《井口控制装置简介》PPT课件.ppt

一、术语及定义 1、采油（气）井口装置 在完井以后，用于控制油（ 气）井的流量和井口压力，开 、关以及井下作业时进行井口 操作用的装置。 俗称：采油数 执行：中华人民共和国石油天然气行业标准 SY 5156-93 备注：采油数仅为井口装置中的一部分 1)、额定工作压力为24.5MPa的采油（气）井口装置 型号 ：采油（气）井口装置 注水（入）井口装置 KY24.5/65 ； KY24.5/78KZ24.5/65 ； KZ24.5/78（不常用 ） 封井器与盘根盒 2 油管头 安装在最上层套管头的顶部或最小套管柱上的部 件，用来悬挂油管和密封油管与套管的环形空间。 油管头的组成 1)、额定工作压力为24.5MPa的油管头 3 采油树 安装在油管头的顶部的一套阀组部件，用来封闭 油管和控制流体流量。 在1994年以前，由于没有制定相关的国家或企业标准，故此 井口装置的代号及标注方法很不规范，基本上是随心所欲的其 产品进行标注。当时一直将井口装置叫采油数，一至于将采油 数的叫法延续至今。 采油树做为油田开采的地面井口控制 装置，多年来经过不断更新和完善，已基 本定型，就大庆油田80年代以前而言，由 自喷开采转向机械化开采20多年来，在抽 油机井上一直采用KY24.5/65(78)型井口控 制装置，这种控制装置也叫250型采油树。 随着油田的不断深入开发，生产测井 工作越发显得突出重要，进入80年后，油 田上为了解决生产状态下的环空测试问题 ，开始研究偏心采油树，在1987年油田上 研制成功了KY(P)16(14)/65型井口控制装 置，这种井口装置也叫偏型采油树，并 且在大庆油田抽油机井上开始广泛应用， 打破了250型采油树一统天下的格局，到目 前这种井口装置，在油田抽油机井上的应 用覆盖率已达到70%以上，从而解决了油 田上抽油机井正常生产时测井问题。 一、250型采油树及偏型采油树结构与特点 这种井口装置最早应用在自喷采油井上， 随着抽油机井的大面积地转上抽，它只作轻微 改动，便广泛应用到抽油机井上。 1 、250型采油树结构与特点 其特点是:井口装置采用卡箍 式连接，进口连接简单方便 ，配件易更换，承压能力高 （工作压力为24.5MPa、强度 试压49MPa）；油管挂密封 效果好（采用一道铜盘根、 两道胶皮盘根，锥体密封） 缺点：体积庞大笨重，质量 550kg，浪费1个总闸门。 2、偏型采油树结构与特点 这种井口装置，能够实现生产过程中的环空测试。 其结构特点：设计油管中 心与套管中心偏心距 18mm，油管挂采用四道 O型胶皮盘根直体密封， 油管挂下装有弹子盘可使 油管自由转动，工作压力 为16MPa、强度试压 50MPa，质量486kg。 缺点： 随着偏型采油树的大面积推广使用， 我们发现装有偏型采油树的抽油机井，第 一根油管经常在管挂丝扣连接处发生断裂, 并且测试过程中仪器遇卡时不易解卡、工作 中易发生油套串等问题，对其结构进行分析 ，发现该种井口装置存在以下问题： 1、由于油管与管挂的横截截面不同、刚度相差很大 ，同时管挂是坐在轴承上的，在工作时其螺纹丝扣处 于受压状态，而油管的螺纹却处于受拉状态，这样造 成油管、油管挂之间的变形协调性差，致使油管螺纹 连接处易发生疲劳断裂。 2、偏型采油树的油、套偏心距设计为18mm，不 适用于140mm套管，造成井下油管接箍与套管内 壁的干涉（干涉量0.9mm），使第一根油管根部产 生弯曲应力。 3、偏型采油树采用8128特轻型推力轴承，作业 时若不小心容易造成轴承的破损,但由于轴承安装 在四通底部，破损后又不易发现和更换，并且轴承 一旦损坏，还会增加油管丝扣的弯曲应力。 4、由于油管挂采用直体密封，上下密封圈尺寸相同 ，在施工作业时容易损坏管挂密封圈，至使密封效 果不好。 5、在偏型采油树中管挂与套管同心，当转动管挂 进行解卡操作时油管要以套管中心作圆周运动，故 油管接箍始终贴靠在套管的内壁上,不利于进行解卡 。 针对250型采油树及偏型采油树存在 的缺陷和不足，各采油厂及生产厂家都相 继开展技术攻关，研制出各自的新型井口 装置。 二、各种新型井口装置研制与应用 该种采油树是由采油四厂 与大庆石油管理局第二机 械厂共同研制的，在采油 四、五厂应用。它是在原 偏型采油树基础上进行 改进，底四通不变，上四 通与下四通采取二次偏心 设计，整体偏心距为 17mm（上四通与下四通 偏心距为5mm，油管中心 与挂体中心偏心距为 12mm），弹子盘型号加 大位置上移，使油管挂由 受压状态改为受拉状态， 但是仍存在以下问题下： 1、偏解卡型采油树 （1）采油树整体外形尺寸、重量，与原偏型采油 树基本一致，采油树附件多，安装不方便。 （2）油管挂仍采用直体密封，密封效果没有增加。 （3）上四通无法与目前不压井作业井口装置连接， 造成作业施工无法控制。 （4）由于油管中心与挂体中心偏心距设计为12mm ，同时还要保证挂体上部测试孔中心与光杆中心距离 为66mm，这样造成光杆接箍磨油管内壁。 2、多功能可转式偏心采油树 该采油树是由采油 六厂研制的，在采油六厂 应用。它也是在原偏型 采油树基础上进行改进， 将原弹子盘改为钢球，以 防止弹子盘损坏，平且单 子盘位置上移，使油管挂 由受压状态改为受拉状态 ，同时将下四通改成250 型采油树四通，以便转注 时不需更换井口，但是仍 存在以下问题： （1） 偏心距没有改变仍为18mm, 井下油管接 箍与套管内壁的干涉问题依然存在。 （2）油管挂仍采用直体密封，密封效果没有增 加。 （3）钢球上压盖与挂体采用焊接形式连接，强 度底，现场高压处理事故时，易造成挂体与钢 球上压盖脱离，使油管不能转动。 3、JFY-16-2型集成化解卡井口装置 该种采油树是由大庆市大同区试 通达油田应用技术开发中试厂研 制生产的，在采油七厂应用。这 种井口装置的最大特点是，将井 口闸门与采油树集成在一起，使 采油树整体缩小，结构严紧，在 偏心距设计上，同采油四厂的 偏解卡型采油树偏心距一样 ，上四通与下四通采取二次偏心 设计，整体偏心距为17mm（上 四通与下四通中心偏心距为5mm ，油管中心与挂体中心偏心距为 12mm），并且将弹子盘改为钢 球，同时依靠钢球支撑挂体，存 在问题是： （1）由于油管中心与挂体中心偏心距设计为 12mm，同时还要保证挂体上部测试孔中心与 光杆中心距离为66mm，这样造成光杆接箍磨 油管内壁。 （2）集成闸门一旦损坏后，更换不方便。 4 、JY-16-3型简易集成化井口装置 该种采油树是由大 庆市大同区试通达油田应 用技术开发中试厂研制生 产的，在采油七厂应用。 这种井口装置的最大特点 是，将井口闸门与采油树 集成在一起，它是针对 250型采油树笨重问题而 研制的一种简易井口装置 ，适应于非定点监测抽油 机井使用。 5、KYS-F全封闭防盗偏心采油树 该采油树是由二 厂机修厂生产的，以 往在采油一厂应用。 它将原2个四通体改 成1个六通体，特点 是整体小、重量轻、 节省材料，现场安装 简单方便，井口部件 全部采用防盗设计， 存在问题是： （1）设计偏心距为22mm，造成油管接箍与套管内壁 严重干涉，现场不能正常下井，后经调整将偏心距由 22mm改为18mm后，干涉问题依然存在。 （2）由于整体采用一次偏心设计，管挂与套管同 心，当转动管挂进行解卡操作时，油管以套管中心作 圆周运动，故油管接箍始终贴靠在套管的内壁上, 不 具备测试解卡功能 （3）油管挂仍采用直体密封，密封结构与原偏采 油树结构一样，密封效果没有增加。 （4）由于六通体上采用T260螺母连接，作业施工时 ，需要另行安装特殊法兰片后，才能与目前不压井作 业井口控制装置正常连接，给施工带来麻烦。 （5）由于六通体在用焊接方式完成，整体强度底 。 6、偏及偏-型采油树 该采油树是由采油二厂 我厂工程技术大队研制的， 其外观结构与采油四厂偏 解卡型采油树的外观结构基 本一致，但是其内部设计却 不一样，上四通与下四通也 采取二次偏心设计，整体偏 心距为17mm（上、下四通 与套管中心偏心距为3mm ，油管中心与挂体中心偏心 距为14mm），油管挂采用 直体台阶式密封，使密封效 果进一步增加。 工作原理：是抽油机在正常生产时，井下油管与套管 的偏心距为11mm使油管接箍与套管内壁之间保持 6 .1mm间隙，保证井下油管不产生弯曲应力。在测试 时将油管挂转动1800，井下油管与套管可产生17mm的 偏心距，使油管接箍紧贴套管内壁一侧，并保持 0.1mm间隙，保证测试仪器顺利起下。2000年我们在 偏型采油树基础上，研制了偏-型采油树，这种 采油树整体采用六通体设计，一次铸造成型，内部采 用二次偏心设计，井口主体上采取法兰连接，通过变 径钢圈可实现与现有不压井工具正常连接。 三、各种新型井口装置综合技术指标及价格 目前新型井口装置综合技术指标及价格表 序 号 类型 工作 压力 MPa 强度 试验 MPa 总体 高度 m 总体 重量 kg 销售 价格 元 1 偏解卡型采油树 14281.7528 8500 2多功能可转式偏心采油 树 25501.7530 8500 3JFY-16-2型集成化解卡 井口装置 16321.2200 7900 4JY-16-3型简易集成化井 口装置 16321.0180 7900 5KYS-F全封闭防盗偏心 采油树 16321.2180 7600 6偏-型采油树 25491.2230 8000 结论： 对于非定点抽油机监测井，特别是高产、大泵井 ，应尽可能地才用250型井口装置，并且建议在使用 250型井口装置时，应选用防盗式闸门，可同时去掉总 闸门