。
2、法蘭連接形式法蘭和管體從聯(lián)接形式講,有三種:一是絲扣聯(lián)接;二是焊接;三是整體鍛件。 法蘭和法蘭聯(lián)接形式有載絲聯(lián)接和雙頭螺栓聯(lián)接。 鋼圈 鋼圈是用于法蘭連接的密封元件,從api標準來說有三種類型:r、rx、bx,一般都在字母后邊有編號,其后面的數(shù)字編號是各類型中的鋼圈號。根據(jù)對應的號從標準里面可以查到該鋼圈對應的尺寸規(guī)格。 r型鋼圈為機械壓緊型,即只能靠法蘭螺栓的上緊力矩來密封。rx與bx為壓力自緊型,除了靠法蘭螺栓的上緊力矩來密封之外,井內(nèi)壓力越高,密封越好。r與rx鋼圈只用于6b型法蘭(法蘭面整個是平的),bx鋼圈只用于6bx型法蘭(法蘭面中間一圈是突出來的,是高于螺栓空那一圈面的)。r與rx鋼圈可以重復使用,但bx鋼圈只能使用一次,bx鋼圈只用于6bx型法蘭。
r型密封鋼圈的橫截面有兩種形式:一種是橢圓形,另一種是八角形的。rx和bx的密封鋼圈的橫截面只有八角形的。非常規(guī)中還有變徑鋼圈,很少用到,就不闡述了。
1.r型密封鋼圈r型墊環(huán)、剖視圖 適用于法蘭為6b型法蘭。 r型墊環(huán)在現(xiàn)場使用中可以重復使用(在外觀無損壞的情況下)。
2.rx型密封鋼圈rx型鋼圈比傳統(tǒng)的r型鋼圈要高一些,并且有一個大的與標準鋼圈槽相接觸的接觸面,當法蘭裝好后,鋼圈外圈先與鋼圈槽接觸,這就導致了當法蘭被上緊過程中,鋼圈與鋼圈槽的外圈會產(chǎn)生預壓力。 當鋼圈內(nèi)圈與鋼圈槽內(nèi)圈接觸時,這個預壓力就停止了。這就確保了鋼圈能夠較好與鋼圈槽吻合,并且能針對內(nèi)壓力提供大的抗壓力,通過鋼圈內(nèi)圈與鋼圈槽接觸面的寬度及高度增加來保持自密封條件的存在。
對標準api鋼圈而言,用于壓緊長圓形或八角形r型鋼圈的螺栓所要承受的力比rx型高一倍,當上緊螺栓時,相對較軟的長圓形鋼圈的表面與較硬的法蘭鋼圈槽緊密接觸形成一個小的面,這個面的大小依賴于螺栓壓緊的程度。當正常壓緊時,壓力增加使鋼圈變形產(chǎn)生密封。
3.bx型密封鋼圈bx型鋼圈已經(jīng)被用于工作壓力為10000psi和15000psi的設(shè)備上。與rx型鋼圈相似,鋼圈與鋼圈槽的接觸初是在鋼圈槽的外側(cè)并且具有內(nèi)壓助封的效果。所有的6bx型法蘭被設(shè)計成凸臺與凸臺相對的連接方式。應當注意:bx型鋼圈的編號范圍是從bx150到bx160,且它們與r型及rx型不能互換。api*bx型鋼圈只使用一次。 螺紋
螺紋概念螺紋是一種在固體外表面或內(nèi)表面的截面上,有均勻螺旋線凸起的形狀。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和用途可分為三大類: 普通螺紋:牙形為三角形,用于連接或緊固零件。普通螺紋按螺距分為粗牙和細牙螺紋兩種,細牙螺紋的連接強度較高。 傳動螺紋:牙形有梯形、矩形、鋸形及三角形等。 密封螺紋:用于密封連接,主要是管用螺紋、錐螺紋與錐管螺紋。 螺紋配合等級 螺紋配合是旋合螺紋之間松或緊的大小,配合的等級是作用在內(nèi)外螺紋上偏差和公差的規(guī)定組合。 1、對統(tǒng)一英制螺紋,外螺紋有三種螺紋等級:1a、2a和3*,內(nèi)螺紋有三種等級:1b、2b和3b級,全部都是間隙配合。等級數(shù)字越高,配合越緊。在英制螺紋中,偏差僅規(guī)定1a和2*,3*的偏差為零,而且1a和2*的等級偏差是相等的。 等級數(shù)目越大公差越小,如圖所示:
1a和1b級,非常松的公差等級,其適用于內(nèi)外螺紋的允差配合。 2a和2b級,是英制系列機械緊固件規(guī)定通用的螺紋公差等級。 3a和3b級,旋合形成緊的配合,適用于公差緊的緊固件,用于安全性的關(guān)鍵設(shè)計。 對外螺紋來說,1a和2*有一個配合公差,3*沒有。1*公差比2*公差大50%,比3*大75%,對內(nèi)螺紋來說,2b級公差比2a公差大30%。1b級比2b級大50%,比3b級大75%。 2、公制螺紋,外螺紋有三種螺紋等級:4h、6h和6g,內(nèi)螺紋有三種螺紋等級:5h、6h、7h。(日標螺紋精度等級分為i、ii、iii三級,通常狀況下為ii級)在公制螺紋中,h和h的基本偏差為零。g的基本偏差為正值,e、f和g的基本偏差為負值。
h是內(nèi)螺紋常用的公差帶位置,一般不用作表面鍍層,或用 薄的磷化層。g位置基本偏差用于特殊場合,如較厚的鍍層,一般很少用。 g常用來鍍6-9um的薄鍍層,如產(chǎn)品圖紙要求是6h的螺栓,其鍍前螺紋6g的公差帶。 螺紋配合好組合成 h/g、h/h或g/h,對于螺栓、螺母等精制緊固件螺紋,標推*6h/6g的配合。 螺紋標記
機械螺紋的主要幾何參數(shù)1、大徑/牙外徑(d、d):為外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底重合的假想圓柱直徑。螺紋大徑基本代表螺紋尺寸的公稱直徑; 2、中徑(d2、d2):d2=d2=d(d)-2x3h/8 ,式中h為原始三角形高 h=(√3/2)p=0.866025p(60o牙山角); h=0.960491p(55 o牙山角) ; 3、小徑/牙底徑(d1、d1):為外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑; 4、螺距(p):為相鄰牙在中徑線上對應兩點的軸向距離或相鄰牙山或兩相鄰牙谷間的距離。 在英制中以每一英寸(25.4 mm)內(nèi)的牙數(shù)來表明牙距(如下表)。
5、牙型半角(α/2):牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角,普通螺紋牙型半角為60o/2 ,韋氏牙(bsw)螺紋牙型半角為55o/2 。一般木螺絲牙山角度為60o ,尾尖角度60o 。 6、螺紋旋合長度:為兩相配合螺紋,沿螺紋軸方向相互旋合部分的長度。 雙頭螺柱和螺母
在井口裝置當中,連接基本上都是使用雙頭螺柱和螺栓。雙頭螺栓一頭可埋入構(gòu)件內(nèi),另一頭連接另一構(gòu)件。一般用在被不能或不便安裝帶頭螺栓的情況下使用。比如井口裝置。一般井口裝置使用六較螺母,與雙頭螺柱配合使用。
井口安裝標準化流程一. 13-3/8′套管頭安裝1. 17-1/2′鉆頭鉆至設(shè)計井深,起出鉆具,下入13-3/8′表層套管到預定位置,固井候凝。 2. 切割20′導管,然后將上部割斷的導管吊起,在與20′導管的高度差為510mm左右,劃線粗割13-3/8′套管。 3. 吊出被割斷的套管。 4. 測量導管的高度后精割,在距導管高度差為505mm左右,再精割13-3/8′套管,要盡可能割平。 5. 用水平尺檢查13-3/8′套管端原水平情況,如不水平,須將高出的部位割去,直至水平為止。 6. 用氣割法割出13-3/8′套管端面的初步坡口,再用砂輪將坡口打磨成10×30°,要求坡口無棱角且手感光滑。 7. 用砂布將套管柱外表面的密封部位和bt密封圈將要經(jīng)過的部位打磨光滑,檢查有無溝槽(若有應去除),然后用潤滑油(脂)涂抹bt密封圈將要經(jīng)過的套管柱外表面。 8. 用大鉤吊起13-3/8′套管頭,盡可能地保持水平,檢查bt密封圈上否安裝合適及完好情況(如損壞,須更換),清洗bt密封圈,然后均勻地涂抹薄層潤滑油(脂)。 9. 調(diào)整套管頭兩側(cè)口的方位,扶正,平穩(wěn)地下放套管頭,注意觀察,防止擠壞bt密封圈。
10. 套管頭下放到位后,調(diào)整套管頭底部支承圓底盤上的調(diào)節(jié)螺栓,使環(huán)形鋼板接觸導管。 11. 焊接環(huán)形鋼板和導管端面的焊縫(環(huán)形鋼板是否和13-3/8′套管焊接由用戶自己決定)。 12. 用水平尺檢查13-3/8′套管頭法蘭平面的水平情況,如不水平,可調(diào)整套管頭底部支承圓底盤上的調(diào)節(jié)螺栓,調(diào)整水平后,鎖緊支承圓底盤上的四只鎖緊螺栓。 13. 卸去套管頭下部的兩只堵頭,并從對面180°對稱的注塑接頭,注入密封膏進行bt密封注塑作業(yè)。 14. 試壓合格后,卸下試壓泵,并將卸壓帽連到試壓接頭上將壓力卸掉。 15. 分別對稱地擰入卡瓦座底部的8只m30×3.5卡瓦壓緊螺栓,擰入的力矩應大于(或等于)250n·m,以保證卡瓦牙切入套管。 16. 松開支承圓底盤中的四只鎖緊螺栓,調(diào)整支承圓底盤上的四只調(diào)節(jié)螺栓,以檢查套管頭卡瓦是否與套管卡牢(或用大鉤上提5~10噸的拉力,以檢查套管頭卡瓦是否與套管卡牢),然后再將四只鎖緊螺栓鎖緊。 17. 為了保持剛性的節(jié)流,壓井管匯出口管線距離地面高度不變,防止淺層氣,需在13-3/8′套管頭上安裝替代四通、防噴器組、泥漿出口管。 18. 將13-3/8′試壓塞與鉆桿相連,并通過泥漿出口管、防噴器組、替代四通將試壓塞送入,使其坐落在13-3/8′套管頭臺肩上。
19. 關(guān)防噴器,由鉆桿泵入5000psi(35mpa)水壓,對各連接部位進行試壓,檢查各處密封情況。 20. 試壓成功后,先泄壓,后打開防噴器,取回13-3/8′試壓塞。
21. 由鉆桿連接送入取出工具和13-3/8′防磨套,并通過防噴器組下入13-3/8′防磨套,做好有關(guān)標記,擰進法蘭上四只頂絲,以頂住防磨套,注意觸及到防磨套即可,不要頂?shù)倪^緊,以免擠扁防磨套,退回送入取出工具。
二. 9-5/8′套管四通安裝程序1. 用12-1/4′鉆頭鉆至設(shè)計井深,起出鉆具,退回四只頂絲,用送入取出工具收回13-3/8′防磨套。
2. 下入9-5/8′套管至預定位置固井,候凝。 3. 拆去13-3/8′套管頭與替代四通之間螺栓、螺帽,上提防噴器組。 4. 在13-3/8′套管頭法蘭上,橫跨放置兩塊木板用以支承9-5/8′套管掛組件。 5. 上提9-5/8′套管,使其產(chǎn)生4~5噸 張力。 6. 對準剖分式9-5/8′套管掛的導向定位銷,旋轉(zhuǎn)套管掛,合抱住9-5/8′套管由下而上逐一卸出手柄,移去木板,使9-5/8′套管掛組件坐落到13-3/8′套管頭的臺肩上,然后放松9-5/8′套管,讓卡瓦抱住套管,把4-5噸重量加于卡瓦上激發(fā)橡膠密封,進而密封環(huán)形空間。 7. 在距法蘭面大約6-3/4′(170mm)處,切割9-5/8′套管,并將切口倒呈10×30°坡口。 8. 清潔13-3/8′套管頭、鋼圈槽,并在鋼圈槽內(nèi)放置清潔無損的bx160密封鋼圈,然后小心地將9-5/8′套管四通從9-5/8′套管上方慢慢套入,用螺栓上緊兩法蘭。 9. 卸去9-5/8′套管四通下部法蘭上的兩只接頭,并從對面180°對稱的注塑接頭處注入密封膏,進行bt密封注塑作業(yè)。 10. 9-5/8′bt密封試壓合格后,安裝替代四通防噴器組,泥漿出口管下9-5/8′試壓塞,對各連接部位試壓,檢查各處密封情況, 試壓合格后,先卸壓,后打開防噴器。 11. 取出試壓塞,通過鉆桿和送入取出工具,下9-5/8′防磨套,做好標記,擰進法蘭上的四只頂絲,以頂住防磨套,注意觸及到防磨套即可,不要頂?shù)眠^緊,以免擠扁防磨套,退回送入取出工具。
三. 7′套管安裝程序1. 用8-1/2′鉆頭鉆至設(shè)計井深,起出鉆具,退回頂絲,用送入取出工具收回防磨套。 2. 下入7′套管至預定位置,固井,候凝。拆去套管四通與替代四通之間的螺栓、螺帽,上提防噴器組。 3. 在套管四通法蘭上,橫跨放置兩塊木板用以支承7′套管掛組件。 4. 上提7′套管,使其產(chǎn)生4~5噸 張力。 5. 對準剖分式7′套管掛的導向定位銷,旋轉(zhuǎn)套管掛,合抱住7′套管由下而上逐一卸出手柄,移去木板,使7′套 管 掛組件 坐落 到9-5/8′套管頭的臺肩上,然后放松9-5/8′套管,讓卡瓦抱住套管,把4~5噸重量加于卡瓦上,激發(fā)橡膠密封,進而密封環(huán)形空間。 6. 在距法蘭面上大約6-3/4′(170mm)處,切割7′套管,并將切口倒呈10×30°坡口。 7. 當鉆井至所下完井技術(shù)套管深度時,下完套管且套管懸掛器座掛完畢,切割7′套管距離法蘭面約170mm,套管外圓用砂布去銹,并涂油,套管頂部倒6×30°倒角且打磨光滑。 8. 清潔套管頭鋼圈槽,并在鋼圈槽內(nèi)放置清潔無損的bx158密封鋼圈,然后小心地將油管四通從7′套管上方慢慢套入,用螺栓固定兩法蘭,上緊至規(guī)定扭矩。
四.油管頭安裝1. 吊裝前應認真檢查油管頭下部法蘭規(guī)格和密封部位是否與套管頭匹配,密封件及密封部位是否有損傷,若有應及時采取措施。 2. 洗凈套管懸掛器(或套管)密封部位,并涂抹黃油。若有毛刺應打磨光整,若密封部位是套管則應打坡口并修磨光整。 3. 用密封脂em08塞滿套管懸掛器(或套管)與套管四通的環(huán)形空間,然后在套管頭上放入清潔無損的密封墊環(huán)。 4. 吊裝油管頭(注意吊裝位置)于套管頭上,對稱連接好螺栓、螺母。
5. 油管頭安裝就位后,進行套管懸掛器bt密封試壓。為使油管頭下部法蘭密封(bt密封)起作用, 加注密封脂和試壓: 卸下一只注脂閥的壓帽和堵頭,同時拆去對面的堵頭(兩零件呈180°分布); 將注脂槍(裝有密封脂7903)連于注脂閥接頭螺紋上,加壓注脂,直到密封脂從對面孔中溢出; 裝上被拆下的堵頭,繼續(xù)加壓注脂,壓力至15~30mpa; 卸下注脂槍,裝堵頭和壓帽,加注密封脂完畢; 用上述方法向另一只bt密封圈加注密封脂; 另一注脂閥(與試壓閥呈180°分布),仍用注脂槍加注密封脂。 卸去試壓閥的壓帽和堵頭,連接試壓泵,對懸掛器外密封bt密封試壓: 試壓壓力為法蘭額定工作壓力或套管抗擠壓強度的80%(取二者小值)、穩(wěn)壓10分鐘,各部無滲漏為合格。
6. 懸掛器外密封bt密封試壓合格后,進行套管懸掛器與油管頭本體、套管頭本體、bx密封墊環(huán)組成的環(huán)形空間試壓:卸去試壓閥的壓帽和堵頭,連接試壓泵,對懸掛器環(huán)形空間試壓;試壓壓力為法蘭額定工作壓力或套管抗擠壓強度的80%(取二者小值)、穩(wěn)壓10分鐘;各部無泄漏為合格。
五. 采油(氣)樹安裝。1. 洗凈油管懸掛器密封部位并涂抹黃油,若有毛刺應打磨光整。2. 吊裝采油(氣)樹(注意吊裝位置)于油管頭上,對稱連接好螺栓、螺母。3. 油管懸掛器環(huán)空密封試壓:卸去試壓閥的壓帽和堵頭,連接試壓泵,對懸掛器進行外密封試壓; 試壓壓力為法蘭額定工作壓力,穩(wěn)壓10分鐘; 穩(wěn)壓期內(nèi)壓力變化值應保持在試驗壓力的5%或3.45mpa(取較小值) 以內(nèi),合格后釋放壓力。頂絲處若出現(xiàn)泄漏,則擰緊密封圈壓帽(或更換密封圈)。
4. 連接好吊裝時拆卸的截止閥、壓力表等。在法蘭式平行閘閥和可調(diào)式節(jié)流閥的使用、操作前,仔細閱讀使用說明書。井口的維護與保養(yǎng) 采油樹的保養(yǎng) 采油樹的維護保養(yǎng)的內(nèi)容是:保持設(shè)備清潔無滲漏、無油污、無銹蝕、無松 動、無缺件、各部件開關(guān)靈活好用。以國產(chǎn)cy250采油樹為例,各零部件有:套管四通、左右套管閘門、油管頭、油管四通、總閘門、左右生產(chǎn)閘門、測試閘門或清蠟閘門(封井器)、油管掛頂絲、卡箍、鋼圈及其他附件組成。
1、250型閘板閘門易發(fā)生的故障及維修(1)更換閘門推力軸承與銅套 將閘門開大,卸掉手輪壓帽,卸掉手輪及手輪鍵,再卸掉軸承壓蓋,順著絲杠螺紋退出銅套,取出舊軸承,換上新軸承加上黃油。將銅套裝到絲杠上,順絲杠螺紋裝入到閘門大壓蓋中,裝好軸承壓蓋,裝好手輪及手輪鍵和手輪壓帽,擦凈臟物。
(2)更換閘門絲杠的o型密封圈(閘板)如在現(xiàn)場更換,無控制部位的閘門應壓井后再更換,如果是能控制的部位應先倒流程放空后方可拆卸,用900mm或1200mm管鉗卸掉閘門大壓蓋,連同閘板提出。摘掉閘板,推出絲杠(應先卸掉手輪及銅套軸承),將舊密封圈取出。更換新的同型號密封圈;確認無誤后掛上閘板。對準閥體的閘板槽推入,上緊大壓蓋,同時邊上大壓蓋邊關(guān)(活動)閘門,直*緊。試壓合格后,恢復原流程。
2、250型閘板閘門在使用中應注意的事項避免閘門缺油磨壞軸承,應定時加油。 開關(guān)閘門時應開大后或關(guān)死后倒回半圈(開關(guān)閘門時應側(cè)身)。 冬季關(guān)井時應放掉管線的水,以防凍死閘板而拉斷閘板上的臺階。 如發(fā)現(xiàn)閘板凍死不要硬開,用熱水加溫后再開,開時要用手錘輕輕擊打閘門體下部。 油管頭與采油樹之間連接處的密封墊環(huán)故障檢查與維護
1、油管懸掛器主密封和副密封主密封是o型圈和方型圈相結(jié)合的密封方式(如圖三)。在主副密封都正常的情況下,兩法蘭之間的密封墊環(huán)是不承受介質(zhì)的壓力。如果主密封發(fā)生泄漏,可擰緊頂絲,激發(fā)主密封的方型密封圈膨脹進行密封,同時通過采油樹變徑法蘭上的試壓孔注入大量的密封脂補償泄漏間隙。
如果副密封發(fā)生泄漏,只能通過采油樹變徑法蘭上的試壓孔注入大量的密封脂補償泄漏間隙。
2、油管頭頂絲料泄漏油管頭頂絲若發(fā)生泄漏,可擰緊頂絲填料壓帽,進一步壓緊頂絲填料,激發(fā)填料膨脹,從而達到密封的目的。
3、試壓孔螺紋泄漏如果是試壓 螺紋泄漏,說明油管掛的主密封或者是副密封泄漏,還有可能是主、副密封均發(fā)生泄漏,可通過第1條進行處理。試壓孔螺紋泄漏,可通過擰緊試壓孔上注脂閥螺紋解決。
4、其它問題當1、2、3條的方法仍未解決油管頭與采油樹之間連接處的密封墊環(huán)泄漏問題時,應及時向油氣礦報告,在簽訂安全技術(shù)協(xié)議和服務合同后,帶壓換閥技術(shù)下油管堵塞器進行維修和更換密封墊環(huán)。
5、油管頭與采油樹之間連接處的維護保養(yǎng)油管頭與采油樹之間連接處承受著 高的壓力,也比較容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,因此我們在日常的生產(chǎn)過程中 定期進行維護與保養(yǎng)。 首先檢查該連接處的法蘭螺母是否松動 每一個螺母都 進行檢查,如有松動現(xiàn)象, 用搬手擰緊,以避免發(fā)生泄漏現(xiàn)象。 檢查頂絲壓帽是否松動 在日常的生產(chǎn)過程中,頂絲壓帽和頂絲也應經(jīng)常檢查,以避免其松動而造成泄漏現(xiàn)象,特別是新投入生產(chǎn)的井,在生產(chǎn)一個月以后 用搬手再次擰緊頂絲填料壓帽和頂絲。 油管頭特殊四通與套管頭連接處故障檢查與維護 套管懸掛器也設(shè)計有主密封和副密封,主密封的是方型橡膠密封和o型圈相結(jié)合的方式進行密封,副密封是bt密封圈并通過注入密封脂(ptfe)進行密封。如圖四所示
1. 兩法蘭連接處密封墊環(huán)泄漏兩法蘭連接處密封墊環(huán)若出現(xiàn)泄漏,說明套管懸掛器的主密封或副密封已經(jīng)發(fā)生泄漏,還有可能是主密封和副密封均發(fā)生泄漏。造成主密封泄漏的原因是方型密封圈被損壞或是套管受熱膨脹將套管懸掛器向上托起,造成方型密封圈未起到密封作用,因此在座入套管懸掛器時要特別注意,不能將方型密封圈損壞劃傷。造成副密封泄漏的原因是bt密封圈不能密封(在油管頭與套管頭四通連接好后一定要向bt密封圈內(nèi)注入特氟?。╬tfe)。隨著井口投入生產(chǎn)的時間增加,bt密封圈內(nèi)的特氟?。╬tfe)會慢慢流失,這樣,bt密封圈的密封就會慢慢失效,也就是副密封不起作用。
處理方法:1、副密封泄漏的解決方法通過油管頭特殊四通上的注脂孔向bt 密封圈內(nèi)注入特氟隆,激發(fā)bt密封圈抱緊套管懸掛器,從而達到密封的作用。
2、主密封泄漏的解決方法主密封如果發(fā)生泄漏,可通過擰緊套管四通法蘭上的頂絲,使套管懸掛器向下移動,激發(fā)懸掛器上的方型密封膨脹,從而達到密封的目的。也可通過油管頭特殊四通下法蘭上的一個試壓孔注入大量的密封脂補償泄漏間隙。 通過a、b步驟以后,可通過油管頭特殊四通下法蘭上的一個試壓孔檢查主副密封的泄漏是否得到解決,如果得到解決,就可以對油管頭特殊四通下法蘭與套管四通上法蘭的連接螺栓進行擰緊,從而解決該兩法蘭之間的泄漏問題。
3、頂絲處泄漏頂絲處泄漏,說明懸掛器主密封或副密封出現(xiàn)了泄漏,也可能是主副密封都出現(xiàn)了泄漏,可能通過1.1處理方法后對頂絲密封圈進行更換。
4、維護與保養(yǎng)定期向bt密封圈內(nèi)注入密封脂(6個月一次),以保證bt密封圈能夠可靠密封。 定期檢查法蘭連接螺栓、頂絲壓帽是否松動,如有松動應立即擰緊。
手動節(jié)流閥的檢查與維護井口裝置上手動節(jié)流閥屬于易損件,世界各國、各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的節(jié)流閥都有一個共同的缺點,就是節(jié)流嘴容易被介質(zhì)沖刷而造成不能節(jié)流。在日常的生產(chǎn)中,我們要時刻觀察節(jié)流閥以下的壓力是否升高,如果井內(nèi)壓力未升高而節(jié)流閥下游的壓力升高,則說明節(jié)流閥的節(jié)流油嘴已被沖刷,此時就須更換節(jié)流閥或節(jié)流閥上的節(jié)流油嘴。以避免介質(zhì)壓力過高損壞節(jié)流閥以下的設(shè)備。 ?