105MPa抗硫井口装置研制与应用
川东北高温高压高产含硫气井井口装置的优选
川东北高温高压高产含硫气井井口装置的优选张广东1陈科2张旭3高平4白杨1(1.西南石油大学/油气藏地质及开发工程0国家重点实验室四川成都610500;2.石油工程西南公司井下作业分公司四川广汉618300;3.西南油气分公司勘探开发研究院四川成都610051;4.西南油气分公司川中油气矿四川遂宁629000)摘要川东北地区气藏是海相碳酸岩气藏,普遍具有高温、高压、高含硫化氢和二氧化碳酸性腐蚀性气体等特点,酸性气藏(H2S、CO2)对测试设施腐蚀严重,不适应高压气井生产和测试需求。
基于最高井口关井压力、腐蚀分压、井口流温预测,确定出普光地区、元坝地区以及河坝区块宜选用相应的压力级别、温度类别、规范级别、材料类别以及性能级别的井口装置,为高温、高压、高产、含硫气井的井口装置优选提供基础。
关键词川东北地区高温高压井口装置优选硫化氢0引言川东北地区目前勘探开发的重点区块包括通南巴河坝区块、元坝区块、普光区块等。
随着勘探开发的不断深入,所遇地质条件也越趋复杂,普遍具有储层埋藏深、温度高、产量大,且含硫化氢、二氧化碳酸性腐蚀性气体。
这种高温、高压、高产、含硫气井的特点,给生产和测试带来很大困难,由于酸性气藏(H2S、C O2)对井场设施腐蚀十分严重,而目前井口装置选择标准不完善、选择的井口装置不合理,不适应高压气井生产需求。
如河坝1井井底压力111MPa,测试前未对井口关井压力进行准确预测,采用105MPa井口不能满足关井压力95MPa的要求,导致出现严重刺漏。
通过对最高关井压力、井口流温、腐蚀分压等重要参数分析研究的基础上,对川东北井口装置设计进行优化研究,为以后类似气田的开发提供一种井口装置优化设计方法。
1优选参数分析研究1.1最高关井压力预测最高井口关井压力是选择采气井口装置、确定地面流程管汇压力级别和管材选型必不可少的重要参数。
可采用高温高压气井井底压力计算模型,计算井口最大关井压力。
即p G=p Be A(1)其中A=0.03415C g LT CP Z CP式中:p G)))井口压力,MPa;p B)))精确井底压力,MPa;C g)))天然气相对密度;L)))气层中部深度,m;T CP)))井筒平均温度,K;Z CP)))井筒平均压缩系数。
KQKL抗硫采气井口装置
KQ65-105（KL）抗硫采气井口装置（酸化压裂）使用说明书胜利油田供应方圆石油装备有限责任公司地址：东营市东营区西四路377号电话：0546-8705207 传真：0546-8705207 0546-8716570目录1 用途和主要技术规范--------------------------------------------------------------------------12 主要零部件使用说明---------------------------------------------------------------------------1 2.1 直座式油管头----------------------------------------------------------------------------------1 2.2 平板闸阀----------------------------------------------------------------------------------------2 2.3 可调式节流阀----------------------------------------------------------------------------------22.4压力表截止阀----------------------------------------------------------------------------------33 安装与试压---------------------------------------------------------------------------------------34 压裂酸化施工------------------------------------------------------------------------------------35 使用保养要求------------------------------------------------------------------------------------36 附图------------------------------------------------------------------------------------------------4 图一KQ65-105 抗硫采气井口装置--------------------------------------------------------4 图二PFF65-105 明杆平板闸阀-------------------------------------------------------------5 图三JLK65-105 可调式节流阀--------------------------------------------------------------6图一KQ65-105 抗硫采气井口装置套管法兰2-油管四通3-2 9/16″X15M明杆平板闸阀油管挂5-上法兰6-小四通7-2 9/16″X15M可调式节流阀图三JLK65-105 可调式节流阀1-阀体2-阀座3-阀杆4-填料座5-密封脂注入阀6-阀杆密封填料7-阀盖8-阀杆位移指示牌9-阀杆螺母10-锁紧螺母11-手轮。
含硫气田井口取样装置的研制与应用
含硫气田井口取样装置的研制与应用摘要含硫气井产出气、液化验分析数据及结果的准确性，对气田进行开发、动态管理及系统防腐起着至关重要的意义。
但是由于取样工艺及流程的原因，取样成功率和样品质量得不到保障，直接影响着化验分析结果。
通过取样装置及流程的改进，取样质量得到明显提升，为气田的生产管理和腐蚀防治提供了真实有效的数据，收到了较好的效果。
关键词硫化氢；装置；改进；效果1 概述天然气处理厂元坝项目部化验车间，主要担负着川东北采气厂元坝气田35口含硫气井产出气、液及其他临时化验任务的取样与化验分析业务，取样工作完成的好坏，直接影响着化验任务能否完成和分析结果的准确性，对元坝气田的正常生产计划编制和动态分析具有极其重要的意义。
由于井口流程限制和取样装置的不合理，在取样过程中和化验分析时存在取样安全风险大、化验结果有误差、化验分析工作成本增加等问题，给化验工作的顺利进行带来困难。
针对这一问题，天然气处理厂元坝项目部化验车间开展了取样装置的研制与应用并获得成功，2016年1-3月份陸续推广应用20口井，取得了明显的应用效果和经济效益。
2 取样装置存在问题（1）取样时将取样管线直接放入取样瓶内，液体和气体一起排出，取样口流体不稳定，高压取样软管抖动，经常出现含硫化氢液体喷溅，严重威胁操作人员安全；遇到这种情况就必须重新进行取样，随着取样次数的增加，安全风险随之增加。
（2）取样装置在取样过程中，由于放空不彻底导致样品采集不具有代表性，给化验数据的计算和应用带来困难，甚至对生产管理和制定措施产生误导，给生产带来麻烦。
（3）由于取样流程的原因，在取样过程中经常会出现取样流程被沉淀物或沉积在流程中的环空保护液堵塞，取不出样或样品无法进行化验分析的现象。
3 装置的改进（1）取样装置改造后，一是将取样瓶与流程连接改为密封连接，和排出管线与中和桶之间连接产出液取样瓶被固定在流程上，取样瓶与流程之间密闭，采用一进（低）一出（高）两条管线，液体由进液管线进入取样瓶，气体由排出阀门排出进入中和桶；二是在中和桶上安装快速接头，排出管线与中和桶之间采用快速接头连接，排出气体或液由排出管线排入中和桶内，避免排出管线抖动造成液体飞溅或管线伤人，提高操作安全系数。
高温高含硫井口防喷器用718耐蚀合金的应用研究
论文题目：高温高含硫井口防喷器用718耐蚀合金的应用研究专业：材料物理与化学硕士生：祝恒倩（签名）导师：赵国仙（签名）摘要井控设备是对油气井实施压力控制，对事故进行预防、监测、控制，实现安全钻井的可靠保证，尤其是防喷器在控制井喷时发挥着重要作用。
选用整体性能表现优良的镍基合金作为井口装置用材一定程度上满足高酸性油气田开发需要，但随着腐蚀环境日趋苛刻，材料在高温高含硫环境中的耐蚀性仍值得探讨。
本文在国内外镍基合金相关应用研究调研基础上，首先对镍基合金718在高温高含H2S/CO2的模拟油田地层产出水环境中腐蚀规律以及腐蚀行为特征进行了研究。
结果表明，在四种不同腐蚀环境中，镍基合金718腐蚀轻微且表现出均匀腐蚀特征，升高温度或者是增大H2S/CO2分压比，试样的腐蚀速率略有增加，变化不明显。
在模拟最苛刻腐蚀条件下，经过720h的腐蚀，四点弯曲SCC试样未发生断裂，缝隙腐蚀试样局部特征不明显且失重很小，表现出良好的抗应力腐蚀和缝隙腐蚀能力。
其次，对未腐蚀试样和经苛刻条件腐蚀后试样表面钝化膜进行XPS深度溅射表明，腐蚀前钝化膜是一个具有双极性的薄膜，由两层构成，表层主要为Ni、Cr的氢氧化物和氧化物，内层主要为Ni、Cr的氧化物。
腐蚀后，钝化膜外层存在大量金属硫化物，过渡层以Ni、Cr的氢氧化物为主，内层为金属氧化物及其对应的金属单质。
膜层结构向硫化物的转变，加重了镍基合金718的腐蚀。
最后，对镍基合金718在模拟高含H2S/CO2腐蚀条件下进行了极化曲线、动电位循环极化曲线及交流阻抗谱测试。
无缝隙镍基合金718试样的电化学测试结果表明，相较于单独的CO2腐蚀体系，H2S的加入造成钝化膜稳定性下降，极化曲线出现多次活化-钝化转变，交流阻抗曲线的拟合结果也表明，H2S的存在使得极化电阻减小，活性离子穿过钝化膜所产生的阻力下降，保护性能降低。
缝隙腐蚀试样的电化学测试结果表明，在H2S/CO2共存腐蚀体系中，不同温度条件下的循化极化曲线均相交于阳极极化区，显示良好的钝化和再钝化能力，且随温度升高，EIS图谱拟合的容弧抗半径逐渐减小，缝隙腐蚀敏感性增加；对比仅含CO2和仅含H2S条件下的循环极化曲线发现，溶液中高含量CO2的存在增大合金的缝隙腐蚀倾向，而在H2S腐蚀体系中718合金的封闭滞后环面积则很小，显示较强耐蚀能力，同时H2S环境中的腐蚀极化电阻大于CO2腐蚀条件下的极化电阻。
采油、采气、注水井井口装置选用技术规范(2014.10.22)
（16）地面驱动螺杆泵井专用井口
指安装在油管头四通上的光杆卡紧器、机械密封和盘根静密封的井口组
合装置。
（17）双管水力喷射泵井专用井口
特指双管水力喷射泵采油工艺安装在油管头四通上部用于控制油管注入 和产出的阀门和附件组合装置。
（18）水力泵井井口捕捉装置
井口装置新产品的技术评定
规范性引用文件
下列有效文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期 的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新 版本适用于本文件。 API SPEC 6A－2010井口装置和采油树设备规范 GB/T 22513-2008 石油天然气工业钻井和采油设备 井口装置和采油树
油管头四通 套管闸门
1个 4个
电动潜油泵井井口装置配置图（35MPa）
地面驱动螺杆泵井专用井口配置主体包括采油树和井口密封装置
序号 1 2
名称 光杆静密封装置 减速箱机械密封装置
备注 1个 1个
3 4 5
6 7
光杆卡紧器 采油树小四通 生产闸门
油管头四通 套管闸门
1个 1个 2个
1个 2个
地面驱动螺杆泵井专用井口装置配置图（21MPa）
井口装置新产品的技术评定
自喷井井口装置配置主体包括采油、采气树和清蜡用防喷管
序号
名称
备注
1 2
3 4 5 6 7
防喷管 清蜡闸门
采油树小四通 生产闸门 总闸门 油管头四通 套管闸门
1个 1个
1个 2个 1个 1个 2个
自喷采油井井口装置配置图（21MPa）
序号 1 2 3 4 5 6
名称 防喷管 清蜡闸门 生产闸门 采油树小四通 总闸门 油管头四通
井口装置代号意义
K表示抗硫采油(气)井口装置
KY----抗硫采油井口装置
KQ---抗硫采气井口装置
KZ---抗硫注水井口装置
KR---抗硫热采井口装置
KS---抗硫试油井口装置
KL---抗硫压裂酸化井口装置
YY---采油井口装置油管头
QY---采气井口装置油管头
YS---采油树
QS---采气树
型号表示法:
例：KQ65-70抗硫采油(气)井口装置
K Q 65 — 70
70表示压力70MPa
65表示通径65mm
Q 表示采气
K 表示抗硫
抗硫采油(气)井口装置零件或部件的额定工作压力应按其端部或出口连接的额定工作压力确定。
当端部或出口连接的额定工作压力不同时，应按其较小的额定工作压力来确定。
抗硫采油(气)井口装置额定工作压力分为14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa、140MPa 六种压力级别。
相关标准
1. 抗硫采油(气)井口装置设计制造执行中华人民共和国天然气行业标准SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》和美国石油学会出版的API spec 6A 第十九版《井口装置和采油树设备规范》；
2. 在进行抗硫采油(气)井口装置检验时,执行中华人民共和国天然气行业标准SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》和美国石油学会出版的API spec 6A 第十九版《井口装置和采油树设备规范。
KQ65-105(KL)抗硫采气井口装置供参习
KQ65-105 (KL)抗硫采气井口装置（酸化压裂）使用说明书胜利油田供应方圆石油装备有限责任公司地址：东营市东营区西四路377号电话:0546-8705207 传真：0546-87052070546-8716570目录1用途和主要技术规范------------------------------------------------ 1 2主要零部件使用说明 ----------------------------------------------- 1 2.1直座式油管头------------------------------------------------------ 1 2.2平板闸阀---------------------------------------------------------- 2 2.3可调式节流阀---------------------------------------------------- 2 2.4压力表截止阀------------------------------------------------------ 3 3安装与试压 --------------------------------------------------------- 3 4压裂酸化施工 ------------------------------------------------------- 3 5使用保养要求 ------------------------------------------------------- 3 6附图 --------------------------------------------------------------- 4图一KQ65-105抗硫采气井口装置------------------------------------- 4图二PFF65-105明杆平板闸阀----------------------------------------- 5图三JLK65-105可调式节流阀------------------------------------------ 6KQ65-105抗硫釆气井口装置主要用于低于160PPM硫化氢浓度石油矿场釆气井口，可用作控制生产井口的压力和调节其流量，也可作压裂酸化时的压裂井口。
抗硫采油(气)井口装置
油管头四通下法兰有200（或7“）BT密封及相应的注脂或试压孔，使用时必须从注脂阀注入高压密封脂，方能使BT密封起作用。若密封出现渗漏，应从注脂阀和试压阀分别注入密封脂，使密封继续生效。注脂压力不超过该法兰额定工作压力；如密封套管，则不超过该套管的额定许用挤毁压力。压力试压孔用于套管悬挂器外密封试验。
图6 采油（气）树
c. 采油（气）树的工作原理： 采油（气）树主平板阀为1、4、7号阀，两翼平板阀为8、9号阀，两翼节流阀为10、11号阀。在使用过程中，一般使用单翼，7号阀主要用于井口作业。单翼通道上平板阀有三只，任意关闭一只平板阀就可以截断通道，但1号阀一般不作为操作阀使用，当其它平板阀出现泄漏时截断通道，可以安全的更换泄漏的阀门。所以，对1号平板阀质量要求很高。可调式节流阀用于调节通道流量。特别注意：法兰式平行闸阀不可作为节流用，而可调式节流阀不宜作开关阀用。
根据用户的要求进行气密封试验。
验收准则：注脂孔冒气泡为前座密封不合格，不冒气泡为前座密封合格；
油管头下法兰接试压法兰，1、2、3阀全关，卸下注脂阀，其余阀全开，丝扣法兰堵头拆下，从油管头下法兰输入压力空气，检验阀1、2、3阀前座密封性能；
b. 外围阀后座密封性能试验：
.油管头下法兰接试压法兰，4、5、6阀全关,其余阀全开，丝扣法兰堵头拆下，装上1、2、3阀的注脂阀，从油管头下法兰输入压力空气，检验4、5、6阀后座密封性能；
抗硫采油(气)井口装置的检验： 抗硫采油(气)井口装置的性能要求、金属材料的质量控制要求、非金属材料的质量控制要求、抗腐蚀合金堆焊的质量控制、本体静水压试验（单独装置）要求和密封垫环及垫环槽形式与法兰式平行闸阀相同。抗硫采油(气)井口装置还应进行的试验： 通径试验：使用按SY/T5127-2002 P58表33加工的通径规完全贯通采油树主孔通径； 采油树(或油管头)本体静水压试验：完全采用已进行本体静水压试验过的装置（非散件连接装置）组装的采
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２． ２ 芯轴式套管悬挂器设计 ５
［］
为提高套管悬挂器的密封及承压性能， 悬挂器 与套管头 （ 或套管头四通 ） 之间主密封采用楔形不锈 副密封采用矩形橡胶密封圈 ， 并靠 钢金属钢圈密封 ，
２ ０ １ ２年 第４ １卷 第９期 第５ ９页 （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ １ ３ ４ ８ ２ ２ ０ １ ２ ０ ９ ０ ０ ５ ９ ０ ５ － － －
同时对 金 属 密封 、 芯 轴式 悬 挂器 、 顶 丝总 成 ＭＰ ａ抗 硫 井 口 装 置 。 该 井 口 装 置 采用 十 字 双 翼 型结构 ， 等 进行了 创 新设 计 。 现场 应用 表明 ： 该 井 口 装 置 性 能 完 全 满足 酸 性 环境 下的 工 作 要求 ， 安 装 操 作方 便， 密封 效 果好 ， 工 作 可靠 。 关键词 ： 酸 性 环境 ； 抗硫； 井口装置； 金 属 密封 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ９ ３ １． １ 文献标识码 ： Ａ
０ １ ２年９月 石 油 矿 场 机 械 ２
确 保 在 高 温、 高 压 下 密 封 可 靠。 顶丝压紧密封压 圈 ， 同时 ， 对芯轴式套管悬挂器的结构进行优化 ， 采用金 属楔形环与井口装置本体锥孔之间形成的金属对金 属密封装置 ， 通过悬 挂 套 管 管 柱 的 重 力 挤 压 金 属 密 建立全金属密封 ， 使悬挂器具有 封环产生弹性变形 ， 在高压 、 高腐蚀环境中持久密封的能力 。 ２． ３ 顶丝总成设计 新型井口装置顶 丝 总 成 用 于 在 套 管 头 （ 或套管 内对套管悬挂器进行锁定 ， 防止悬挂器工作 头四通 ） 时在套管头壳体内 上 、 下 窜 动， 其 结 构 如 图 ３ 所 示。 工作时 ， 单独旋转顶丝对套管悬挂器随时进行锁定 ， 单独转动压帽对密封件随时进行加紧 ， 操作方便 ； 拆 先拆掉压帽 ， 然 后 只 需 反 方 向 旋 转 顶 丝， 就可 卸时 ，
２ ０ １ ２年 第４ １卷 第９期 第５ ７页
石 油 矿 场 机 械 Ｏ Ｉ Ｌ Ｆ Ｉ Ｅ Ｌ Ｄ Ｅ Ｕ Ｉ ＰＭＥ Ｎ Ｔ Ｑ
（ ） ： ２ ０ １ ２， ４ １ ９ ５ ７～５ ９
（ ） 文章编号 ： １ ０ ０ １ ３ ４ ８ ２ ２ ０ １ ２ ０ ９ ０ ０ ５ ７ ０ ３ － － －
Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ａ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ １ ０ ５ ＭＰ ａ Ｓ ｕ ｌ ｆ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ Ｗ ｅ ｌ ｌ ｈ ｅ ａ ｄ Ｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ － ｐ ｐ ｐ ｑ ｐ
１ ２ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ ｅ ｉ Ｚ ＨＵ Ｚ ｈ ｏ ｕ －ｗ
１— 顶丝 ； ２— 支撑环 ； ３— 密封件 ； ４— 压环 ； ５— 压帽 ； ６— 法兰 图 ３ 顶丝总成结构
２． ４ 零件材料选择及处理 在选 择 该 井 口 装 置 零 件 材 料 及 热 处 理 时 ， 应考 虑到直接与井内流 体 接 触 的 零 件 须 具 有 抗 硫 特 性 ， 严格按照 Ａ 并将材 Ｐ Ｉ Ｓ ｅ ｃ ６ Ａ 标 准进 行 材 料 选 择， ｐ 料中 的 硫 、磷 含 量 严 格 控 制 在 Ｓ ≤ ０． ０ ２ ５％ 、 Ｐ 硬 度 ≤２ ０ ５％ 。 材料 热 处 理 后 ， ２ ＨＲ Ｃ。 其 次 ， ≤０． 根据各承压件工作 压 力 的 大 小 不 同 ， 在选材上套管 套管头四通用 Ｆ 头用 Ａ Ｐ Ｉ规 定 的 Ｅ Ｅ 级 材 料， Ｆ级 材料 ， 在满足强度 、 可 靠 性 要 求 的 同 时， 降低了井口 装置的制造成本 。
： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｈ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｗ ｅ ｌ ｌ ｈ ｅ ａ ｄ ｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｕ ｓ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ － ｇ ｑ ｑ ｐ ｇ ， ， ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｉ ｌ ｗ ｅ ｌ ｌ ｓ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ｈ ｉ ｈ ｄ ｒ ｏ ｅ ｎ ｓ ｕ ｌ ｆ ｉ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ｉ ｏ ｎ ｓ１ ０ ５ ａ ｓ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅｈ －ｐ ｇ ｙ ｇ ｇ ＭＰ ａ ｓ ｕ ｌ ｆ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｗ ｅ ｌ ｌ ｈ ｅ ａ ｄ ｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｗ ａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｗ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ － ｑ ｐ ｐ ｑ ｐ ｇ ， ’ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｈ ａ ｎ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｃ ｋ ｄ ｏ ｗ ｎ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｗ ｅ ｒ ｅ ｎ ｅ ｗ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｄ ． Ｉ ｔ ｇ ｇ ｙ ｇ ｒ ｏ ｖ ｅ ｎ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ａ ｓ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｗ ａ ｓ ｓ ｕ ｉ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｙ ｇ ｙ ｑ ｐ ｇ ｓ ｏ ｕ ｒ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔ ｉ ｓ ｆ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｒ ｅ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ． ｇ ｑ ： ； ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓｓ ｏ ｕ ｒ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔｓ ｕ ｌ ｆ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔｗ ｅ ｌ ｌ ｈ ｅ ａ ｄｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｓ ｅ ａ ｌ － ｙ 井口装置是油气田勘探开发过程中的关键装备 之一 ， 主要用于监控 生 产 井 口 的 压 力 和 调 节 油 （ 气） 水井的流量 ； 也可以用于酸化 、 压裂 、 注水 、 测试等措 １］ 。 施作业 ［ 随着我国油气勘探开发的不断深入， 所遇地质 条件也越趋复杂 ， 普 遍 具 有 储 层 深、 温 度 高、 产量大 、 的特点 ， 且含硫化 氢 （ 二氧化碳（ 酸性腐 Ｈ２Ｓ） Ｃ Ｏ ２） ［ ２］ 蚀性气 体 。 这 些 酸 性 气 藏 （ 对井场设 Ｈ２Ｓ、 Ｃ Ｏ ２） 备腐蚀十分严重 ， 常规的井口装置很难满足这种油 气生产要求 。 型， 如图 １ 所示 。 先通 过 套 管 头 下 部 内 螺 纹 将 表 层 套 管 连 接 ， 下 入井眼内 ， 再通过 ３ 个 芯 轴 式 悬 挂 器 将 不 同 直 径 的 套管依次连接在其 下 部 的 内 螺 纹 上 ， 并将其坐放在 套管头四通的内孔 台 肩 上 ； 然后将金属密封总成安 装在各层套管之间 的 环 空 内 ， 并通过套管套和套管 头四通上的法兰连接进行密封预紧 ， 建立初始密封 。 在套管四通顶部 ， 安装采油树或油管头 ， 并用螺栓连 紧， 组成一个完整的采油 （ 气） 装置 。 同时 ， 在套管头 和套管头四通的两 侧 各 安 装 有 ２ 个 平 板 闸 阀 ， 用来 实现 套 喷 、 配 装 压 力 表、 监 测 套 压、 循环洗井等
石 油 矿 场 机 械 Ｏ Ｉ Ｌ Ｆ Ｉ Ｅ Ｌ Ｄ Ｅ Ｕ Ｉ ＰＭＥ Ｎ Ｔ Ｑ
（ ） ： ２ ０ １ ２， ４ １ ９ ５ ９～６ ３
膨胀悬挂器技术在石油工程中的应用
２ ， 吴柳根１， 马建忠２， 宁学涛２， 唐 小卫１， 朱 舟２
（ ） 宝鸡石油机械有限责任公司 ， 陕西 宝鸡 ７ 宝鸡航天动力泵业有限公司 ， 陕西 宝鸡 ７ １． ２ １ ０ ０ ２； ２． ２ １ ０ ０ ０ ①
－ ） 、 ） 摘要 ： 针 对高 压 及 含硫 化 氢 （ 氯 离 子（ 等强 酸 性 环境 对 井 口 装 置 性 能的要求 ， 研制了１ Ｈ２Ｓ Ｃ ｌ ０ ５
（ ， ， １． Ｂ ａ ｏ ｉ Ｏ ｉ ｌ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ Ｃ ｏ． Ｌ ｔ ｄ． Ｂ ａ ｏ ｉ ７ ２ １ ０ ０ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ； ｊ ｆ ｙ ｊ ， ， ２． Ｂ ａ ｏ ｉ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ａ ｃ ｅ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｐ ｕ ｍ Ｃ ｏ． Ｌ ｔ ｄ． Ｂ ａ ｏ ｉ ７ ２ １ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ） ｊ ｐ ｐ ｊ
２ 关键技术
２． １ 金属密封的结构设计 开发设计了全金属密封总成， 用来密封芯轴式 套管悬挂器与套管 头 （ 或套管头四通） 之 间 的 环 空， 其结构如图 ２ 所 示 。 在 悬 挂 器 与 内 密 封 圈 之 间 、 密 套管头 （ 或套管头四通） 与外密封圈之间 封圈之间 、 同时建立全金属密封 ， 并且内 、 外密封圈圆柱面采用 环形凸起 ， 增大了金属密封的变形接触面积 ， 易建立 初始密封 。 密封件 材 料 全 部 选 用 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 抗 硫抗腐蚀性能好 ， 密封寿命长 ， 密封效果好 。
３］ 。 功用 ［
１ 结构及工作原理
１ ０ ５ ＭＰ ａ抗 硫 井 口 装 置 整 体 结 构 为 十 字 双 翼
２ ０ １ ２ ０ ３ １ ０ ① 收稿日期 ： － －
， 刘小卫 （ 男， 陕西武功人 ， 工程师 ， 主要从事石油装备技术研究 。 １ ９ ７ ８ 作者简介 ： －）
·５ ８·
１— 下支撑环 ； ２— 内密封圈 ； ３— 外密封圈 ； ４— 上支撑环 图 ２ 金属密封总成结构
３ 现场应用
２ ０ １ ０—２ ０ １ １年， １ ０ ５ ＭＰ ａ抗硫 井 口 装 置 分 别 在 四川元坝 气 田 的 元 坝 ３、 元 坝 ６、 元坝１ 元坝１ ０、 ０ ４、 元坝 １ 元坝 １ 元坝 １ ２ ２、 ２ ３、 ２ ４ 等井进行了工业应用 。 该区块的工作环境恶劣 ， 地面温度 －２ 井底 ０～５ ０ ℃， ， 底层压力 １ 测试时地面取样 温度约 ２ ０ ０ ℃， ４ ０Ｍ Ｐ ａ