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文档简介
连续油管培训资料目 录一、连续油管设备2二、HS80型连续油管30三、连续油管作业安全操作规范36四、连续油管作业技术规程47五、车载式连续油管设备操作规程56六、提高连续油管井控安全的新规程62七、控制管串疲劳延长连续油管使用寿命68八、液压传动71一、连续油管设备1.1 连续油管技术发展综述 连续油管起源于二次世界大战期间的海底管线工程,自60年代初,连续油管作业技术开始在石油工业中应用。现代科学技术的发展,有利地推动了连续油管作业技术的发展与进步,经过近半个世纪的不懈努力,到90年代,连续油管作业装置被誉为“万能作业”设备,广泛应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业,在油气田勘探与开展中发挥着越来越重要的作用。 综观世界连续油管作业技术的发展已经历了三个大的发展阶段:从60年代到70年代,为连续油管技术的产生与探索阶段。由于连续油管本身的强度及技术的不完善性,作业事故频繁发生,安全可靠性差,仅用来进行洗井、打捞等简单的修井作业;80年代是连续油管技术发生重大转折的关键时期。连续油管制造工艺的重大革新,使得连续油管工作性能从根本上得以改善,给连续油管技术重新注人了生命力,并扩大了其应用范围;90年代可以说是连续油管作业技术成熟的年代。工艺技术的改进与完善,特别是连续油管作业井下工具的研制,有利地促进了该技术向更广泛的应用领域扩展。 随着各个领域内的研究与技术进步,以及人们对连续油管认识程度的提高,连续油管作业作为一种相对较为新颖的油气井作业方式,设备数量和应用范围不断呈增加趋势。根据斯仑贝谢及道维尔公司1993年统计结果,1992年在世界上有533套连续油管作业设备,其中南美245套、欧洲90套、北美59套、远东54套、中东55套、非州30套。1993年增加到561套,约增加5。另据初步估计,连续油管的销售量在1992年到1993年期间上升了21。据不完全资料统计表明,目前我国已有15台以上的连续油管设备,主要用于修井作业。 与常规作业方式相比,连续油管作业具有节约成本、简单省时、安全可靠等优点,目前已广泛应用于油田修井、钻井、完井、测井、增产作业等。利用连续油管作业装置,可以大大减小钻机费用和作业时间,与传统的修井作业相比,可节省5070的费用。连续油管与传统的接头油管柱相比具有节省起下作业管柱的时间、消除上卸单根的繁重劳动、连续灵活地向井下循环工作液、能减小地层伤害和安全可靠、利润高、用途更广等优点。连续油管目前的绝大多数应用主要是修井和挤水泥作业。连续油管用于修井时,一半以上用于洗井,包括除砂、除垢、清蜡及清除有机沉淀物等,在此方面的应用,连续油管具有显著的特点。1.2 连续油管及设备发展简况 现代连续油管工业的起源可追溯到1944年6月,于二战期间“诺曼底登陆”之前进行的跨越英吉利海峡的海底管线工程(PLUTO),总共在海峡内铺设了23条管线,用于为同盟国部队解放欧洲被占领土的战斗提供能源。管线的内径为76.20 mm(3in),预先制成约长1 219.2 m小段,通过焊接对接在一直起并卷绕在直径为12.2 m的轮毂上,用浮筒支撑浮在海面上,由海底电缆敷设船拖曳运送。23条管线中有17条长30英里,其余6条长70英里。 远在40年代末,有关连续油管或电缆的作业许多发明就已申请专利,并且利用连续的外包金属线尼龙软管进行钻井的思路也已申请专利。直到50年代,这些专利才被批准。在当时有关这种装置的制造和应用情况尚无记载。 现代连续油管注人头的设计可追溯到60年代初,美国的Bowen公司研制了一种垂直反向旋转的链条牵引装置,称为AN Bra18A天线传送系统,为潜水艇下潜时使雷达天线伸出海面而设计的。该系统能够在水下182.88 m深度处展开直径为15.875 mm(58 in)聚乙烯压缩成形的黄铜线,在链条间安放有纤维再增强酚鞍形卡块,卡块开口与天线外轮廓相匹配,以便于卡紧天线,天线卷筒安放在注入头下面,以便天线的展开与回收。该系统的基本设计原理为Bowen公司连续油管注入头系统的建立提供了技术设计思路。 1962年,California石油公司与Bowen工具公司研制出了第一台试验样机,叫“连续油管轻便修井机”,用于墨西哥湾岸区油井的冲洗砂堵试验,这种原始的“Unit No.1”注人头设计采用垂直反向旋转链条驱动系统,当时所用连续油管外径为33.40 mm(1.315in)。可承受的地面载荷达13608 kg,滚筒筒芯直径为2.743 m,滚筒上装有旋转接头以保证在整个修井过程中能够连续向井下泵送液体。滚筒上能够装载15.24 m厚的连续管线,总长可达4572m。 从1963年中期到1964年,在美国南路易斯安那州陆上及海上油井进行了多次清砂和井下安全阀打捞试验。当时California石油公司提供给路易斯安那州的设备叫“卷管”,在以后几年内,利用该设备以及33.40 mm连续油管多次成功地进行了同心修井作业。 在1964年,Brown石油工具公司与ESSO公司在原有注入系统基础上加以改进,提出了新的连续油管注入系统。根据新设计思路,要求连续油管沿着一个三角槽轮运动,并用弧形链滚机构固定。将弧形链滚与鞍形卡块锻制在一起,和Bowen链条相似,将油管卡紧在滚轮上。注入机构固定在一个轻便的液压支架上,并通过支架将链条驱动机构悬挂在井眼正上方。这种装置设计用于操纵19 .05 mm(3/4in)的连续油管,并在陆上和海上冲砂作业中服务了许多年。 1987年,Brown公司推出一种比Bowen公司原有注人头尺寸小的注入系统,用于操纵12.7 mm(1/2in)的连续油管,并租借给NOWSCO公司进行用氮气洗井作业。由于此项作业功能的实现,NOWSCO公司与Bowen公司签定合同,研制12台“5M”连续油管装置,用于操作2267 kg的12.7 mm连续油管。在1968年末,Bowen公司研制出“8M”连续油管注入头,设计用于起下重3631.3kg的19.05mm连续油管柱。 从60年代末到70年代初,Bowen公司和Brown公司都对各自的连续油管装置进行了许多改进。当时现场应用的连续油管外径已达25 4 mm(1in)。70年代初,石油天然气工业应用各种连续油管作业装置的数量迅速增加,约有200多台连续油管作业机应用于世界各地,进行洗井和氮气举升作业。这一阶段是连续油管发展与探索阶段,当时所用的连续油管直径较小,主要用于浅井的作业。连续油管所用材料为屈服强度为344.7 MPa的高强度低合金钢,由钢带滚轧直焊缝焊接而成,管段长为76.2m。 在70年代初,随着连续油管作业扩展到深井、以及作业要求更高的井中时,由于管材强度低、对接焊缝多,连续油管不能承受深井作业时的压力及拉力载荷,连续油管焊缝破坏、落井事故明显增多,同时作业中发生的机械故障也很频繁,连续油管作业成功率低、可靠性与安全性差的名声一直伴随连续油管发展许多年。 到70年代末,另外几家连续油管制造公司UniFlex公司、Hydra Rig公司及Otis工程公司都提出了类似于Bowen公司的注入头设计系统。1975年,UniFlex的注人头设计改进了原先的鞍形卡块链条系统,并增加了电机驱动功能。Uni-Flex的注入头的几项功能对于以后的大多数公司都有重要影响,然而到1978年,所有Uni-Flex和Brown公司类似结构的连续油管注人系统都停止使用。 70年代末到80年代初,美国几家公司如Bowen公司、Hydra Rig公司及Otis工程公司对于连续油管作业机的设计与维护程序进行了大量的改进,成功地改善了地面施工设备的性能及可靠性,显著降低了设备损坏率。尽管地面设备的改进增加了连续油管作业的可靠性,但重大改进在于连续油管新的加工工艺及质量控制技术的引入。1979年到1978年,美国两家主要的连续油管制造商对连续油管的制造工艺进行了重大改进,使钢带长度由原来的76.2 m提高到457.8m,使对焊接缝减少了六分之五,并在钢带滚轧、焊接成管后进行消除应力集中的热处理,提高了连续油管的使用性能,并于1978年开发出了31.75 mm(11/4in)的连续油管。80年代是连续油管工艺的转折点1980年美国的Southwestern Pipe Inc公司首先引入屈服强度为482.58MPa的高强度低合金钢用于滚轧连续管,1983年Qaulity Tubing Inc开始采用日本的914.4m的卷钢板,使连续油管的对接焊缝减小了一半。80年代后期,该公司又改进了管柱焊接工艺,简化掉了管端对焊工序,首先用斜焊缝技术将钢带连接成长钢带,然后滚轧成整根的连续管,从而分散了焊接影响区,提高了连续油管的疲劳强度和使用寿命。1985年,一种新型注入头研制成功,用于控制2590.8m长的19.05mm(3/4in)连续油管进行操作,注人头应用了与Brown注入头相似的大型槽状驱动轮牵引油管进行起下作业,但它用滚轮替代了弧形链轮驱动系统,这种重大的改进便于更大尺寸连续油管的使用及作业能力的提高。80年代连续油管管材和制造工艺的改善以及设备的改进,使大直径连续油管使用成为可能,连续油管技术进入了新的作业领域。80年代后期,38.1mm(11/2in)和44.45mm(13/4in)连续油管制造成功。1990年,第一根50.8mm(2in)连续油管用于完井中,1 992年1月,60.325 mm(23/8in)连续油管问世,1992年秋,首条88.9 mm(31/2in)的连续油管在墨西哥湾用作出油管道,1993年3月,在阿拉斯加的北坡探井测试时采用了88 .9 mm(31/2in)的连续油管,114.3 mm(41/2in)连续油管于1994年开发。从1992年到1993年,连续油管作业装置由533台上升到561台,增加了5。同时连续油管的销售量提高了21。1992年是连续油管工业30周年纪念日,它标志着连续油管技术走向成熟的开端,其应用正在不断向横向和纵深发展。伴随连续油管作业井下工具的竞相问世,到目前,连续油管作业作为一项省时、省钱、安全可靠的先进技术,广泛应用于世界油田的勘探与开发技术服务中。1.3 连续油管作业机构成许多制造公司推出各种工业用的连续油管作业机,目前占主体地位的连续油管装置大多数采用垂直反向旋转的链条驱动注入头,下面对连续油管装置的主要组成构件加以介绍。连续油管作业机是可移动式的液压驱动的连续油管起下、运输设备,其基本功能是在进行连续油管作业时,向井内起下连续油管柱,作业完将起出的连续油管卷绕在卷筒上以便运输。适用于外径为19.05 mm(3/4 in)60.325 mm(23/8in)的连续油管。主要设备构成元件有: 连续油管注入头; 连续油管卷筒; 井口防喷器组; 液压动力系统; 控制台。图1 连续油管作业机组成示意图1.3.1 连续油管注入头注人头或称为牵引起下设备,其基本功能有: 克服连续油管在井筒内的浮力及摩擦力把油管压入井内; 在不同井况下控制连续油管的下井速度; 悬挂油管和加快从井内起出油管的速度。作业时,连续油管柱下端部可以是开口,也可连接井下工具或其它装置。图2注入头及防喷器 注入头及链条牵引总成剖面注人头由油管导向架、链条牵引总成和防喷盒组成。链条牵引总成是通过液压驱动反向旋转的双链条夹持油管起下机构,两条牵引链条的驱动链轮分别由两台旋转方向相反的液压马达传动,在牵引链条的外侧嵌装内锁式鞍状油管卡子,其轮廓与连续油管的周边线一致,通过一系列的液压压辊使管卡压紧在油管上,以产生所需的摩擦牵引力。注入头顶部装有油管导向架,用于牵引连续油管从滚筒到链条牵引总成的导入与导出。它是由一系列与架垂直的滚子组成的弧形架,其弯曲半径约等于滚筒直径。通常对于3l.75mm(11/4in)和38.10 mm(11/2in)连续油管,弯曲半径约为1.51.8m,对于44.45 mm(13/4in)和50.80mm(2in)连续油管,最小弯曲半径为2.134m。注入头底部,沿连续油管中心线装有液压控制的防喷盒,内有拼合式弹性元件,当油管通过时压紧油管,使连续油管的外环空与地面隔离。防喷盒最小工作压力为34.47 MPa,一般设计工作达68.95 MPa。当条形橡胶刮片在工作中磨损损坏后,即便连续油管悬挂在井内也可更换。注入头底部还装有载荷传感器,其信号传到控制台,指示油管重量和提升力。在连续油管传送井下工具时,还可使用双作用式传感器指示作用于连续油管上的轴向上冲力。注人头可用伸缩式支架和一种称为Jack架的液压起重装置两种方式安装在井口正上方,伸缩支架一般用于注入头高度受到限制或井口设计不能满足液压起升装置使用条件时。使用伸缩架时,要将支架腿上端插入注入头周边的四个槽内,待高度调整好后插入销钉固定,以进一步提高支架的稳定性。在安装平面上无障碍的条件下(如海上平台),建议采用Jack液压起重装置,当将高度调整到预定高度后,将四条腿用销钉固定,并通过举升底座周边将注入头重量分配到地面各处。使用该装置的优点在于稳定性和安全性更强。注意应避免使起重装置在纵向上处于严重超载状态。无论采用哪种固定方式,都要用索紧绳将注入头牢牢固定在地面上,并保证至少有一条在注入头前部对准滚筒处,另外两条在背后。同时为了尽量减小井口装置的振动,索绳不能系在井口和采油树上。1.3.2 滚筒滚筒由筒芯和边凸缘组成,相应于外径为25.40 mm(1in)和31.75 mm(11/4in)的连续油管,筒芯直径为1.5241.828 m,边凸缘直径为2.743 m,可卷绕长度分别为7925 m和6706 m,其它尺寸油管的卷绕能力取决于筒芯直径的大小。图3 连续油管滚筒滚筒轴是空心的,中间用高压堵头隔离开,轴的一端装有高压气液旋转接头,连续油管经由空心轴与该接头相连,并通过它连接到液体或气体泵送装置上这样在整个作业期间可实现连续的泵送和循环。在连续油管与滚筒间安装有一个68.95 MPa的旋塞阀,以备遇到紧急情况时将连续油管与地面泵注设备隔离。除泵送液体外,连续油管还可用于电缆作业,电缆穿入连续油管内一起下于井内。类似于液体旋转接头的连接方式,空心轴的另一端安装有旋转电接头,电接头与轴中间的高压堵头有多芯电缆连接,电缆的首端与高压堵头相连以传输电信号。滚筒的转动由液压马达控制,液压马达的作用是在连续油管起下时在油管上保持一定的拉力使其紧绕在滚筒上。滚筒前上方装有排管器以使油管有序地缠绕在滚筒上,且装有计数器以计量连续油管下入和起出长度。另外在滚筒上装有液压驱动或块式刹车,其基本功能是当连续油管在滚筒与链条牵引总成问发生断裂时制动滚筒。刹车并非用于防止连续油管的无控制发放,而是施加一定的阻力使滚筒停止转动。许多作业机在液压驱动系统内装有一个装置给滚筒施加一定反向拉力使其减速;另外的作业机则应用块式刹车系统,通过液压给滚筒轮毂外缘施加压力使滚筒制动。1.3.3 井口防喷器组防喷器组是连续油管作业机的重要组成部分,所有连续油管作业中都应安装。该装置包括四套液压驱动的防喷器芯子,一般最小工作压力为68.95MPa,部分旧式作业机仅能承受34.47MPa密封压力。四套芯子自上而下排列为:全封芯子、油管剪断芯子、卡瓦芯子和不压井作业芯子(油管芯子)。全封芯子用于井失控时在地面封井,芯子的弹性密封元件彼此压紧实现全封闭式密封,全封时油管或其它物件不得穿过芯座。应注意,全封芯子只是设计用于封住来自井下的压力。油管剪断芯子用于防喷器以下的油管卡死时或有其它需要(如作为生产管柱或虹吸管悬挂)时机械剪断油管。在需要剪断时,剪切板围拢油管并加压,使油管受剪切而断开。卡瓦芯子上装有单向齿,用于支撑管柱重量。另外当卡瓦关闭时,芯子内缘与连续油管外缘紧紧压实将管于固定,以防止井内高压把油管从井内冲出。油管芯子或称不压井作业芯子,其密封弹性元件尺寸与油管外径相匹配。当芯子关闭时,把油管外环空与大气隔离。在剪断芯子与油管芯子间装有法兰出口,用于井失控时压井用。将一个与防喷器最大承载(一般为68.95 MPa)相匹配的阀门通过螺丝连接到法兰上,并用高压管线连接到压井管线上。如果需要,通过该阀可以建立液体的循环或反循环。但应注意通过压井管线建立反循环时,由于返出液中含有固体颗粒、岩屑等机械杂质,会影响芯子的效能。在修井作业时,需要使井筒和地面建立液体反循环(固体颗粒或岩屑的冲洗、酸洗等),建议在防喷器组下安装一个排液三通,用于向地面返出循环液,三通上装配有高压隔离阀门。所有防喷器内部,全封芯子和油管芯子都有水眼,以在各种压力下使芯子处于压力平衡状态,提高操作灵活性。防喷嘴组的顶端用油壬与填料盒连接,其底座用“O”形圈或油壬与排液三通或采油树连接。1.3.4 液压动力装置液压动力系统用来控制作业机全部元件的动作,其操作能力取决于液压元件的综合要求。对特定作业机,基本的动力装置有用于陆上的动力输出系统和自给式海上制动系统。大多数连续油管作业机的标准动力系统是柴油机和水力泵。图4 液压动力装置1.3.5 控制台控制台的设计多种多样,但大多都立足于远程控制,可以安装在仪表车上或固定在某一装置上,仪表车可根据需要停放在井场上。控制台上装有全部仪表、开关等,用以监测和控制连续油管作业机所有装置的操作。利用控制屏操纵卷筒和注入头马达,确定油管的运行方向和操作速度,另外利用安装在控制台上的控制系统,还可操纵链条牵引总成、刮泥器、防喷器组的动作。图5 操作平台1.3.6附加设备除以上介绍的主要部件外,为了满足各种修井作业的需要,还需配备其它专用的地面设备,如液泵、氮气泵、储液罐和管线等。1.4 HR10M型连续油管作业机组技术规格1.4.1外形尺寸主车:11.47m2.46m4.13m辅车:11.68m2.64m4.09m1.4.2总质量主车总质量:30000Kg辅车总质量:26360Kg1.4.3车型和发动机Kenworth C560K型CAT3406C柴油机(350马力、2100转/分)1.4.4注入头型号:HR440B重量:净重3856(带鹅颈管和自封4309)外形尺寸:3.76m2.36m4.07m(带鹅颈管和防喷器)最大起下速度:高档:79m/min;低档:40m/min额定驱动压力下提升力:高档: 13608(30000Lb);低档: 27216(60000Lb)注入头链条:型号:ANSI200长度:3.43m(60节)适用油管尺寸:24.560mm (12.375in)最大链条外张紧力:3.4MPa(500Psi)建议链条操作外张紧力:0.7MPa(100Psi)最大内张紧力:17.2MPa(2500Psi)1.4.5滚筒容量:31.75mm连续油管5300m38.1mm连续油管3400m外形尺寸:3.48m2.24m3.07m适用油管:24.550.8mm(12in)1.4.6防喷器型号:EH34-L349,抗硫外形尺寸:4.90m11.90m14.80m承压:70MPa1.4.7防喷盒型号:3.06,10M,边门式外形尺寸:50cm105cm(安装高度870cm)1.4.8防喷管通径:71.16mm外径:115.7mm长度:2.44m(8ft),1.83m (6ft),1.22m (4ft)1.4.9液吊型号:National系列600C最大起重重量:15422(34000Lbs)旋转角范围:360o1.4.10 3.06边门式防喷盒(l) 特点TOT公司.0边门式放喷盒是为在油气井用于封隔连续油管的,液压控制增能器挤压推动隔离活塞,油管从隔离活塞孔中通过,平衡调节器通过液压腔作用活塞使封隔芯从井口隔离,阻拦井内压力的冲击,工作压力70MPa。独特的联锁封隔芯设计提高了性能,延长了铜芯的使用寿命。更换封隔芯比较容易,突出的优点是油管在井内时从边门就可更换封隔芯。密封液缸为双作用长冲程,这种结构允许操作者使用液压泵推动,抵御在系统上的隔离压力,并能完会收回,显露出容易替换的封隔芯。我们选用的TOT边门放喷盒有抗腐防H2S功能。适合用于直径2.375以内连续油管。只需较低液压就能密封连续油管。底部单螺纹接头可以快速、简便地适应其它连接接头。(2) 抗H2S功能用氟化橡胶和聚合物合成的封隔芯执行API NACE MR-01-75。密封和封隔芯可以在较高温度下工作,操作温度范围是-20143。(3) 操作参考图2-2(DSH4-T003)。图2-1 防喷盒结构图边门有两个独立的液压系统。主系统控制活塞运动以密封连续油管周围。该系统开口位置在下法兰(收缩)上且在下法兰下(密封装置)。第二个系统打开或关闭侧孔位置在上法兰上相隔180。要打开门,逆时针方向旋转锁定螺杆(40),直到门旋开。当门打开后,调整液压至“开门”的液压口。侧孔将向上运动进入封隔芯和衬套。要关闭侧孔,调整液压到关门”的液压口,侧孔将向下运动到底部露出。当侧孔停止运动,顺时针方向旋转手柄旋进两个门。手柄防止门突然旋开。小心:门打开时不要操作工具。起下管柱:使用工具前,确信封隔芯和衬套良好。停止关闭档板,衬套密封(19)处于良好状态。将软管连接到密封装置和回程孔。调整液压到密封口以启动密封。已磨损的封隔胶芯是封隔芯过早磨损和失效的唯一常见原因。在低工作压力和低液压作用时,可使用已磨损的封隔胶芯。在高压下,有必要将非挤压环和上套管靠近油管固定来防止挤压。封隔胶芯必须经常更换以将挤压缝减到最小。更换封隔胶芯:液体压力调到上法兰上的“开门”液压口。封隔胶芯缸套将向上运动完全露出密封芯。为防止封隔芯缸套突然打开,一个停止挡板将阻止封隔芯缸的向上运动。缩回锁定螺杆,解除停止挡板,清洗封隔芯液缸。封隔胶芯是一个外型4.00的内锁设计。不需要启动器,封隔胶芯上方的衬套耐用性已增长,以更好地使连续油管居中延长使用寿命。只有一个封口在井筒压力下。该封口已被油田证实,用于深井液压丢手接头。为安全起见,一个附加的“后备”封口,用于连续油管安装在井内作生产管卡。当连续油管在防喷损坏封隔胶芯时,原有的封口损坏,不需拆卸可安装备用封口。(4) 技术规格a. 液压密封3000Psi;缩回3000Psib. 扭矩帽 300ft/lbs衬套导轨 min300/500ftlbs联接螺母 手紧左旋锁定接箍min400/500ftlbs螺杆(37)c. 液压体积密封16.5in3;缩回21.5in3d. 重量 340lbs(5) 拆卸参照图2-2(DSH4-T001)。拆卸封隔胶芯:装在注入头下,有液压时,缩回锁定螺杆(40),旋转挡板门锁定系统(15)到开启位置,调整液压作用在主体(29)上的收缩口使活塞向下移动到最大位置。和在上液压主体(9)上的收缩口使封隔芯衬套向下运动到最大位置,露出密封系统,以取出封隔芯内锁(17),非挤压环(16),下封隔芯衬套(18)。拆卸所有的封口:从密封口排出所有保持液压的流体。从注入器中拆卸环形橡胶封隔芯。从封隔芯衬套中拆掉挡圈(35),垫圈(20)和法兰环(7),拆掉两个内六角螺钉13l/2(1),开口帽(2)和卸螺纹衬管(6),然后取出O形盘根(3和4)。封隔芯衬套应从装置顶端去掉。封隔芯衬套项端的两个20l/4粗牙螺纹将帮助拆卸,拆卸封隔芯衬套时要格外小心,因为所有内外表都是密封面。夹持主体(29)并按逆时针方向旋转拆卸底部变径接头(30)。在连接螺帽(31)顶部有足够的空间使用扳手。取出O型盘根(28)。下步是拆掉盖密封垫,用3/8内六方扳手拆掉内六角螺钉拆掉盖密封垫(22)。从下面将活塞(25)取出。小心:不要损伤密封面。(6) 装配参照图2-2(DSH4-T001)。润滑所有零件,把M型密封圈(19)安装到活塞(25)上,密封圈窄边应朝着工具顶部安装。将T型密封圈安装到活塞(25)上,确信两个垫环都安装了密封圈。将密封盖(24和23)安装到主体(29)上。将主体(29)夹持到虎钳上;把活塞(25)装入主体(29),从主体(29)中刮去M型密封圈。将刮圈(34)和密封圈(23)装入盖密封垫(22)。将O型盘根(23)安装到盖密封垫上(22)。将盖密封垫(22)装入主体(29)。将4个内六角螺钉13l/2(37)装入盖密封垫(22)和主体(29)内。最大扭矩50ft/Lb,将O型盘根(28)装入主体(29)。将连接螺帽(31)装在底部异径接头(30)上。将底部异径接头(30)装进主体(29)。将由连接螺帽(31)和底部变径接头(30)支撑的主体装置装到一个垂直架上。图2-2 防喷盒部件图将密封装入上液压体(9)。以90为间隔在上液压主体(9)上安装4个双头螺栓。以180为间隔在双头螺栓上(39)安装2个档板门装置。以180为间隔,在相同的双头螺栓(39)上安装2个垫圈(38)。将双头螺栓(39)装入主体(29)。安装上液压主体变径接头装置,在4个双头螺栓(39)上装上螺帽(36)。螺帽扭矩300ft/lbs。在封隔芯衬套(7)上安装密封口(10)和T型密封圈(8)。将封隔芯衬套(7)安装到上液压主体(9)上且使封隔芯衬套上的密封圈槽朝上液压主体(9)向内。向下推动封隔芯衬套使之低于液压主体1以露出密封圈槽。将O型盘根(3和4)装到衬管(6)上。将衬管(6)安装入上液压主体,顺时针转转。将开口帽(2)装到上液压主体(9)上。在开口帽(2)中装入内六角螺栓131/2(1)。在上液压主体(9)和主体(29)之间装入以下零件:将法兰密封圈(21)、垫圈(20)和挡圈(36)(依次)装在封隔芯套筒(7)上。将挡圈(35)放入封隔芯套筒(7)的密封槽。将较低的衬套密封(18)装入活塞(25)。通过打开侧孔安装衬套(5、42和41),衬套通过下一衬套锁入它上面一个衬套形成内锁。非挤压环和封隔芯将安装在衬套之间(18和41),非挤压环安装在封隔芯之上。(7) 衬套伸长装置参考图2-2(DSU4-T001)。衬套伸长装置将提升防喷器橡胶芯到现有的开口帽上方4.05处。要安装衬套伸长装置,拆掉现有的开口帽装上新的。开口帽仅仅是一个衬套卡箍,不支撑衬套防喷器组。必须加上一个新的衬套导轨(42)将衬套防喷器位伸到已伸长的开口帽(45)颈部。这些装置包括一个衬套导轨(42),已伸长的开口帽(45)和必要的附件以增加伸长(部分)。1.4.11 3.06,10M,EH型四作用防喷器(1) 特征 TOT公司制造的EMEN型防喷器用于连续油管作业时防止井喷。EM型以暗杆,手动锁定杆、指示杆、单均压阀和内排法兰为特征,EN型还包括不用软管内部液压。最大额定液压工作压力3000Psi,水力测试压力4500Psi。其独立密封适于防备井内压力进入液压系统。按EMEN防喷器说明书,设计两个螺栓阀帽使操纵更容易,更换防喷器闸板密封快捷。防喷闸板可以很容易地变换以适应所要求的防喷闸板的作用或连续油管尺寸。所有的TOT连续油管防喷器包括阀帽螺栓由块料和锻钢制成,以达到最优的压力完整性和安全性。EMEN防喷器的设计和作用测试均遵循相关APl 6A和NACE01-75关于含硫气体生产和井底压力10000Psi的要求,对所有关键部位有足够的跟踪监测能力。具有多边形切割刀片的剪切闸板在10000Psi工作压力下能剪切直径0.752.375带钢索的连续油管,留下一个循环流体和方便打捞的整洁断口,为循环流体带来方便,使打捞容易。卡瓦闸板可更换镶嵌块,为新型设计结构,以减小对连续油管的损害并使啮合面积最小。液压启动器有一外连接螺母以便更容易更快捷的对启动器进行维修。所有的四闸板防喷器具有一个2.06旁通法兰,该带柱螺栓组成了2和3闸板内腔之间的防喷主体。手动关闭阀螺杆闭封,可防止油污、腐蚀和损坏,不会弄脏或弯曲。它们将会在液压动力停止的情况下关闭闸板或将闸板锁定在关闭的位置。放喷器闸板开启和关闭都可通过指针杆给出一个可靠的指示。图3-1 防喷器结构图所有的TOT闸板使用无螺母扳手的调校系统以防止报废螺母扳手系统的使用,可以降低闸板腔修理的成本和延长防喷器主体操作寿命。所有的密封闸板包含前后密封,具有保证低压密封能力和高压下抗压的设计特点。广泛使用不锈钢和防腐涂料以延长工作寿命和减少保养费用。细小的零部件上出现故障,容易维修。一个人用手就能轻易地进行全部清洁。螺纹安装方便。平衡阀安装在BOP本体上,不存在管道和外部密封渗漏。可置换阀座。(2) 操作针对高压油气井作业和H2S腐蚀,对BOP四作用放喷器,一个专业操作员必须熟练使用工具,检查所有法兰和由壬表面密封,以减少因密封不严而带来的损害,进行修理或更换。测试所有液压动作,对各种闸板进行开和关。检查手动关闭操作。手动关闭后必须完全打开。顺时针旋转手轮,大约需20圈能通过液压将关闭的闸板打开。若液压系统有故障闸板需同样的工序关闭。让液压油作用,控制阀必须在“Close Rams”(关闭闸板)位置。如果液压软管不通,任一快速控制截流阀必须移动,或辅助打开截流阀使液压油作用。关闭逆向最大工作压力,要求使用一个12扳手或棍,关闭闸板。在每次施工开始前,对BOP成套的装置,包括连接部分都要进行试压。关闭所有平衡阀。前、后密封用抗H2S氟化橡胶,在-28120环境温度范围内有很长的工作寿命,其他密封材料适用于低温、高温液体或气态中。抗H2S的剪切刀片:如NACE MR-0l-75技术规范中说:“剪切闸板片所采用的高强度和高硬度的钢,在紧急情况下能剪断钻杆。”。每次施工前检查刀刃状态。刀刃为了多次剪切而进行设计和实验,无论如何,正当的油气井情况和刀刃的使用,能更换刀刃使任一切割都很圆满完成。卡瓦闸板上可置换齿形镶块经过淬火处理。用间隔齿形方式设计卡瓦降低损害连续油管的风险。已磨损的卡瓦能轻易的和经济的置换,对于不同的连续油管,仅需变换镶块的导轨。EH系列要求,四个不同部分结构左右面本体部分对正阀盖,闭合液压管路位于圆柱体之间。(3) BOP的拆卸和组装a. 拆卸BOP更换或检查闸板时,机体放回原位,确信升降和搬运装备有安全保障。通常假定某样东西突然下落,你身体的任一部分决不能在悬挂的装备下。对BOP维修需要操作人员站起来或在它的旁边。对如此重的设备进行更换将阀盖移动,工具和设备支架一定要牢靠。开始所有闸板在“OPEN POSITION”(开启位置)。从BOP阀盖中取出和装回闸板比较容易,部件也不会掉下。注意:打开阀盖液压油将溢出。松开所有的螺帽,在每个盖上大约旋14圈,然后拿下所有的螺帽,取下闸板阀盖调节总成。小心,不能用撬棍以免损坏阀盖或BOP的密封面。旋转手轮顺时针取出闸板外的阀盖。当活塞由导向杆伸出时,导向杆滑出,准备卡住闸板。确信手轮在“打开”位置。如果闸板卡住或阀盖总成不能取下,将闸板扳到“打开”位置。从阀盖上取下8#六角螺栓(403),通过内螺纹部位装一个l/4美制标准螺纹(NPT)不小于3长的管状接头,解除堵塞,这样液压将施加在每一个单独的阀盖上。取下螺帽(3),液压关闭,这样从BOP本体上移动阀盖很容易。在阀盖和本体下垫上枕木,而不能伤着密封面,液压开启,从孔中就能取出闸板。组装BOP在导向螺杆(7)上组装闸板总成;小心,不要损伤阀盖的面密封。让液压慢慢地进入机件,确信闸板在阀盖(5)的位置内。保持手的清洁!安装闸板阀盖O形盘根(4)和液压孔眼O形盘根(401)。安装阀盖总成要将公扣指向本体上位置,小心放入的闸板,阀盖总成对正本体上的密封面,以免损伤。安装所有的螺帽(3),以1-3-2-4的顺序反复旋紧。b. 闸板的组装c. 半封和全封闸板参考图3-2(9309-2196)。图3-2 半封和全封闸板结构图a) 拆卸推挤密封块(103)到一边,取下密封块和挡条(107),再取下后密封(104)。b) 组装安装后密封(104),镶平闸板本体表面。保持挡条(107)在密封块(103)上的位置,两者一起推入闸板本体内。d. 剪切闸板参考图3-3(9309-2492)。图3-3 剪切闸板结构图a) 拆卸用把3/8内六方扳手取下内六角螺钉(305),取下刀片(304)。b) 组装保证在硬质装配部位表面涂上清洁的润滑油。使用一把3/8内六方扳手,安装刀片(304)和内六角螺杆(305)。确信刀片的刀刃在闸板中心线位置上。标准安装方法是,螺栓头部应保证与刀片尖端一面,与刀片的45切割角相对。e. 卡瓦闸板参考图3-4(9309-2193)。图3-4 卡瓦闸板结构图a)拆卸1.001.75活动卡瓦嵌块,取下锁销(204),使用一个3/16穿孔销不需穿过就能取出,拿下卡瓦镶块(203)。b)组装1.001.75组装:安装卡瓦镶块(203),旋转对正引导槽,安装锁销(204)。f. 液压机构参考图3-5(9309-2194)。a)拆卸在将阀套分解前,确信每一个阀盖/阀套机构都有独特的记号。这样组装会比较容易,因为每一个阀盖和阀套在工厂都是组合生产的。拿下液压附件,排放液压油。用虎钳夹紧阀盖(5),按压导向杆(7)到满回程位置。取下螺帽(31),手轮(30)和挡圈(29)。取下液压帽(43),当心!不要企图旋转手轮取下液压帽,用力强制反弹会损坏螺纹。在取下液压帽时,指示杆(21)也要从活塞上取下。小心不能弄弯指示杆,否则会损坏活塞或阀套。松开液压管螺母(401)、液压管(409)。注意,液压管节头(412)可自动退出。如果必须取下弯管(406),使用一把5/16内六方扳手打住六角制动螺母(404)就能图3-5 防喷器液压机构板结构图取下弯管。更换密封(414),使用1/4内六方扳手到套管内节头(412)。按压阀杆总成取出液压帽才能拿下键(24),然后取下密封(28)。小心不要擦伤密封面,取下指示杆密封(23),使用一把1/4内六方扳手取下挡圈(22)。在取密封时要小心,不要擦伤密封面,取下O形盘根(12)。从阀盖上拧松阀套(13),取下活塞(16)。对于这样的作业,一对#79403001活动扳手是最常用的工具。对正档圈(15)孔用3/32内六方扳手取下无头螺杆(20),即可取下导向杆螺母(19),取下无头螺钉(17)。在试图取下导向杆(7)以前,小心取下半月键(44),取下导向活塞(14)和导向杆(7),取下O形盘根(12)。取下挡圈(11)和密封(10)。取下挡圈(8)和两个密封(9)。小心以免密封面损坏。b)组装注意已确定安放下所有的密封。在虎钳上夹紧阀盖(5)。面向突出部分,安装两个密封(9和9A),安装橡圈(8)。面向突出部分,再安装密封(10)。然后是挡圈(11)和O形盘根(12)。安装在阀盖内的导向杆总成(7),装半月键(44),旋转活塞杆对正半月键在活塞导轨(14)上的槽。安装活塞导轨和无头螺钉(10)。安装活塞档圈(15),导向杆螺母(19),使用一把3/32内六方扳手通过活塞档圈中安装无头螺杆(20)。安装活塞(16)和O形盘根(18)。安装阀套(13),注意两端的螺纹是一样的,无论如何应识别槽向着阀盖并确信孔正并对直安装。按压导向杆(7)到活塞全“开”位置。用一把l/4内六方扳手安装液压管节头(412),让突出部分向着阀盖安装密封(411)。安装密封压盖(410)。使用一把6/16内六角扳手,就象上紧弯管(406)。一样安装六角挡圈(404),装上液压管(409)及螺母(407)和节头内的这衬套(408),然后将弯管后面位置的螺母(40)和密封压盖上紧。安装衬套螺母(25),阀芯总成(27)和向螺杆(26)方面的密封(28)注意:密封突出面向着阀芯总成。阀芯总成三个分离的阀芯放在一起制阀芯必须位于表铜阀芯下。安装螺杆症总成入液压帽(43),然后是档圈(29),O形盘根(12)。安装密封(23)时,密封突出边向着操作者,接着是密封档圈(22)。在液压帽里,对住衬套螺母(25)上钻的孔,安装键(24)。注意:润滑脂在钻孔里将维护键。安装指示杆(21),允许完全伸出。下总成尖部细微的一边接合指示器进入活塞孔内。确信到达预定位置,上紧液压帽。如果指示器没进入活塞上的孔内,第一次指示器动作将在活塞末端切割下一道口而被损伤。参考闸板组装说明成套组装。g. 平衡阀参考图3-6(9309-2197)。a) 拆卸取下平衡阀帽(35),注意:是左旋螺纹。使用一把1/4内六方扳手右旋取下平衡阀心柱(36),密封(40)和隔环(38)。取下报废的O形盘根(39)。用一段硬金属丝钩住尾部,取下平衡阀座(37)。取下两密封(40)小心不要损坏密封面。注意:如果阀座卡住,将金属丝缠在1/4内六方扳手上拉金属丝。b)组装在平衡阀帽(37)上安装O形盘根(39)。将阀座(36)放入阀帽,旋转到全开位置,安装隔环(38),注意斜切口边先放。安装两个密封(40),平滑边在里,突起图3-6 防喷器平衡阀示意及装配图边向外。用平衡阀座(37)桥压密封进阀帽。在本体内安装两个密封(40),一个容易的方法是一次将一个密封对心平放塞入密封孔,当密封进入孔内23位置时,使用1/4内六方扳手顶着BOP孔眼内旋转密封突起面。当两个密封到位后,安装密封座(37)。检查阀芯(36)在全开位置,安装阀帽阀座总成。注意:左旋螺纹。关闭平衡阀。清洗、抹干、润滑所有部件。(4) 技术规范a) 安装力矩(ftLbs)帽螺母(3) max 650阀套(13) max 325液压帽(43) max 325平衡阀帽(35) max 75阀杆螺母(19) max 65活塞档圈(15) max 155挡圈指示杆密封(22) max 2578NT螺母(31) max 45接头衬套(412) max 17接头螺钉(306) max 17无头螺钉38l/2(17) max 30无头螺钉#101/4(20) max 4b) 液压启动压力,Psi液压关闭压力 min l500max 3700液压打开压力 min 500max 3700液压连接 #8SAE阴螺纹如果调压帽安装在剪切机构上,不要超过调压帽的最大工作压力。c) 液压要求容积,in3关闭一副闸板容积 31.4 in3打开一副闸板容积 27.9 in3d) 比例井内压力液压 9/1e) 近似重量一付闸板 500 lbs(5) 密封的检查和现场测试每次施工后检查闸板橡胶密封,正常的磨损对于所受压力的挤压是适度的。当使用导致橡胶显著的磨损,或者如果橡胶下的金属面连接分离,要进行更换。注意:现场测试对于密封件的寿命采用最大预定井内压力。检查阀盖0形盘根密封,如果被挤压或切断需更换。进行20次施丁或使用12个月后(严重的局部状况也许要求进行细小解剖),完全分解BOP、闸板、平衡阀,更换所有密封和已磨损部分。安全分解和检查液压机构总成,更换所有密封和已磨损部分。要累计BOP上平衡阀关闭次数。现场测试:使用中性自然水进行测试,无论如何,不易燃的流体应该使用只要对任何一种密封无害。打开或关闭测试压力不应超过符合技术规范的额定工作压力,测试压力应调节到出口或接头法兰、细管处的较低工作压力。规定工厂产品的测试验证BOP外壳强度和在无压情况下象工作压力一样被使用。二、HS80型连续油管2.1 连续油管的生产过程组合原始带钢,用等离子电弧焊将原始带钢进行切口斜焊组合,使其达到所需长度,再用x-射线检查,任何过量的焊接材料都被除去,以便焊接处内外径光滑,在带钢组合过程的最后,每个焊接带都被除去应力。将平面状的原始带钢转变成卷管,钢片输入轧管机并通过第一个成形鼓,共有7个成形鼓,每个递进式地改变钢的开头直至管子成形。采用高频诱导ERW焊接技术,焊接完成后,焊接过程中形成的焊珠用切削工具除去。然后,要求焊缝加热至华氏897退火。此过程增加了焊接带的韧性,又精炼了焊接带和变热影响部位的显微构造。沿流水线再下,经涡流非毁坏性线圈进行检验,再经5ft诱导线圈,在温度738下整体应力被除去。卷绕起来进行质量检验:用相当于内爆强度80的外压力加上一个钢制球形仪通过整个管内以确保任何质量都没有限制。整个管子用氮气净化,使管内不存水份,同时管子内表面也受到保护。2.2 连接指南2.2.1 普通连续油管(壁厚0.109)推荐现场焊接将需焊接的油管两端整直,垂直割掉两端油管头并将其磨平去毛刺。用小锉锉掉焊点约3/4,注意不要锉得过多伤及油管管壁,若在管壁上有裂纹或割口,必须割掉这一段从新开始。用金刚砂砂纸将油管要焊接的两端里外打磨光洁,形成长约2的光滑金属本体。用酒精或其它挥发溶剂清洁油管内表面,不能用汽油。若油管曾使用过且是湿的,用纸巾堵在油管内12以后的地方以防止水气溢出。将油管须焊接的两端固定在夹持器里,使两端接合在一起,用一个直边(至少8长)来调整各接合点。注意:保持油管接合点成直角和油管保持直线极其重要。散热片(散热块)放入待焊部分两端约3/8的缝隙中部。焊接过程中要放置屏风确保周围无空气流动。使用氧化钍钨极手工高频气体保护电弧焊(a.k.aTig)来进行焊接,使用75的氦和25的氩
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