课件 什邡慧丰井口装置结构与维护

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什邡慧丰采油机械有限责任公司一、井口装置设计制造规范和标准二、井口装置技术参数三、井口装置四、套管头五、闸阀六、节流阀七、管汇八、硫化氢H2S腐蚀原理九、材料选择十、制造工艺什邡慧丰采油机械有限责任公司目录●API6A第20版《井口装置和采油树设备规范》●GB/T22513《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》●APISpec5CT《套管和油管规范》●GB/9253.2《石油天然气工业套管油管和管线管螺纹加工、测量和检验》●NACEMR0175《油田设备用抗硫化物应力开裂的金属材料》●JB/T4730《压力容器无损检测》●ISO9001:2008《质量管理体系要求》●APIQ1第8版《石油和天然气工业质量纲要规范》……什邡慧丰采油机械有限责任公司一、井口装置设计制造与验收规范和标准井口装置基本参数:1、额定工作压力2、公称通径3、产品规范级别4、性能要求级别5、温度级别6、材料级别什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数1、额定工作压力装置设计能承受和(或)控制的最大内压API13.8MPa20.7MPa34.5MPa69.0MPa103.5MPa138.0MPa2000psi3000psi5000psi10000psi15000psi20000psi国内现行14MPa21MPa35MPa70MPa105MPa140MPa1psi(磅/英寸2)=0.006895MPa(兆帕)连接型式额定工作压力MPa14213570105140螺纹式△△△---卡箍式△△△△--法兰式△△△△△△什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数2、公称通径井口装置或阀门主通孔尺寸标称尺寸in113/16″21/16″29/16″31/16″31/8″41/16″51/8″孔径mm4652657879103130标称尺寸in71/16″9″11″135/8″163/4″183/4″211/4″孔径mm179228279346425476540什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数3、产品规范级别产品在规定范围的使用条件,分为PSL1、PSL2、PSL3(PSL3G)、PSL4产品规范级别的确定,按下表规定:酸性环境不是是是是不是是高浓度硫化氢(H2S)不是不是是不是不是是井口装置装设的潜在影响无无无有有有产品规范级别额定工作压力MPa≤35PSL1PSL1PSL2PSL2PSL1PSL370PSL2PSL2PSL3PSL3PSL3PSL3G≥103.5PSL3PSL3PSL3GPSL4PSL3GPSL4PSL3GPSL4PSL3GPSL4注:PSL3G包括PSL3的全部要求,规定装置的附加气密封要求PSL4包括PSL3(3G)的全部要求,除堆焊层外,不允许焊接什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数4、性能要求级别性能要求是对产品在发运条件下特定的和唯一的要求。所有产品的设计,应使该产品在额定压力、温度和与材料级别相适应的试验流体条件下,性能符合API要求,其它要求包括承载能力、周期、操作力或操作扭矩。性能要求级别有PR1和PR2。PR1——API常规试验PR2——压力循环、温度循环、持久性循环、承载能力安全阀应属于PR2级。什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数温度级别作业范围℃最小最大K-6082L-4682P-2982R室温S-1866T-1882U-18121V21215、温度级别装置应符合下表中一种或多种最低和最高温度的额定温度范围。最低温度是装置可承受的最低环境温度。最高温度是装置可直接接触到的流体最高温度。什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数材料级别工况特性本体、盖、端部和出口连接闸板、阀座、阀杆和芯轴悬挂器AA一般使用碳钢或低合金钢碳钢或低合金钢BB一般使用碳钢或低合金钢不锈钢CC一般使用不锈钢不锈钢DD酸性环境碳钢或低合金钢碳钢或低合金钢EE酸性环境碳钢或低合金钢不锈钢FF酸性环境不锈钢不锈钢HH酸性环境耐蚀合金耐蚀合金6、材料级别装置所用材料应根据装置的使用工况条件满足下表规定:什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数材料代号力学性能硬度屈服强度(0.2%)MPa抗拉强度MPa伸长率(50mm)%断面收缩率%HB36K≥248≥483≥21不要求140~23745K≥310≥19≥32140~23760K≥414≥586≥18≥35174~23775K≥517≥655≥17197~237本体、盖、端部和出口连接的标准材料性能要求温度最小平均冲击值横向级别试验温度PSL1PSL2PSL3&4℃℉Jft•lbfJft•lbfJft•lbfK-60-75201520152015L-46-50201520152015N-46-50201520152015P-29-20--20152015S-180----2015T-180----2015U-180----2015V-180----2015API6A夏比V型缺口冲击试验要求(10mm×10mm)什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数本体、盖、端部和出口连接的标准材料应用零件名称额定工作压力MPa14213570105140本体、盖36K、45K60K、75K36K、45K60K、75K36K、45K60K、75K36K、45K60K、75K45K60K、75K60K、75K整体端部连接装置法兰式60K、75K60K、75K60K、75K60K、75K75K75K螺纹式60K、75K60K、75K60K、75K----单件连接装置焊颈式45K45K45K60K、75K75K75K盲板式60K、75K60K、75K60K、75K60K、75K75K75K螺纹式60K、75K60K、75K60K、75K---什邡慧丰采油机械有限责任公司二、井口装置技术参数采油树油管头套管四通套管头主要用于石油矿场天然气含硫气井作为采气时控制天然气流量的井口装置,也可作为酸化压裂时的压裂井口。井口装置主要由套管头、套管头四通、油管头和采油树组成。什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置井口装置结构示意图采油(气)井口装置主要有平板阀井口和斜楔式井口。井口装置配置一般由油管头、油管头异径连接、阀门、节流阀、小四通、截止阀、缓冲器、压力表等部件组成。井口装置的主要零件有:本体、盖、法兰、阀杆、闸板、阀座、垫环、顶丝、悬挂器、螺栓螺母、密封元件等。小四通阀门油管头异径连接节流阀截止阀缓冲器压力表油管头1#2#3#6#4#9#8#7#5#什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置井口装置产品代号类别产品名称产品代号类别产品名称产品代号采油(气)井口装置采油井口装置KY阀门法兰式平行闸阀PFF采气井口装置KQ卡箍式平行闸阀PFK其它井口装置注水井口装置KZ螺纹式平行闸阀PFL热采井口装置KR法兰式楔型闸阀XFF试油井口装置KS卡箍式楔型闸阀XFK压裂酸化井口装置KL螺纹式楔型闸阀XFL采油(气)树采油树YS固定式节流阀JLG采油树QS可调式节流阀JLK油管头采油井口装置油管头YY采气井口装置油管头QY什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置井口装置产品代号标注方法额定工作压力(MPa)井口装置公称通径代号井口装置产品代号标注示例:KQ65-70:表示通径为65,额定工作压力为70MPa的采气井口装置KQ78/65-70/105:表示主通径为78,旁通径为65,额定工作压力为70MPa,含105MPa级别配置的混合采气井口装置什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置橡胶密封油管头主要由油管头四通、油管挂、锁紧顶丝组件和密封件等零部件组成。油管头四通顶丝组件油管挂油管短节油管头副密封BT圈注脂阀试压阀连接上法兰连接套管头连接旁通阀门连接旁通阀门什邡慧丰采油机械有限责任公司油管头三、井口装置上法兰油管头四通金属密封+橡胶密封油管挂金属密封+橡胶密封金属密封+橡胶密封注脂阀试压阀橡胶密封+金属密封什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置油管头连接油管橡胶密封矩型密封圈O形密封圈座圈锁紧丝圈上部扣型:31/2“UPTBG或NC38钻杆扣或根据用户要求下部扣型:31/2“UPTBG或根据用户要求座圈45°台阶面O形密封圈不锈钢堆焊层什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置直管挂锥管挂金属密封组件金属密封组件金属密封组件橡胶密封+金属密封上部扣型:31/2“UPTBG或NC38钻杆扣或根据用户要求下部扣型:31/2“UPTBG或根据用户要求座圈45°承载台阶什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置直管挂BT密封圈Y型密封圈金属密封组件O型密封圈矩型密封圈什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置油管头密封件顶丝密封件压帽什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置顶丝组件Y型密封圈密封圈上座金属密封环密封圈下座钢圈钢圈通过螺栓预紧力或油管套管自重使金属环膨胀,形成与本体的线接触实现密封。什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置金属密封安装安装防磨套取出防磨套第一步:退出项丝至孔内;第二步:座入防磨套至油管头台阶面;第三步:拧紧顶丝。台阶面第一步:取出工具销钉对准防磨套缺口取出工具第二步:逆时针旋转工具30°,便销钉套入防磨套槽孔第三步:退出顶丝,提取防磨套什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置防磨套及取出工具什邡慧丰采油机械有限责任公司三、井口装置油管头付密封(BT圈)注脂操作1、卸去油管头四通法兰上标有“注脂”字样的两只注脂阀螺母(两阀分布180°)。2、在注脂器中装入EM08(7903)密封脂,通过软管连到一只注脂阀接头上。3、操作注脂枪注入密封脂,同时观察对面的注脂孔,直到孔口有密封脂溢出为止。装上堵头并拧紧。4、对另一只注脂接头按以上方法重复操作什邡慧丰采油机械有限责任公司注脂阀压力表手柄液压站管线密封脂储存筒接头接注脂阀拆下注脂阀螺母管线螺纹:M20×1.5或1″-14UNS三、井口装置注脂器什邡慧丰采油机械有限责任公司密封脂灌装方法密封脂储存筒1、拆下出口端端部2、活塞推至底部3、灌入密封脂4、拧紧出口端端部,既可注脂液压站端注脂阀连接端5、活塞运行至前端时,筒内已无密封脂,此时重复第1步密封脂桶三、井口装置什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头●套管头安装在套管柱上端,悬挂和承受套管柱重量。●使整个钻井井口装置实现压力匹配。●与钻井四通、防喷器、采气井口连接的重要装置。●能够提高钻井井口装置的稳定性及安全性。●内、外套管柱之间形成压力密封。●提供套管放压出口。●在紧急情况下,可向井内泵入流体。●进行钻采工艺方面的特殊作业:a、补灌水泥。b、注压力平衡液。套管头用途套管头规格什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头公称压力套管程序密封形式悬挂器形式21MPa(3000psi)95/8″×7″(51/2″)133/8″×95/8″×7″(51/2″)20″×133/8″×95/8″×7″(51/2″)……橡胶密封芯轴式悬挂器卡瓦式悬挂器35MPa(5000psi)70MPa(10000psi)105MPa(10000psi)橡胶密封金属密封整体式套管头单级套管头双层套管头什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头套管头形式什邡慧丰采油机械有限责任公司套管头结构示意四、套管头连接井口油管头下法兰套管悬挂器顶丝组件套管头本体套管悬挂器主密封套阀支座连接表层套管什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头套管头结构示意井口油管头下法兰悬挂器副密封(BT圈)环空悬挂器主密封套管头结构配置套管头四通二次密封BTYPJS套管头四通二次密封套什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头悬挂器套管头本体C21TRTRJC22芯轴悬挂器卡瓦悬挂器3SB底座防磨套试压取出工具什邡慧丰采油机械有限责任公司四、套管头套管头四通二次密封结构(悬挂器副密封)双橡胶密封橡胶密封,最高承压达10000PSi,含有一个或两个特种合成橡胶制成的密封。分别装有相应的抗挤压支撑环。广泛用于中等腐蚀环境下的套管密封。单,双橡胶密封均能适应套管的公差范围,并可用于机加工后的套管悬挂器、油管悬挂器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