采油树设计方案
采油树材料级别的选择
JMP
产品设计
阀门材料明细
序 号
名称
材料级别
AA
BB
CC
DD
EE
B 平板阀主要零件
1
阀体
2
阀座
3
阀板
4
阀盖
AISI4130
AISI4135 Hard
surfaced
AISI4130 Hard
surfaced
AISI4130
AISI4130
410SS Hard surfaced
410SS Hard surfaced
alloy
3
阀座
AISI4130 Hard alloy
insert
410SS Hard alloy
insert
江苏金石机械集团
410SS
PH17-4 Head is
hard alloy 410SS Hardallo
y insert
AISI4130
PH17-4 Head is hard alloy
AISI4130 Hard alloy
insert
AISI4130
PH17-4 Head is hard alloy
410SS Hard alloy
insert
FF
410SS
410SS Hard surfaced 410SS Hard surfaced
410SS
PH17-4
410SS
PH17-4 Head is hard alloy
410SS Hard alloy
中等程度到高程度腐蚀 严重腐蚀
H2S分压（psi） < 0.05psi < 0.05psi < 0.05psi > 0.05psi > 0.05psi > 0.05psi > 0.05psi
张力腿平台简介
张力腿平台简介一．第一代张力腿平台总述第一代张力腿平台，即传统类型的张力腿平台，应用时间长、分布范围广、平台数量多、设计理论成熟，在张力腿平台发展的历史中占有很重要的地位。
从1984年至今，世界上建成投入生产的传统类型张力腿平台共有11座，尚未发生过倾覆、沉没等重大事故，拥有优良的工作记录，由此坚定了业界对TLP这种新兴海洋平台结构的信心。
在其发展的20年时间里，世界各国的研究者和工程技术人员积累了丰富的设计应用经验和技术数据，为以后张力腿平台的发展打下了坚实的基础。
在已建成的11座传统类型的张力腿平台中，Shell石油公司在1994—2001年7年间连续建造的5座张力腿平台具有一定的代表性，分别为Auger、Mars、Ram、Ursa和Brutus。
通过第一代张力腿平台的生产实践，进一步证明了张力腿平台在深海域半刚性半柔性的优良运动性能和经济性，但是同时亦发现传统的张力腿平台结构形式仍存在着一定的不足。
①在水深超过1200m的极深水水域，随着张力筋腱长度的增加，出现了张力腿自重过大的问题，并且由于张力筋腱在深水中的受力情况发生改变，因此影响了平台的定位性能。
②在降低造价、改善受力情况和运动性能的方面，传统类型张力腿平台的本体结构仍需要进一步改进。
③差频载荷是一个缓慢变化的力，它将和同样缓慢变化的张力腿平台平面内的运动发生共振。
另外，风的激振力也在这个差频范围内，必然会加剧这种慢漂运动。
④波浪的高频分量和高频水动力会引起张力腿平台平面外的共振，通常称为Springing和Ringing。
张力腿平台结构这两个问题随着水深的增加而加剧，对结构的安全性有很大的影响。
⑤传统的张力腿平台是通过海底基础固定入位的，随着水深的增加，海底基础的设计、施工变得十分复杂。
因此，张力腿平台所具有的经济、安全和良好的动力特性在更深水域中均不能得到充分的发挥，传统类型的张力腿平台结构已经不能很好地适应更深的水域。
各国学者对张力腿平台结构形式的不断改进完善非常重视，因此，混合式张力腿平台及悬式张力腿平台等新型的张力腿平台便应运而生二．张力腿平台的工作原理及性能张力腿平台设计最主要的思想是使平台半顺应半刚性。
水下生产系统
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主要内容
一、概述 二、采油树 三、管汇 四、跨接管 五、脐带缆 六、井口头
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二、采油树
采油树(Christmas,Xmas tree )最初被称为十 字树，X型树或者圣诞树，它是位于通向油井 顶端开口处的一个组件，它包括用来测量和维 修的阀门，安全系统和一系列监视器械。它连 接了来自井下的生产管道和出油管．同时作为 油井顶端和外部环境隔绝开的重要屏障。采油 树包括许多可以用来调节或阻止所产原油蒸汽、 天然气和液体从井内涌出的阀门。采油树是通 过海底管道连接到生产管汇系统。
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一、概述
水下生产系统包括油井、井口头、采油树、接 入出油管系统和控制油井的操纵设备。在水下 的系统中，井口头和采油树都在海底。因此， 水下生产系统就不像在水面处的生产系统，如 刚性平台甚至是张力腿平台（TLP）那样受到 海平面状况和水深的影响。但另一方面，水下 生产系统不能直接的进行操作，如钻井，必须 通过移动的钻井单元进行，操控也必须通过脐 带缆远程控制，持续地操作就比平台式的生产 系统复杂地多。
下面是采油树和相关元件需要考虑的载荷：
立管和ＢＯＰ载荷(Riser and BOP loads); 连接海底管道的载荷(Flowline connection loads); 清理采油树、脐带缆和海底管道的载荷; 热应力 包括捕油器，元件膨胀和管线的膨胀等; 吊装载荷(Lifting loads); 掉落的物体(Dropped objects); 压力引起的载荷– 外部和内部的.
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二、采油树
单孔采油树Mono Bore Tree 单孔采油树主要使用在浅水区域， 单孔采油树和传统的双孔采油 树类似，只是单孔采油树在安 装采油树和油管悬挂器时使用 的立管系统更简单。
流花4-1油田开发工艺设计
回接到 流花 １— 田 已有生 产设施 的 开发思路 ， １油 １ 即流 花 ４ １ 田的生产井 液经水 下采 油树通 过跨接 管 ．油 汇合到 流花 ４ｌ中心管 汇 ，然后 再通过跨 接 管、海 底 管道输送 到流 花 １ 田水 下管汇 ，与流花 １— 一 １油 １ １ １ 油 田的生产井 液汇合 后进 入现有 的海 底生产 软管 输送 到 Ｌ １ Ｐ Ｏ上进 行 处理 、储存 和外输 。流花 Ｈ１ Ｆ Ｓ １ ４ １ 田所需 的 电力和 控制 设施均 由 Ｌ １１ Ｐ ．油 Ｈ１—Ｆ Ｓ提供 。流 花 ４ １ 田的 总体开发 示意 图如 图 ２所 示 。 油
流花 ４ｌ 一 油田早在 １８ ９ ７年就己经被发现，但 由于经济评价低于开发经济开发指标而一直没有得
到 开发。随着地 质 油藏 资料 的不 断完善 以及流 花 １． 田的成 功 开发 ，依 托流花 １ ． 田现 有设施 １油 １ １油 １
来开 发流 花 ４ １ 田成 为可能 。 油
流 ４油 花— 田 １
；
流 １ １田 花１油 —
图 ２ 流 花 ４ １ 田总 体 开发 方 案 ． 图 ．油 框
２ 流 花 ４ １ 田开 发 工 艺系 统 设 计 及其 优 化 —油
２ １清 管方案 ． 流花 ４ １油 田水 下生产 系统 至流花 １一 油 田水下 生产 系统 的海 底管 道需 要考虑 清管方 案 ， ． １ ｌ 来解 决 生产 或停产 时 的清 管 问题 。结合 水下清 管技 术和 油 田整 体情况 ，关于流 花 ４１油 田清 管主要研 究 了三 ． 种方 案 。
·水下采油树油管挂Ｃ_型锁环高效力学分析
２０２４年第５３卷第２期第４１页石油矿场机械犗犐犔 犉犐犈犔犇 犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０２４，５３（２）：４１ ４７文章编号：１００１ ３４８２（２０２４）０２ ００４１ ０７水下采油树油管挂犆型锁环高效力学分析王 星，王宝富，鞠少栋，王世强，岳明阳（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，广东深圳，５１８０００）①摘要：为了有效解决水下采油树与油管悬挂器锁紧时，Ｃ型锁环与其驱动部件接触非线性和大变形非线性导致的计算收敛困难、速度慢的问题，提出了一种直接在Ｃ型环上加载径向位移替代传统驱动部件加载的方式进行有限元分析，并结合与驱动部件之间的力学关系推导获取Ｃ型环力学分析结果的方法。
建立了Ｃ型锁环在径向位移加载下的理论数学模型，通过有限元分析验证了理论模型的正确性；结合实际应用模型，验证了该力学分析方法可有效提升有限元分析的收敛速度，具有较强的可行性与高效性，对类似部件力学性能分析具有重要的借鉴意义。
关键词：水下采油树；油管挂；锁环；力学分析；有限元分析中图分类号：ＴＥ９５２ 文献标识码：Ａ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ３４８２．２０２４．０２．００６犈犳犳犻犮犻犲狀狋犕犲犮犺犪狀犻犮犪犾犃狀犪犾狔狊犻狊犕犲狋犺狅犱狅犳犔狅犮犽犻狀犵犆 狉犻狀犵狅犳犛狌犫狊犲犪犡 狋狉犲犲犜狌犫犻狀犵犎犪狀犵犲狉ＷＡＮＧＸｉｎｇ，ＷＡＮＧＢａｏｆｕ，ＪＵＳｈａｏｄｏｎｇ，ＷＡＮＧＳｈｉｑｉａｎｇ，ＹＵＥＭｉｎｇｙａｎｇ（犆犖犗犗犆犈狀犲狉犜犲犮犺 犇狉犻犾犾犻狀犵牔犘狉狅犱狌犮狋犻狅狀犆狅．，犛犺犲狀狕犺犲狀５１８０００，犆犺犻狀犪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪）［７］ 王冬雪，赵荣军，孟庆荣．ＦＨＺ２８ １０５环形防喷器的研制［Ｊ］．机械设计，２０１３，３０（３）：９９ １０１．［８］ 杨玉刚，忽宝明，罗乃林，等．环形防喷器壳体铸造工艺方案的改进［Ｊ］．热加工工艺，２００８（１３）：１３４ １３５．［９］ 赵军，唐洋．环形防喷器壳体有限元分析及试验研究［Ｊ］．石油机械，２０１３，４１（２）：８７ ９０．［１０］ 朱祥军，吴怡．环形防喷器的声发射检测［Ｊ］．无损检测，２００８，３０（６）：３５９ ３６２．［１１］ 邓勇刚，曲伟，李忠明，等．一台环形防喷器壳体内部缺陷的安全评价检测［Ｊ］．价值工程，２０１３，３２（２）：６９ ７０．［１２］ ＷａｎｇＬｉ，ＹａｎｇＴａｎｇ，ＹｕｆａＨｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘ ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｒｅｇｉｏｎｓｏｆｄｅｅｐｗａｔｅｒａｎｎｕｌａｒｂｌｏｗｏｕｔｐｒｅｖｅｎｔｅｒ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓ，２０１９，１０６：１０４１６１．［１３］ ＭｏａｄｈＭａｌｌｅｋ，ＴａｏｕｆｉｋＷａｓｓａｒ，ＭａｔｔｈｅｗＡ．Ｆｒａｎｃｈｅｋ．ＰｈｙｓｉｃｓＢａｓｅｄＭａｃｈｉｎｅＬｅａｒｎｉｎｇｆｏｒＡｎｎｕｌａｒＢｌｏｗｏｕｔＰｒｅｖｅｎｔｅｒＨｅａｌｔｈＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ［Ｒ］．ＯＴＣ ３０６８４ＭＳ，２０２０．［１４］ 唐秋林，黄治湖，郑泳，等．多功能一体式防喷器组研制［Ｊ］．机械工程师，２０２２（２）：３６ ３８．［１５］ Ｍ．Ｂ．Ａｌｌｅｎ，Ｊ．Ｐ．Ｐｒｅｓｔｏｎ，ＰｒｅｓｃｏＳｙｓｔｅｍｓ．ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａ３０ ｉｎ．，３，０００ ｐｓｉＢｌｏｗｏｕｔＰｒｅｖｅｎｔｅｒ［Ｒ］．１９８６，ＳＰＥ１４９７６．［１６］ ＸｕｍｉｎｇＣｈｅｎ，ＲａｙＺｏｎｏｚ，ＨａｍｉｄＡ，ｅｔａｌ．ＴｈｅＣｈａｌｌｅｎｇｅｏｆＥｌａｓｔｏｍｅｒＳｅａｌｓｆｏｒＢｌｏｗｏｕｔＰｒｅｖｅｎｔｅｒＢＯＰａｎｄＷｅｌｌｈｅａｄ／ＣｈｒｉｓｔｍａｓＴｒｅｅｓｕｎｄｅｒＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｒ］．ＯＴＣ ３０９４５ ＭＳ，２０２１．［１７］ ＡＳＭＥ锅炉及压力容器材料委员会．ＡＳＭＥ锅炉及压力容器规范［Ｍ］．北京：中国石化出版社，２０１８．① 收稿日期：２０２３ ０９ １３ 基金项目：中海油能源发展股份有限公司重大科技专项“浅水水下采油树设计集成技术研究”（ＨＦＫＪ ＺＸ ＧＪ ２０２２ ０５）。
海上规模化稠油热采平台总体配管设计研究
Vol. 6 # No. 5Oct # 2019第6 卷 第5 期2019年10月海洋工程装备与技术OCEAN ENGINEERING EQUIPMENT AND TECHNOLOGY海上规模化稠油热采平台总体配管设计研究巴砚，黄冬云，韩亚冲(中海油研究总院有限责任公司，北京100028)摘要 针对首座海上规模化稠油热采平台开展了总体配管设计研究$通过3D 布置设计得出：稠油热采井口平台井槽间距应适当扩大,采油树分层布置能很好地解决与钻井平台覆盖范围有限的冲突$通过管道应力分析得出：管道自 然补偿连接和旋转补偿器连接都能解决注气时井口抬升带来的注气管道二次应力问题，并推荐在井口区有空间布置足够长的水平直管段时采用自然补偿连接方案。
通过管道保温设计得出：由于海上平台空间紧凑，在做好保温措施的情况下 注气管道散热较小，对蒸汽干度影响较小。
这项研究成果可为今后海上规模化稠油热采平台总体配管设计提供参考。
关键词 稠油热采；海上平台；总体配管设计;井口区；应力分析；管道保温中图分类号：P751文献标志码：A文章编号：2095-7297(^2019)05-0680-05doi ： 10. 12087/oeet. 2095-7297. 2019. 05. 02Research of Layout and Piping Design of ScaleHeavy Oil Thermal Recovery Offshore PlatformBa Yan , Huang Dong-yun # Han Ya-chong(.CNOOC Research Institute Co. , Ltd. , Beijing 100028, China )Abstract Thelayoutandpipingdesignstudywascarriedoutforthefirstscaleheavyoilthermalrecoveryo f shoreplatform.Throughthe3Dlayoutdesign #itisconcludedthatthewe l spacingofheavyoilthermalrecoverywe l headplatform should be appropriately expanded #and the hierarchical arrangement ofChristmas tree can we l solvethe conflictwiththelimitedcoverageofthedri l ingplatform.Throughthepipingstressanalysis #itisconcludedthatboththenaturalcompensationconnectionofthepipesandtheconnectionoftherotatingcompensatorcansolvethesecondary stress problem of the steam injection pipes caused by the rise of we l heads during steam injection. And naturalcompensationconnectionisrecommended whenthereisenoughspacetoarrangelong horizontalstraightpipesinthewe l headarea.Throughtheinsulationdesignofthepipes #itisconcludedthatduetothecompactnessoftheo f shore platform #underthecondition ofgoodinsulation measures #the gasinjection pipes haveless heat dissipationandhaveli t lee f ectonthesteam dryness.Theresearchresultscanprovidereferenceforthelayoutandpipingdesignofthescaleheavyoilthermalrecoveryo f shoreplatformsinthefuture.Keywordsheavy oil thermal recovery % o ffshore platform ； layout and piping design ； wellhead area ； piping stressanalysis ； piping insulation0引言渤海油田油气储量丰富，截至2014年底共发现探明油当量32. 4亿吨，已连续5年稳产3 000万吨以 上,累计产油超过3亿吨油当量，成为我国北方重要的能源生产基地'1($其中稠油资源占有非常大的储量，截至2012年底探明稠油地质储量占总探明石油 地质储量的50.4%2。
采油树、采油井口
可调式节流阀
• JMP JLK 系列可调节流阀 适用压力：2,000 - 20,000Psi 法兰尺寸：1-13/16” - 4-1/16” 油嘴尺寸：1” to 3” • 针型节流阀适用于采油树. • 针型节流阀的阀针和阀座由 硬质合金制作而成，具有防 磨损防冲刷和可靠的使用性 能。
金湖石油机械有限公司
金湖石油机械有限公司
JMP
阀门
API 6A&6D
金湖石油机械有限公司
JMP
阀门
平板阀
6A
节流阀
单流阀
泥浆阀
阀门
6D
暗杆阀 明杆阀
膨胀阀
可调节流阀
固定节流阀
金湖石油机械有限公司
JMP
手动暗杆平板阀
• 阀体和阀盖由低合金钢/不锈钢制造而 成，阀板和阀座密封面喷/堆焊硬质合 金. • 铸件阀体工作压力为 2000 - 5,000Psi . 锻件阀体工作压力为10000 – 15000Psi, • 特点: 阀座和阀板，阀体和阀盖， 阀杆倒密封均为金属密封结构。 工作压力 材料级别
阀芯为箭状锥流线型能够减少钻井循环液的循环阻力和冲产品描述材料级别aabbccddeeff套管头本体aisi8625aisi4130aisi8625aisi4130410ssaisi4130aisi4130410ss油管挂本体aisi4130410ss410ssaisi4130410ss410ss二次密封件橡胶件和特氟龙橡胶件和特氟龙橡胶件和特钢圈aisi4130304ss304ssaisi4130304ss304ss阀体aisi4130aisi4130410ssaisi4130aisi4130410ssaisi4130aisi4130410ssaisi4130aisi4130410ss阀座aisi4135表面硬质合金410ss表面硬质合金410ss表面硬质合金aisi4135表面硬质合金410ss表面硬质合金410ss表面硬质合金aisi4130表面硬质合金410ss表面硬质合金410ss表面硬质合金aisi4130表面硬质合金410ss表面硬质合金410ss表面硬质合金aisi4130410ss410ssaisi4130410ss410ss阀体aisi4130aisi4130410ssaisi4130aisi4130410ssaisi4130端部硬质合金410ss端部硬质合金410ss端部硬质合金aisi4130端部硬质合金410ss端部硬质合金410ss端部硬质合金阀座aisi4130镶入硬质合金410ss镶入硬质合金410ss镶入硬质合金aisi4130镶入硬质合金410ss镶入硬质合金410ss镶入硬质合金金湖石油机械有限公司api5ct金湖石油机械有限公司api5ct金湖石油机械有限公司套管短节油管短节材料选用合金钢符合api5ct标准要求短节接头和接箍连接螺纹为api螺纹或tm螺纹日本住友金属提供tm扣加工技术并授权我公司加工tmtmtm短节是一非常通用的油管和套管连接方式提供气密封连接
终版采油井口技术规格书5.5
②材料级别：EE级；
③产品规范级别：PSL3；
④产品性能级别：PR1；
⑤温度级别：P.U(-29℃～+121℃)。
6.部分零件选材及要求
6.1平板阀均采用明杆结构，可以观察阀门的开关状态。
6.2平板阀阀板和阀座本体采用不锈钢材料锻造成型，阀板阀座的密封表面喷焊硬质合金。密封
中国石油化工股份有限公司东北油气分公司
技术规格书
井口装置和采油树采购文件
项目编号：
文件编号：
版本：A/0
修订日期：2014.04.20
实施日期：2014.04.20
页码：1／11
目 次
1. 适用范围...................................................................... 2
编制/日期：
校对/日期：
审定/日期：
中国石油化工股份有限公司东北油气分公司
技术规格书
井口装置和采油树采购文件
项目编号：
文件编号：
版本：A/0
修订日期：2014.04.20
实施日期：2014.04.20
页码：2／11
1.适用范围
本技术规格书规定了东北油气分公司石油、天然气勘探开发过程中所需井口装置和采油树的设计、材料、制造、检验和试验的最低要求。
2.8产品的设计制造验收应符合ISO TS 29001《石油、化工和天然气工业质量纲要规范》；API Q1第8版《石油、石化和天然气行业质量纲要规范》；GB/T 19001-2008 IDT ISO9001:2008《质量管理体系 要求》的规定。
3.供货商要求
3.1 供货商应通过ISO9000 质量体系认证或与之等效的质量体系认证，以及HSE 体系认证，证书必须在有效期内。
采油气井口及阀门知识课件
由于长期使用或受到外力影响，井口密封材料出现老化或损坏。
由于受到腐蚀介质的影响，井口管线出现腐蚀穿孔。
对于阀门卡涩问题，可以采取清洗、润滑等措施，确保阀门能够正常开关。
对于密封泄漏问题，需要检查密封材料是否完好，及时更换磨损或老化的密封材料。
对于井口密封失效问题，需要检查密封材料是否完好，及时更换老化或损坏的密封材料。
智能化技术在采油气井口及阀门中的应用
节能环保技术在采油气井口及阀门中的应用
降低能耗、减少污染
总结词
随着环保意识的不断提高，节能环保技术在采油气井口及阀门中得到了广泛应用。这些技术能够有效地降低能耗、减少污染物排放，符合绿色可持续发展的要求。常见的节能环保技术包括高效密封技术、低阻力阀门设计等，这些技术的应用有助于提高采油气的效率，同时减少对环境的影响。
应选择高性能的密封材料和密封结构，如金属密封、橡胶密封等，以提高密封性能和可靠性。
在使用过程中，应定期检查密封件的磨损和老化情况，及时更换损坏的密封件，确保密封性能的稳定。
采油气井口的密封性能
采油气井口的防腐蚀措施
采油气井口装置长期处于恶劣的环境中，必须采取有效的防腐蚀措施，提高其耐久性和可靠性。
详细描述
新材料在采油气井口及阀门中的应用
总结词
提高效率、降低人工成本
详细描述
智能化技术是当前工业发展的趋势，采油气井口及阀门也不例外。通过引入智能化技术，可以实现井口及阀门的远程监控、自动控制和故障诊断等功能，提高生产效率的同时降低了人工成本。此外，智能化技术的应用还能有效提高井口及阀门的安全性能，减少事故发生。
用途
阀门的种类与用途
采油气井口及阀门是采油、输油、增压等过程中必不可少的设备，其质量和性能直接影响到整个系统的安全、稳定和效率。
采油工艺原理（石油化工程专业）
一、井身结构
导管 表层套管 技术套管 生产套管
二、钻开油气层
●钻开油气层是完井的首要工序，是钻井工程的关键一步， 直接影响到一口井生产能力，关系到是否能够正确迅速的 取得油层的各项资料。 ●当油层被打开时，若泥浆柱的压力小于油层的压力，且井 口又控制不当时，地层中的油气流就会流入井中，造成井喷 等严重事故；若泥浆柱压力大于地层压力时，则泥浆中的水、 粘土颗粒以及其他有害物质，会侵入油层造成损害，使井筒 附近的渗透率降低影响油井产量有时甚至不出油。
◆后期裸眼完井是不更换钻头，先钻开油层至设计井 深，再将套管下至油层顶部，注水泥固井，固井时，为 防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂 或者替入低失水、高粘度的钻井液，以防止水泥浆下沉。
先期裸眼完井方式
后期裸眼完井方式
复合型完井方式
(二)射孔完井方式
射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方 式，包括套管射孔完井和尾管射孔完井。
尾管射孔完井方式
(三) 割缝衬管完井方式
衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后，先下套管注 入水泥固井，再从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油 层至设计井深。最后在油层部位下入预选割缝的衬管， 依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管挂 在套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气 通过衬管的割缝流入井筒 。
一、自喷井的井口装置
1、套管头 连接套管和各种井口装置的部件
2、油管头
位于采油树和套管头之间。
¾ 悬挂井内油管柱；
¾ 密封油管与油层套 管间的环形
空间
¾ 完成注平衡液及洗井等作业。
锥面悬挂单法兰油管头示意图
1-顶丝 2-压帽
3-分流悬挂器
4-大四通 5-O型密封圈 6-紫铜圈
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水下采油树 第1页 共17页 水下采油树模型开发技术方案 一、主要技术规范 a 执行标准：API SPEC 6A19 b 额定工作压力：70Mpa(10000psi) c 公称通径：主通径：Φ65mm(2 9/16in) 旁通径：Φ65mm(2 9/16in) d 额定温度级别：P.U（-29℃~121℃） e 材料级别：DD f 产品规范等级：PSL3 g 性能要求级别：PR1 h 总体尺寸（长×宽×高）：3130mm×560 mm×2540 mm 主要技术要求：系统工作压力HP：7500psi，LP：5000psi；电源耐压5kv；HP输入1路、输出2路、回油1路；LP输入1路、输出16路、回油1路。 外形尺寸：1400mm*900mm*1400mm 环境温度：操作温度0℃~+40℃ 储藏温度-18℃~+50℃ 工作压力：LP 5000psi， HP 7500psi 主要功能：接收SCM发出信号，开启、关闭阀门，通断油路，检测SC M按照主控站指令发出控制命令功能；向SCM提供温度、压力信号并记录，检测SCM对温度、压力信号的接收和传输能力。 采油树是整个生产系统的执行部分，通过控制采油树管线上的阀门，来控制整个采油系统的流程。整个采油树生产执行主要分为三个部分：生产主回路、环空回路、药剂注入回路。
二、采油树主要组成 树体 （TREE BODY） 采油树与井口回接系统 （CONNECTOR TIE-BACK） 井口连接器 （WELLHEAD CONNECTOR） 采油树帽 （INTERNAL TREE CAP） 阀门 （VALVE BLOCK & VALVE) ROV控制盘 （ROV CONTROL PANEL） 水下采油树 第2页 共17页 化学药剂注入 （CHEMICAL INJECTION） 采油树体总成 （X’TREE ASSEMBLY）
2.1 树体 （TREE BODY） 整体加工的空心园筒体 内部形状加工成与油管挂和采油树内帽相配合的形状 下端及顶部为螺纹状结构，分别与18-3/4″ 10000PSI工作压力的FMC TORUS IV液压井口连接器及采油树帽相连接 为连接PMV(生产主阀), AMV(环状通路主阀)及AAV (环形空间入口阀)开孔 Quad Penetrator装置, 该装置通过与油管挂上的液压Penetrator连接装置相接, 可以控制井下安全阀的状态
2.2 采油树与井口回接系统 （CONNECTOR TIE-BACK） 该系统由上下两部分组成，它的主要功能是为采油树体和水下井口之间的18-3/4″VX型垫片提供第二道屏障，它的上部分叫做Upper Alignment Stab，其顶部与树体相接并密封，其下部分叫Lower Alignment Stab，其底部与9-5/8″的套管悬挂器相接并密封，中间由上下两部分相接并密封，这里所有的密封均采用金属附加弹性体的方式，能承受5000 PSI的压力。有此回接系统，井口和采油树之间的连接密封就不会受到井下压力的作用，其可靠性大为增强
4.3 井口连接器 （WELLHEAD CONNECTOR） 完井顺序 30″井口套管 18-3/4″水下井口 13-3/8″套管悬挂器 9-5/8″套管悬挂器 连接水下井口 采油树生产导向基础(PGB)首先座落在30″井口套管(Housing) 上, PGB上的重力锁紧装置自动与套管锁紧 采油树沿PGB导向绳及导向柱(Guidepost)就位 FMC TorusIV-18-3/4″10000 PSI（工作压力）的液压采油树连接器与18-3/4″水下井口连接锁紧 液压控制采油树与井口的连接和解脱，将采油树提出水面进行维修、密封垫片的更换等工作 水下采油树 第3页 共17页 管毂的连接(Flowline Hub) 管毂连接采油树生产管线和注气管线(4″/ 2″)，安装在PGB上 海底管线和注气管线分别与PGB上对应的管线连接 通过安装在采油树上的Flowline Hub连接器11″-5000 PSI (WP) FMC Torus Ⅱ，以液压驱动方式与PGB上的管毂连接 液压控制Flowline Hub连接器与PGB的连接和解脱，将采油树提出水面进行维修、密封垫片的更换等工作
2.4 采油树内帽 （INTERNAL TREE CAP） 采油树内帽安装在油管挂的顶部，依靠液压式起下工具与树体相连，与树体之间的密封为金属对金属结合弹性密封物，为树体内部与环境隔绝提供第二道屏障，另外在生产期间为油管挂提供第二道固定装置，避免油管挂在油井热力及压力变化下产生移位 。
2.5 阀门 （VALVE BLOCK & VALVE) 生产阀门 PMV、PWV 注气管线阀门 AMV、AWV 化学药剂注入管线阀门 CIV1、CIV2 转换阀 XOV 环空通路阀 AAV1、AAV2 水面控制水下安全阀 SCSSV 甲醇注入阀 MIV 采油树上所有的阀门可以手动或由ROV来操作，因此阀的转动力具有一定的限制。通常情况下，阀门的密封应采用金属对金属而且是双向密封。需要润滑的部分通常由控制液来完成。如果无润滑，应该能保证一定次数的动作，如250次关闭开启。
2.7 ROV控制盘 （ROV CONTROL PANEL） ROV (Remote Operation Vehicle) ROV控制盘 置于采油树正面，所有的阀门执行器均朝向ROV盘并通过延长杆与ROV盘相连，而ROV操作头均可以插入ROV盘上的母头，并转动阀杆的延长杆，操纵阀门的开与关 阀门控制 • 上部控制系统通过电液控制系统进行控制 • ROV通过ROV控制盘进行操作 • 潜水员通过ROV控制盘操作 水下采油树 第4页 共17页 2.8 化学药剂注入 （CHEMICAL INJECTION） 化学药剂的注入点 • 生产主阀和翼阀之间 注入管线通过SCM到达注入点，由SCM开启CIV控制药剂的注入
2.9 采油树体总成 （X’TREE ASSEMBLY） 采油树与PGB的对接 采油树的防护 • 防护格栅 • ROV控制盘 • 顶板 • 采油树外帽
2.10 油管挂 (TUBING HANGER) 油管挂是一个同心圆筒体,安装在树体内与采油树内壁销死并密封 油管挂在树体内靠调平键和螺旋面定位 液压压头（Hydraulic Penetrator）精确的定位 采油树体内的采油树内帽安装在油管挂顶部
2.11 油管挂垂向开孔(出口上侧)堵头(WIRELINE PLUG) 在油管挂侧出口的顶部，油管挂的开孔是Halliburton堵头来密封的，一旦装上这个堵头，便能使井液改变方向由侧出口流向生产管线
2.12 油管挂操作工具(THRT) THRT(Tubing Hanger Running Tool)的作用 操作油管挂 操作采油树内帽 油管挂和采油树帽进行安装或解脱的操作方式 • 由液压控制THRT的内园筒驱动锁环使操作工具与油管挂（或采油树帽）锁紧或解脱 • 外园筒负责驱动油管挂或采油树帽上与采油树体之间的锁紧或解脱机构
2.13 油管挂紧急释放工具(THERT-TUBING HANGER EMERGENCY RUNNING TOOL) 该工具的主要目的是当液压或油管挂操作工具失效的情况下，用来解脱油管挂及采油树帽，因此只是紧急情况下的备用工具，该工具不带任何液压功能，只能回收油管挂或者水下采油树 第5页 共17页 采油树帽 2.14 生产导向基础(PGB) PGB-Production Guide Base是导向及导流的结构，其导向柱及导向绳可以使防喷器(BOP)支架及采油树准确就位于水下井口之上。除PGB和采油树的操作面外，其它三面均有铰接的遮档棍，与采油树的防护装置一起，构成一个完整的保护结构，避免重物的意外冲击对PGB和采油树的管路、阀门及管毂造成损坏 其导向柱是承插式的，可以通过ROV进行更换，导向柱也是可以伸缩的，原长2.87米, 可以增加到4.4米，以适应运输及安装的不同要求。 3.1.1生产主回路 主要功能：采油树主回路负责整个油气的开采工作，可以调节生产流量以控制生产总量。
连接反馈回路PMV生产主阀DHPT温度压力传感器ASD声沙探测器（接平台）CVCCAMERON立式连接器WGFM湿气流量计PWV生产翼阀
PTT1
MIV注入甲醇
SEPT1、SEPT2沙粒冲蚀/温度/压力传感器PIV
生产隔离阀
PCV生产节流泄放阀
SCSSV水面控制水下安全阀
CIV2
注入乙二醇
图4、生产主回路流程图 工作时序： 通过高压油路，打开水底安全阀SCSSV，海底油气通过主回路管道传输。 正常工作状态（即主回路中的传感器压力反馈的数据正常）： 生产主阀PMV和生产翼阀PWV等阀门正常工作状态处于常开状态。 当出现紧急状况或者是压力温度传感器PTT1反馈的温度或压力大于设定值最大值时，首先需要关闭生产主阀PMV，SCM促发电液换向阀失电，形成回流，导致生产主阀PMV驱动器腔内的压力减小，弹簧复位促使生产主阀关闭；如果此时传感器PTT1还能反馈数据，则需要继续关闭生产翼阀PWV。生产隔离阀PIV作为备用阀，用于生产主阀PMV和生产翼阀PWV关闭状态失效时，隔离生产物。 生产节流阀PCV通过调节阀门的打开程度，可以控制主回路中油气的流量，并通过节