海上井口装置构成及配套设施.ppt

海上井口装置构海上井口装置构 成及配套设施成及配套设施 2 目 录 井口装置介绍 井口控制盘 安全阀结构及作用 定压放气阀工作原理及其操作方法 3 油井井口装置包括： 套管头、套管四通、油管头、油管四通、生产主阀、地面安全主阀、生 产翼阀、生产安全翼阀、油嘴、套管阀、生产服务翼阀、套管服务翼阀、定 压放气阀、油压表、套压表、回压表、温度表、高低压开关、防腐挂片以及 相关配件工具（详情见照片）； 主要作用： 在正常生产时，通过调节油嘴的开度来控制单井产量；通过井口的仪表来观 察油、气井的井口压力、井口温度。 井口装置也为井下钢丝作业及修井作业等顺利进行提供保障条件。 控制生产井的正常开井、关井，以及在应急情况下通过油嘴、地面安全阀和 （或）井下安全阀关断井流，以保障下游设施及人员安全。 井口装置介绍 4 井口装置介绍-采油树 采油树通常各地方生产也不尽相同如兰州石油机械厂制造 材质不锈钢 额定压力 35mpag（5000psi） 公称通径 垂直通径80mm （3 1/8） 水平通径52mm （2 1/16） 额定温度 29121 5 套管四通 油管四通 井口装置介绍-采油树 6 采油树的组成采油树的组成-套管头四通套管头四通 7 二次激励密封 采油树的组成采油树的组成-油管头四通油管头四通 8 二次激励密封 采油树的组成采油树的组成-油管头四通油管头四通 9 采油树的组成采油树的组成-油管挂油管挂 10 采油树的组成采油树的组成-闸板阀闸板阀 11 采油树的组成采油树的组成-油嘴油嘴 定位销 调节手柄 压盖 针型阀芯 12 采油树部件 采油树帽油压表 清蜡阀 生产翼阀 生产翼安全阀 生产主安全阀 生产主阀 13 回压表高低压开关 套压表 采油树部件 14 采油树部件-电缆穿透器 电缆穿透器 电潜泵动力电缆 15 采油树部件-防腐挂片 防腐挂片装置 16 巡检注意事项 n 井口盘日常巡检中需注意检查各井口控制回路，尤其是液压回 路的压力变化情况，确保压力始终保持在正常压力范围。 如 果有压力异常，及时通知仪表工进行处理。 n 注意采油树各阀门状态以及各个压力表显示是否正常，有无渗 漏。 n 过电缆穿透器、定压放气阀、注脂单流阀等处有无渗漏。 n 注意井口盘易熔塞回路压力。 n 注意安全阀液压油管线有无渗漏及井口盘液压油液位。 n 油嘴有无震动，是否在正常位置。 17 目 录 井口装置介绍 井口控制盘 安全阀结构及作用 定压放气阀工作原理及其操作方法 18 井口控制盘简介 n 井口控制盘是油田生产中的重要设备；主要用来控制采油树的翼安 全阀、主安全阀、井下安全阀和过电缆封隔器放气阀。另外还兼具 紧急关停控制、采油树易熔塞回路控制等。 n 井口控制盘的控制回路分为气动控制回路和液压控制回路。 n 气动控制回路包括：紧急关停手动站回路、易熔塞回路、每口井的 压力开关回路、内部逻辑控制回路。 n 液压控制回路是对每口井的翼安全阀、主安全阀和井下安全阀实施 控制的液压回路。液压控制回路的液压由井口控制盘内部的两台气 动液压泵提供。 n 现在有些平台井口控制盘设计为抽屉式结构，即每口井对应一个抽 屉，每个抽屉为一个独立的控制单元，具有完善的控制功能。分为 公用模块、单井模块两大部分。 19 井口控制盘简介 20 井口控制盘简介 仪表气压力减压后的调整压力控制盘压力 esd回路压力易熔塞回路压力 导通充气按钮 esd、易熔塞回路测试按钮 井下安全阀总开关 井上安全阀总开关 21 井口控制盘简介 22 井口控制盘简介 井上安全阀液压 泵出口压力 井下安全阀液压 泵出口压力 液压泵出口压力 调节旋钮 23 井口控制盘简介 24 井口控制盘简介 井下安全阀压力井下安全阀压力 正常压力正常压力2600026000 kpa 主安全阀压力主安全阀压力 正常压力正常压力1800018000 kpa 翼安全阀压力翼安全阀压力 正常压力正常压力1800018000 kpa 旁通钮旁通钮 油管高低压开关油管高低压开关 报报 警指示灯警指示灯 对应的各安全阀按钮 25 井口控制盘-关断原理 n esd紧急关停（esd station）控制：平台在井口区设有三个紧急 关停手动站。当紧急关停手动站动作，井口盘esd控制压力被泄空， 并将信号传送到中控进行显示、报警、产生平台紧急关停，井口盘 立即关闭所有井的翼安全阀（wssv）、主安全阀（mssv）和井下 安全阀（scssv）。 n 易熔塞回路控制：井口区设有一个易熔塞回路，当井口区发生火灾 或温度高于易熔塞的设定温度（78）时，易熔塞熔化，易熔塞回 路泄压，并将信号传给火灾盘，火灾盘报警并启动井口区喷淋阀。 同时，火灾盘向中控系统发送信号，中控系统产生平台二级关断； 井口控制盘关闭所有井的翼安全阀、主安全阀和井下安全阀。 n 每口井油管上都设有压力开关；当管线内压力高于高压开关压力开 关设定值或低于低压开关压力开关设定值时，井口控制盘内气动信 号开关动作，将信号送至中控显示报警，关闭该井翼安全阀和主安 全阀。 26 井口控制盘-关断原理 拔出产生关断 27 井口控制盘-关断原理 易熔塞 28 井口控制盘-关断原理 高低压开关 29 井口控制盘-巡检注意事项 井口控制盘仪表气压力，esd回路与易熔塞回路压力。 液压油箱液位 液压油泵出口压力 各井的各个安全阀液压油压力 液压油泵有无频繁打压现象 液压油管线有无泄漏现象 旁通钮是否打到服务状态 30 井口控制盘-常见故障 井口控制盘频繁打压 液压油管线有泄漏 液压油管线单流阀故障 单井模块液压油管线安全阀泄漏 液压泵压力设定值偏高超过液压油管线安全阀 冬天温度降低，液压油流动性降低，液压油之间产生空隙 31 目 录 井口装置介绍 井口控制盘 安全阀结构及作用 定压放气阀工作原理及其操作方法 32 安全阀概述 n 井口装置安全阀由井下安全阀（scssv）、地面主安全阀(mssv)、地面翼 安全阀(wssv)三种。 n 作用：保证油、气井安全生产和正常操作的重要安全控制部件。 n 安全阀的选择要考虑以下几点： 内部通径与接头的匹配，必须考虑到符合钢丝作业的要求； 有足够的耐压耐温等级； 对含酸性气体的油、气井要考虑耐腐蚀能力； 抗冲蚀能力强，在速度变化点和弯头处要加强强度，避免急剧拐弯； 采油树上的地面主安全阀必须是失效关闭式的，同时能靠其自身的关闭力 切断井内的钢丝； 33 n 为了防止在关井时顺序错误，或者误操作，以及防止关井时产生 过大压差，平台井下安全阀关闭设有延时程序：安全阀关闭会在 井口盘按钮按下一段时间后泄压关闭。时间大概为45s。 安全阀概述 34 按下手动杆关闭井下安全阀、主安全阀和翼安全阀； 拔出手动杆则打开各个安全阀。 1 1 关井顺序 2 2 3 3 开井顺序 3 3 2 2 1 1 安全阀开关顺序 35 地面安全阀 n 地面主安全阀和地面翼安全阀的阀体一般都采用闸阀，并且对闸板采用 不平衡设计，使得当采油树带压时，原油、天然气压力作用在闸板的一 边，形成关闭闸阀的力，帮助阀门的关闭。 n 阀门的驱动装置为活塞式，在活塞的一边装有弹簧，另一边是液压腔室 。当液压油泵入液压腔室，推动活塞压缩弹簧，阀门即被打开；当液压 油被释放时，弹簧的弹力或压缩惰性气体的压力将推动活塞关闭阀门。 n 对地面主安全阀来说，推动活塞关闭阀门的力必须足够大，能够在钢丝 作业进行时，需要紧急关井的情况下切断井内的钢丝或电缆。地面主安 全阀和地面翼安全阀只工作在全开或全关状态，不能用来调节井流。 36 地面安全阀 n 工作原理： 地面安全阀是利用远程动力源控制系统的开关，控制阀门的 驱动装置，带动驱动杆使阀板和阀座通孔的位置发生变化，用来 切断和导通阀门的通道，进而控制通道内的石油、天然气、泥浆 等可流动介质的截止和导通。 37 c 型 液 动 触 动 器 与 闸 阀 安全阀的组成安全阀的组成(ssv)(ssv) 动力液压管线 丝扣保护罩 38 井下安全阀 n 井下安全阀一般采用地面液压控制的活瓣式阀门，活瓣用螺旋弹簧固定在常 闭位置。活瓣关闭时井流就被截断，活瓣可以从地面用液压通过控制管线开 关。 n 井下安全阀可分为油管回收式和钢丝回收式，油管回收式的井下安全阀内径 与油管等径，它的优点是内径大，不会影响井的产量，缺点是故障后不能用 钢丝作业取出。钢丝回收式的井下安全阀套装在油管内部，可以用钢丝作业 取出和安放，便于检查和维修，但它的内径比油管要小，会影响产量。 n 井下安全阀也分为带自平衡压力式和不带自平衡压力式，带自平衡压力式的 井下安全阀活瓣上有一个小孔，在开井时井下安全阀能自动平衡活瓣上下部 的压力，因此开安全阀时不需再人工平衡压力，对不带自平衡压力的井下安 全阀，打开前可能需要人工平衡其活瓣上下部的压力。 n 有些平台的井下安全阀为不带自平衡压力式（油管回收式）安全阀。 39 井下安全阀的作用 n 井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，如海上生产设施 发生火警、管线破裂、发生不可抗拒的自然灾害，如地震、冰情 、强台风等非正常情况时，能紧急自动关闭，实现井中流体的流 动控制，是海上完井管柱极为重要的组成部分。平台发生灾难时 的最后一道保护。 40 井下安全阀打开操作规程 n 检查所有排放阀，放空阀，翼安全阀，油嘴，清蜡阀，套管阀，井 下安全阀关闭。 n 检查井口盘，中控系统，仪表系统处于可用状态。 n 打开主阀，清蜡阀，导通压井管线流程和柴油管线流程。 n 启动压井泵，挤入柴油，观察排出压力，一般挤入柴油量不得超过 安全阀以上油管内容积的1.5倍。 n 从井口盘上打开该井井下安全阀，观察该井井下阀液压表压力指示 情况，发现波动，并可发现井口压力升高，证明该井井下安全阀已 打开。 n 记录相关数据。 41 目 录 井口装置介绍 井口控制盘 安全阀结构及作用 定压放气阀工作原理及其操作方法 42 概 述 n 定压放气阀是油井套管自动泄压装置。利用调节手柄，使阀杆带 动阀针作上下运动，使阀针与阀座之间的间隙大小发生变化，进 而控制通道内的天然气流量的作用； n 定压放气阀的工作原理和结构的特点，旋转阀杆使阀针作上下运 动与阀座的间隙大小发生变化，进而控制阀门内流动介质的流量 ，因此阀门的操作的正确与否是决定阀门密封性能调节性能和操 作的灵活性的是很重要的。 43 概 述 调节手柄 压帽 44 工作原理及结构关系式 p弹簧：弹簧产生的压力 p回压：生产流程或火炬流程的压力 p套压：套管压力 临界条件：p弹簧p回压p套压 当p套压p弹簧p回压时，定压放气阀处于开启状态，套管排气； 当p套压p弹簧p回压时，定压放气阀处于关闭状态。 45 定压放气阀生产调试 1.调试定压放气阀之前先将其完全关闭，确认套管压力表工作正 常后，将定压放气阀出口端球阀和其进口端套管翼阀打开。 2.缓慢旋转压力调节手柄，开启（逆时针旋转压力调节手柄）定 压放气阀，压力调节手柄旋转一圈后，定压放气阀的起跳压力为 4mpa，随后每开启一圈起跳压力下降0.4-0.6mpa。 3.旋转压力调节手柄，将其起跳压力调至该井设定套压值处，稳 定20分钟。如套压高于该井设定套压，继续开启放气阀。 4.如套压高于该井设定套压，开启放气阀半圈，否则关放气阀半 圈，稳定20分钟。 46 定压放气阀生产调试 5.如套压仍高于该井设定套压，重复第4步，当套压稳定在设定 套压后，该井定压放气阀调节完毕。注意：因流程回压不同，或 者各井套管气量大小不一，在设定套压相同情况下，各井压力调 节杆开启圈数亦不同。 6.对于套压较高的井（套压5mpa）,调试时要分步调节。每次调 节使套压下降0.5mpa，稳定20分钟，待流程稳定后，继续进行。 避免影响流程，尽量减少因套管放气产生压力波动，导致流程高 压报警等事件发生。 7.所有井在调试后，由于放气流程的不稳定，可能会引起调节后 的套压与设计套压有偏差，需要对定压放气阀进行进一步调节（ 执行第四步）。 47 定压放气阀维护 n 定压放气阀在工作的过程中，密封件长期在套管气的冲击、腐蚀 下可能会被损坏，导致其密封性能逐渐下降。破坏比较严重时会 失去其密封性能，使定压放气阀漏气。发现漏气，及时关闭定压 放气阀两端的阀门，泄压后打开压帽，取出密封件进行更换。更 换后，按照“定压放气阀生产调试”操作规程重新调试。 n 在平时检查的过程中，如果发现定压放气阀调节能力失去作用， 不能按要求控制套管压力，需要更换定压放气阀的压力调节弹簧 。关闭定压放气阀两端的阀门，泄压后，打开压帽，取出弹簧进 行更换。更换后，按照“定压放气阀生产调试”操作规程重新调试 。 48 常见问题及处理办法 n 压帽处漏气，可适当上紧定压放气阀压帽，如漏气问题仍存在则需 拆卸定压放气阀更换“v”型盘根。 n 在套管产气量较大的油井会出现定压放气阀处于常开状态，这是由 于阀杆起跳后在后续套管气冲击下处于“悬浮”状态，弹簧推力与 套管气向上的作用力达到平衡，在此状态下定压放气阀通过节流使 套管气保持一定的压力。遇到该情况可通过适当调节放气阀开度， 观察其压力是否随之变化，如有变化证明放气阀工作正常。