采油樹防盜設(shè)計(jì)

1、大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要采油樹是油田采油作業(yè)中不可缺少的地面裝置，在油田開發(fā)的各個(gè)時(shí)期，出現(xiàn)了各種不同類型的采油樹。普通采油樹由于沒有防盜功能，安裝在野外易被不法分子偷盜，一旦被盜，輕者造成停產(chǎn)，重則能引起井噴火災(zāi)等事故，給國家財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。防盜型偏心采油樹，在原采油樹基礎(chǔ)上，進(jìn)行防盜設(shè)計(jì)，將部分外露閘閥改為內(nèi)置式，并且閘閥閥門螺栓應(yīng)用非常規(guī)多邊型螺栓，使市面普通工具無法進(jìn)行裝卸，不僅具有原有功能，還具有防盜功能，并且無需高成本制造，這樣可以使油田大大降低油井石油被盜率，保護(hù)油田正常工作。防盜型偏心采油樹的主要零部件主要由調(diào)心盤根盒，光桿密封器，井口采油樹本體四通和油管掛四

2、大機(jī)構(gòu)及其法蘭，卡箍，井口閥鋼圈，o型密封圈，atm閘閥等零件組成。關(guān)鍵詞：采油井口裝置；盤根盒；光桿密封器；四通；油管掛abstract從圖中可以看出，正向和反向從總的壓力變化趨勢(shì)上看是一致的，總壓降值也大致相等，只是壓力的波動(dòng)情況不同。這一點(diǎn)充分反映了流道形狀對(duì)壓力分布曲線的影響。key words：流量；壓力；流場(chǎng)；流動(dòng)；模擬目 錄摘 要iabstractii目 錄iii第1章 緒 論11.1井口裝置應(yīng)用11.2我國井口裝置發(fā)展現(xiàn)狀11.3國外井口裝置發(fā)展現(xiàn)狀2第2章 采油樹的分類92.1 引用標(biāo)準(zhǔn)92.2 結(jié)構(gòu)形式92.3 基本參數(shù)122.4 主要技術(shù)參數(shù)的確定13第3章 防盜型偏心采

3、油樹總體方案論證與選擇163.1防盜偏心采油樹的基本結(jié)構(gòu)與工作原理163.2 低矮型偏心采油樹方案概述與論證17第4章 采油井口測(cè)試結(jié)構(gòu)裝置的設(shè)計(jì)224.1 工作原理224.2 主要技術(shù)參數(shù)234.3 主要特點(diǎn)23第5章 附屬零件的選取與計(jì)算245.1卡箍緊固螺栓的強(qiáng)度校核245.2 法蘭用密封墊環(huán)型式，尺寸及技術(shù)要求275.3軸承的選取與校核275.4光桿密封器密封力的計(jì)算275.5油管扣絲堵的強(qiáng)度校核285.6 采油井口閘的選擇28第6章 結(jié)論30參考文獻(xiàn)32致 謝33iii第1章 緒 論1.1井口裝置應(yīng)用 隨著全國各油田自噴井的逐年減少，絕大多數(shù)油井已轉(zhuǎn)入機(jī)械采油。采油井口裝置是實(shí)現(xiàn)機(jī)械

4、采油必不可缺的裝備。主要用于監(jiān)控生產(chǎn)井口的壓力和調(diào)節(jié)油(氣)水井的流量；也可以用于酸化壓裂、注水、測(cè)試等各種措施作業(yè)，能滿足不同工況，密封可靠，工作安全。據(jù)了解，全國約有2萬口機(jī)械采油井，對(duì)采油井口裝置需求量很大；由機(jī)械采油生產(chǎn)的原油占全國原油總產(chǎn)量的90%，說明采油井口裝置是相當(dāng)重要的采油裝備。在國內(nèi)將油管頭、采油樹統(tǒng)一稱為“井口裝置”，井口裝置已是我國的成熟產(chǎn)品。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、性能好的特點(diǎn)，是井口裝置的發(fā)展趨勢(shì)。目前世界上能制造額定工作壓力21mpa以上單油管和多油管采油井口裝置的國家有：美國、英國、法國、日本、中國等。但是，美國以外能制造多油管采油井口裝置的廠商基本上是美國公司在

5、海外的子工資，或是應(yīng)用美國公司轉(zhuǎn)讓的專有技術(shù)制造的。因此，美國公司在設(shè)計(jì)、制造、實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)和市場(chǎng)占有方面，一直占領(lǐng)領(lǐng)先地位。1.2我國井口裝置發(fā)展現(xiàn)狀 1956年，我國的幾家中小型機(jī)械廠按照蘇聯(lián)提供的“大羅馬”采油樹和結(jié)合我過油田當(dāng)時(shí)需要的水平，測(cè)繪、制造了額定工作壓力為24.5mpa的ky250型采油樹、錐座式油管頭和底法蘭，作為采油井口裝置供油田使用。隨后改型為s723型。此后又制造了額定工作壓力為35和58.8mpa的kq350型和kq600型的采氣井口裝置。70年代后期，隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展和鉆采技術(shù)水平的不斷提高，我國從美國進(jìn)口了一批高壓采油井口裝置，供四川開采天然氣用。四川石油管

6、理局資中鉆采工藝研究所和上海第二石油機(jī)械廠根據(jù)美國公司的樣機(jī)，測(cè)繪、改進(jìn)并制造了額定工作壓力為70mpa，公稱通經(jīng)為65mm，和額定工作壓力為105mpa，公稱通經(jīng)為65mm的采氣井口裝置，供高壓油井使用。 1981年，上海第二石油機(jī)械廠根據(jù)地礦部上海海洋地質(zhì)調(diào)查局勘探2號(hào)的需要，按照api spec.6a規(guī)范設(shè)計(jì)和制造了額定工作壓力為21和35mpa，套管程序?yàn)?0的套管頭，并獲得了傷害船檢局的認(rèn)可，開創(chuàng)了我國制造套管頭的紀(jì)元。1983年，上海第二石油機(jī)械廠引進(jìn)了美國mcevoy公司采油井口裝置的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)，使我國采鷗井口裝置技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階，并且改變了我國采油井口裝置

7、“出口不出去，進(jìn)口擋不住”的局面。目前我國已能按api spec.6a規(guī)范設(shè)計(jì)和制造額定工作壓力為21、35、70和105mpa的采油井口裝置了。但按產(chǎn)品規(guī)范級(jí)別要求，只能制造psl1、psl2和psl3級(jí)。因試驗(yàn)設(shè)備的關(guān)系，我國暫時(shí)還不能制造psl4級(jí)的采油井口裝置。1.3國外井口裝置發(fā)展現(xiàn)狀 目前，國外生產(chǎn)采油樹最大工作壓力是140mpa，組成采油樹的法蘭式連接閘閥最大額定工作壓力達(dá)210mpa。國外許多公司都在不斷開發(fā)并完善電潛泵井口裝置及整體采油樹，生產(chǎn)有單油管電潛泵井口裝置、雙油管井口裝置及雙通徑的整體式采油樹，還能根據(jù)油(氣)田的工況和井內(nèi)滯留流體來生產(chǎn)陸上(包括海洋平臺(tái)用)的井口

8、設(shè)備及水下井口裝置。目前主要生產(chǎn)國家有美國、英國、意大利等十幾個(gè)國家，美國的產(chǎn)品技術(shù)和生產(chǎn)能力處于世界領(lǐng)先地位。著名的制造廠商有cameron、fmc、vetco、gray等公司，cameron公司采油樹性能質(zhì)量最好，但價(jià)格較高。1.3.1 閘閥(1)cameron公司閘閥 fl和fls型閘閥。 cameron公司新生產(chǎn)的閘閥有fl和fis型兩種，工作壓力13.7934.5mpa。 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采用整體式閘板結(jié)構(gòu)，可防止管線中的沉淀物進(jìn)入閥體內(nèi)腔。高承載能力的兩個(gè)止推軸承用來吸收閘板開啟和關(guān)閉時(shí)的載荷，從而將手輪旋轉(zhuǎn)力減至最小。特殊惰性材料彈簧承載的唇型密封，既能保護(hù)金屬密封面又能加強(qiáng)低壓密

9、封性能。fl型閘閥在每個(gè)閥座上使用的是單個(gè)唇形密封。 js型閘閥。 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：cameron公司js型閘閥主要特點(diǎn)是具有一回轉(zhuǎn)孔口的閘板，可在不考慮閥桿位置的情況下把閥板推向開啟位置，使js型閘閥特別適合于作采油樹裝置的底閥。此外，該型閘閥采用閥座和閘板、閥體金屬對(duì)金屬的密封，特殊外徑、內(nèi)徑的唇型密封既加強(qiáng)。了低壓密封又保護(hù)了閥座、閥板及閥體的金屬密封面。 (2)vetco、gray公司閘閥 vetco、gray公司新生產(chǎn)的閘閥系列有vg一300和vg一200。 vg一300高壓系列閘閥。 vg一300高壓系列閘閥工作壓力從34.5103mpa，規(guī)格從50228.6mm。 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：這

10、種閘閥采用的是多向模鍛承壓閥體、閥帽，uv型具有熱塑并充填的特氟隆(tee)復(fù)合閥桿盤根，配備有多用途的接頭，用于注入閥體潤(rùn)滑劑和閥桿密封劑。 vg-300fr型具有后座自動(dòng)密封防火功能。 vg-200低壓系列閘閥。 vg-200低壓系列閘閥工作壓力從13.7934.5mpa，規(guī)格從50.8101.6mm。 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：這種閘閥結(jié)構(gòu)采用的是低合金鋼承壓鑄件殼體、平行閥板結(jié)構(gòu)、非橡膠唇形閥桿盤根并采用精密滾針軸承承受閥桿載荷，具有安全剪切銷的功能。 vg-300lmv型具有遠(yuǎn)距離控制快速防火功能。 vg-230se型為分合式閥板，伸長(zhǎng)式閥蓋，適合于高溫工況。 vg-600適合于地?zé)峋r。 (

11、3)意大利breda公司閘閥 意大利breda公司閘閥有sds和sd兩種類型，其共同特點(diǎn)是：浮動(dòng)閥座密封，平板閘板結(jié)構(gòu)，特氟隆復(fù)合人字形閥桿密封盤根。 sds型閘閥。 sds型閘閥適用于68.9138mpa的高壓力場(chǎng)合，閥座內(nèi)徑、外徑均預(yù)加u型密封，以確保高壓力級(jí)別下施加在閥座上的載荷和閥板、閥座同壓密封的要求。 sd型閘閥。 sd型閘閥適合于13.79-34.5mpa的低壓力范圍，通徑從52.4181mm，閥座外徑上采用u型預(yù)加載結(jié)構(gòu)，確保閥板與閥座金屬對(duì)金屬的低壓密封。 (4)美國f.m.c公司閘閥 美國f.m.c公司fmcl00系列閘閥采用鍛造承壓閥體結(jié)構(gòu)、雙滾針滑動(dòng)軸承、安全剪切銷和t

12、eflon uv型閥桿填料(專利產(chǎn)品)，可耐h2s、c02和氯化物的腐蝕，工作溫度為-24177?c，工作壓力在138mpa以上。 fmcl20型閘閥的工作壓力從13.7934.5mpa，規(guī)格從53181mm。130型的工作壓力從68.9103mpa，規(guī)格從49168mm。 (5)英國公司閘閥 英國研制了用于油氣井自噴設(shè)備的閘閥(專利產(chǎn)品)。 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：這種閘閥有一個(gè)彈簧加載的閥板和側(cè)板，側(cè)板上有與潤(rùn)滑器活塞連通的潤(rùn)滑環(huán)槽，潤(rùn)滑槽與閥孔沿供給槽道方向有一偏心。潤(rùn)滑環(huán)槽的截面積沿遠(yuǎn)離潤(rùn)滑點(diǎn)的方向逐漸增大，以保證對(duì)閥板的下部提供可靠的密封。一旦閘閥關(guān)閉，潤(rùn)滑劑供給槽道便通過閘板上的油槽與潤(rùn)滑環(huán)

13、槽連通。這種閘閥的密封性能較好。 總之，國外閘閥的發(fā)展主要是應(yīng)用特殊防腐材料，以滿足高含h2s、c02物質(zhì)的油氣井需要；在結(jié)構(gòu)上開展多樣化研究，來達(dá)到密封性能好(有自動(dòng)補(bǔ)償)，且開啟靈活；另外，在密封材料上不斷改進(jìn)，使其性能不斷提高。 套管頭包括套管頭四通、套管懸掛器、盤根裝置、頂絲、閘閥和壓力表組成。 是裝在整個(gè)井口裝置最下端的一個(gè)裝置。作用是連接井內(nèi)各層套管并密封套管間的環(huán)形間。近年來，套管頭結(jié)構(gòu)不斷得到改進(jìn)，主要向操作簡(jiǎn)便、密封性能好(自動(dòng)密封)、適用于深井多層套管以及整體化方向發(fā)展。 1.3.2 套管頭(1)cameron公司產(chǎn)品 緊湊式套管頭。 cameron公司緊湊式套管頭，是將多

14、層套管頭的殼體制成一體，內(nèi)部各層懸掛器通過相互承載傳遞重量，體積小，節(jié)約材料和連接件，減輕自身重量。 套管掛。 cameron公司生產(chǎn)的套管掛主要有aw、wc、jm、ca、cam、fr、brx一2等類型，可根據(jù)不同油井情況和套管與cameron wf型套管頭殼體和wf型套管四通相配合。 aw型套管掛是中等容量的整體式套管掛，具有雙唇型的密封環(huán)，通過擰緊內(nèi)六角螺栓可實(shí)現(xiàn)人力增能。 wc型和fr型套管掛也是中等容量的套管掛，二者的卡瓦都圍繞著套管而鎖緊并座入套管頭殼體內(nèi)，密封件則是在卡瓦座入和套管被切斷后才裝配到套管上方的。wc型套管掛密封件的內(nèi)部有夾層式的套管密封，可通過擰緊內(nèi)六角螺栓而實(shí)現(xiàn)人力

15、增能，而fr型套管掛的“o”形套管密封圈則是自動(dòng)增能的。 jm型套管掛可安全可靠地懸掛長(zhǎng)套管柱，其環(huán)形密封可封住高達(dá)68.9mpa的壓力，即使在高溫下也是一樣。jm型套管掛上的“有帽螺栓增能式”環(huán)形密封(cap energized annulus seal)可把測(cè)試壓力載荷與套管壓力載荷相互隔開。jm卡瓦和密封總成的外圓錐面加工成齒形則是為了通過限制套管向下運(yùn)動(dòng)來防止套管管端的頸縮過大。jm型套管掛的卡瓦和密封總成是整體環(huán)繞式的，環(huán)形密封很容易安裝，只需很小的力即可達(dá)到完全增能密封的效果。 ca和cam型套管掛都是環(huán)繞式整體卡瓦和密封組合，二者的共同特點(diǎn)是具有環(huán)形密封，這種密封可由套管的重量作

16、用而自動(dòng)增能；它們都有上、下卡瓦，并可把套管載荷分布到上、下卡瓦上以減小管子的偏斜。 ca型是一種高容量(hihg一capacity)套管掛，可用于279mm、346mm、425mm和1080mm的套管尺寸。 cam型是帶有加強(qiáng)卡瓦座的高性能的套管掛，可承受極大的套管載荷而只有最小的套管偏斜，可用于絕大多數(shù)的套管尺寸。 brx-2型套管掛是螺紋懸掛式的管掛，使用時(shí)需用專用的brx一2型工具。 (2)意大利breda公司產(chǎn) 套管頭。 意大利breda公司套管頭分為nbs型和nsb型兩種。 nbs型是常規(guī)選用，帶有標(biāo)準(zhǔn)法蘭和兩個(gè)180。的對(duì)稱側(cè)口，底部采用螺紋與表層套管連。 nsb型是典型的陸地套

17、管頭，與nbs型所不同的是表層套管與nsb型套管頭采用的是焊接連接方式。 套管掛。 breda公司套管掛分為cmbns型和cnbfns型。 cmbns型配套用于nsb型套管頭或四通，這種結(jié)構(gòu)通過抱合套管下放至殼體內(nèi)，采用鉸鏈插銷機(jī)構(gòu)原理，在現(xiàn)場(chǎng)安裝，需另加主副密封機(jī)構(gòu)。 cnbfns型屬于自動(dòng)激發(fā)密封，通過懸掛套管重量，激發(fā)懸掛器內(nèi)密封元件，實(shí)現(xiàn)卡瓦與本體，套管頭與卡瓦間的密封。 (3)vetco、gray公司產(chǎn)品 快速連接裝置vgloc tm connector卡瓦連接方式。 這種連接是當(dāng)表層套管固井候凝時(shí)，根據(jù)鉆井設(shè)計(jì)套管頭的安裝高度，切割表面套管，水平套入套管頭，通過上緊底部支承螺柱，壓

18、緊卡瓦切入套管表層，從而達(dá)到連接作用。 套管懸掛器。 vetco、gray公司公司套管懸掛器有mandrel型、we型和w型三種。這三種懸掛器可根據(jù)工況的不同而適用于不同的場(chǎng)合。 mandrel型為心軸式懸掛器，其密封區(qū)域控制錐面與對(duì)應(yīng)的錐面接觸，強(qiáng)制金屬對(duì)金屬的密封，同時(shí)，懸掛器上端的加長(zhǎng)頸與井口部件底部的錐面，形成金屬對(duì)金屬密封。 we型設(shè)有平動(dòng)密封，當(dāng)擰緊螺帽時(shí)，便把壓縮板拉到卡瓦座圈上，壓縮密封元件，從而形成卡座圈密封和懸掛器與套管之間的密封。 w型被公認(rèn)為是最可靠的自動(dòng)重量坐定懸掛器，它可自由活動(dòng)，當(dāng)它承受套管重量時(shí)，就密封環(huán)形空間，一只正向金屬活動(dòng)器限制套管卡瓦座圈的移動(dòng)，并防止密

19、封擠出。 1.3.3油管頭系列 油管頭由油管頭四通、油管懸掛器、盤根裝置、頂絲、閘閥、壓力表和法蘭組成。裝在套管頭上面，主要承受油管柱內(nèi)的壓力、承受油管柱和采油(氣)樹以及其它裝置的負(fù)荷。 (1)f.m.c公司產(chǎn)品 f.m.c公司電潛泵油管頭裝置中油管掛內(nèi)的油管懸掛器，利用增加裝穿電纜裝置來實(shí)現(xiàn)電潛泵的采油作業(yè)。這種形式的電纜接頭，根據(jù)電壓、電流、工作溫度分為多種級(jí)別供用戶選擇，電壓從30005000v，電流分別為70、125、140、164a，工作溫度從60178?c。 1一g級(jí)電潛系統(tǒng)，適用于標(biāo)準(zhǔn)f.m.c的tc型油管頭，用直徑178mm生產(chǎn)套管帶全壓和金屬密封技術(shù)，69mm的eue油管1

20、#awg接頭電纜，5kv一140a供電系統(tǒng)，上下pigtail接頭可拆卸，優(yōu)質(zhì)加長(zhǎng)密封區(qū)域以保證pigtail上下接頭的壓力及水密封。同時(shí)，配備壓縮型橡膠在特別的高溫情況下可靠工作，配備可調(diào)節(jié)的可調(diào)式內(nèi)部控制閥調(diào)節(jié)正常壓力。 1一m型，適用于f.m.c公司tcb型直徑為170ram生產(chǎn)套管(或更小)和直徑為69mm的eue油管(或更小)。 f.m.c公司1一a、1一s電潛油管頭系統(tǒng)適用于api 6a工作壓力最大至68.9mpa含h2s、c02的工況下，標(biāo)準(zhǔn)f.m.c的tc型或tcm型油管頭。 (2)意大利breda公司產(chǎn)品 油管頭。 意大利breda公司油管頭有dp70、dp4、dp7三種類型

21、。各種類型的法蘭規(guī)格均較齊全，側(cè)面均為法蘭栽絲連接形式，下法蘭的兩次密封采用y形結(jié)構(gòu)。 dp70適合單油管懸掛。 dp4適合雙油管懸掛，其四通殼體增設(shè)緊頂螺釘，控制雙管懸掛的方向和位置。 dp7型適合多油管懸掛，在其四通殼體上有四只緊頂螺釘，以控制懸掛器的安裝方向和深度。 懸掛器。 可分為dp4hs ms型、b8m型和dp4h5型。 dp4hs ms型油管懸掛器為潛油電泵作業(yè)使用，為井下潛油泵電纜提供了可靠的封隔裝置，懸掛器本體與油管連接，電纜心軸插入并固定，底部輸出端連接裝置與心軸連接，固定螺釘按位置鎖緊懸掛器。 b8m型為纏繞式懸掛器結(jié)構(gòu)，配備tsb型球形單向背壓閥，通過上緊上法蘭頂絲，減

22、小盤根、密封與殼體及油管之間的間隙。dp4h5型為伸長(zhǎng)頸結(jié)構(gòu)，帶井下安全閥及控制管線接口。 (3)cameron公司產(chǎn)品 n型油管掛。 cameron公司n型油管掛有n型心軸式和nrfc式2種類型。 n型心軸油管掛的特點(diǎn)具有壓縮式環(huán)形密封，可通過油管柱的重量或鎖緊螺栓來增能，可帶有背壓閥，用來封閉油管，利用關(guān)井壓力完井。此外，它還帶有延伸的頸部，這種延伸頸部設(shè)計(jì)，提供了二次環(huán)形和一種進(jìn)行外部測(cè)試初始密封及連接的手段。延伸頸部共有3種類型：延伸平滑頸、延伸密封頸和帶有備用控制管道的延伸密封頸。 n型rfc油管掛是一種纏繞密封式懸掛器，這種密封可通過擰緊油管四通的鎖緊螺栓而增能，適用于工作壓力高達(dá)

23、103mpa的工作條件。 mtbs油管油管掛。 cameron mtbs油管掛適用于工作壓力高達(dá)103 mpa的工作條件。它具有大通徑，其環(huán)形密封被徑向地?cái)D入密封部位，當(dāng)油管掛由與之配對(duì)的錐座內(nèi)提起時(shí)，環(huán)形密封就自動(dòng)地恢復(fù)到原狀。油管掛的上密封是一種壓力增強(qiáng)的金屬“u”形帽式的雙向密封，因而不再需要其它的輔助密封。油管掛的延伸頸部設(shè)計(jì)，可確保金屬“u”形帽式密封在安裝時(shí)對(duì)中可靠。 cevoy ms型油管掛。 mcevoy ms型油管掛適用于138mpa和207mpa的工作條件，其延伸頸部設(shè)計(jì)為了便于安裝采油樹，采用可變形的支撐環(huán)而不再需要其它的測(cè)量和調(diào)試裝置。使用雙向密封，且不需要將密封環(huán)壓入

24、接合密封面即可形成金屬對(duì)金屬的密封。當(dāng)重新使用油管掛時(shí)，只需將密封和支撐環(huán)更換即可。 懸掛器。 cameron公司dcp懸掛器有dcp雙油管懸掛器和dcp單油管懸掛器2種類型。 dcp雙油管懸掛器是帶有d型環(huán)形密封的拼合心軸式懸掛器，通過密封填料注入孔，把塑料密封注入四通的頂法蘭內(nèi)，從而使這些密封增能，有2個(gè)支撐銷支撐這兩部分并使之對(duì)中。 dcp單油管懸掛器是心軸式的懸掛器，適用于dcps油管四通。二者配套，可用于雙層完井。 1.3.4.采油(氣)樹 指井口裝置總閘門以上的主體部分，外形像樹，所以叫采油(氣)樹，主要由套管閘門、總閘門、生產(chǎn)閘門、清蠟閘門、油管四通或三通、油嘴等部件組成。其作用

25、是控制和調(diào)節(jié)油井的自噴生產(chǎn)，引導(dǎo)噴出的油氣進(jìn)入輸油管線，保證錄取油壓、套壓、計(jì)量油、氣產(chǎn)量、取樣及清蠟等工作。近年來主要發(fā)展整體式結(jié)構(gòu)，海洋平臺(tái)采油作業(yè)，由于受平臺(tái)面積及鉆井成本等的限制一般首先選用整體式結(jié)構(gòu)。 意大利breda公司生產(chǎn)的整體采油樹有s型和d型2種。 s型適用于單管井口裝置，s-1型為主閥+單閥+四通+清蠟閥組合結(jié)構(gòu)，s-2型為雙主閥+四通組合結(jié)構(gòu)，s-3型為雙主閥+四通+清蠟閥結(jié)構(gòu)。d-1、d-2、d-3和s型相似。 d型適用于雙管井口裝置。 1.3.5.水下井口裝置 這種井口不是安裝在海底，而是在海水中，像自升式鉆井船一樣，用幾個(gè)樁腿支撐在海水中，而在海底泥面上有一個(gè)簡(jiǎn)單的

26、關(guān)閉裝置。用這種井口裝置作業(yè)工藝較為簡(jiǎn)單，且遇到井涌時(shí)可以較安全地進(jìn)行井口操作。 1.3.6.防火井口裝置 cameron防火井口和采油樹裝置特點(diǎn)是從油管四通的下卡箍直到上主閥共同形成一個(gè)殼層，在油管掛(一直延伸到油管掛頸部)和主閥體之間，在油管掛體和油管頭四通之間，以及在油層套管掛和油管頭四通之間，均有金屬對(duì)金屬的防火密封。油管頭四通與防火環(huán)形閥做成一個(gè)整體以減少連接件的數(shù)目。主截?cái)嚅y到油管頭四通以及油管頭四通到套管頭四通間的連接均采用cameron重型防火卡箍。這種卡箍具有厚壁結(jié)構(gòu)，在著火時(shí)，可起到“冷源”作用。螺栓組合凹入到卡箍凸緣的螺孔內(nèi)，這樣可避免溫度升高時(shí)，直接暴露在火焰中的螺栓和

27、螺帽的連接作用因著火而削弱。防火的上主閥和下主閥上都包括一種易熔材料，這種易熔材料僅在規(guī)定的溫度時(shí)熔化。 1.3.7水下采油樹 vetco、gray公司s型水下采油樹用于鉆井平臺(tái)或淺水浮動(dòng)鉆井裝置，水深一般小于90m，配有人井工具和修井工具，油管掛、井口及防噴器組無需定向，鉆桿柱及油管上接立管無需專用的定向立管，固定關(guān)閉環(huán)形單流閥無需電纜環(huán)形堵頭，組合式閥體使得連接增強(qiáng)，減少密封，生產(chǎn)管線連接及修井控制連接由操作工人進(jìn)行，井口連接和閥門可進(jìn)行遠(yuǎn)程液控系統(tǒng)操作第2章 采油樹的分類2.1 引用標(biāo)準(zhǔn)本設(shè)計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是中華人們共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) sy 515693。2.2 結(jié)構(gòu)形式采油井口裝置結(jié)

28、構(gòu)形式是按其連接形式區(qū)分的，有螺紋式，法蘭式和卡箍式，分別見圖2-1，圖2-2和圖2-3。圖2-1 螺紋式采油井口裝置1四通；2節(jié)流閥；3截止閥；4、6壓力表；5總閥；7油管頭；8套管閥；9、10套管頭；11表層套管；12生產(chǎn)套管；13油層套管；14油管圖2-2 法蘭式采油井口裝置1截止閥；2四通；3、4節(jié)流閥；5閘閥；6壓力表；7油管頭；8、9套管頭；10表層套管；11生產(chǎn)套管；12油層套管；13油管截止閥；2四通；3節(jié)流閥；4壓力表；5閘閥；6油管頭；7、8套管頭；9油層套管；10生產(chǎn)套管；11油層套管；12油管圖2-3 卡箍式采油井口裝置1截止閥；2四通；3節(jié)流閥；4壓力表；5閘閥；6油

29、管頭；7、8套管頭；9油層套管；10生產(chǎn)套管；11油層套管；12油管閘閥的基本形式有：卡箍式閘閥，法蘭式閘閥，分別見圖2-4，圖2-5。 圖2-4 卡箍式閘閥 圖2-5 法蘭式閘閥 2.3 基本參數(shù)2.3.1 此標(biāo)準(zhǔn)采油樹的規(guī)范級(jí)別 本標(biāo)準(zhǔn)由四個(gè)規(guī)范級(jí)別，即psl1，pls2，pls3和pls4。規(guī)范級(jí)別的確定，應(yīng)按下表規(guī)定：酸性環(huán)境不是是是是不是是高濃度硫化氫不是不是是不是不是是井口裝設(shè)的潛在影響無無無有有有產(chǎn)品規(guī)范級(jí)別額定工作壓力mpa35psl1psl1psl2psl2psl1psl370psl2psl2psl3psl3psl3psl 4105psl3psl3psl 4psl 4psl

30、4psl 4(1) 是否為酸性環(huán)境：含有水和硫化氫的天然氣，當(dāng)氣體總壓力等于或大于448kpa，氣體中的硫化氫分壓力等于或大于0.345kpa時(shí)的酸性天然氣系統(tǒng)；或當(dāng)天然氣與油之比大于1000立方米/噸的含水和硫化氫的天然氣-油系統(tǒng)，以及天然氣與油之比等于或小于1000立方米/噸時(shí)，其總壓力大于1.828mpa，天然氣中硫化氫分壓力大于0.345kpa，或天然氣中硫化氫分壓力大于69kpa，或天然氣中硫化氫體積含量大于15%的含水和硫化氫的天然氣-油系統(tǒng)，統(tǒng)稱為酸性環(huán)境。 (2) 是否為高濃度硫化氫：100mg/l的硫化氫的暴露距井口半徑距離大于15m，即為高濃度硫化氫。 (3) 在下列情況下

31、是井口裝置有裝設(shè)的潛在影響：a.100mg/l的硫化氫的暴露半徑距井口距離大于15m，并有住宅商業(yè)區(qū)，學(xué)校，醫(yī)院，公共建筑，公園及道路等區(qū)域；b.500mg/l的硫化氫的暴露半徑距井口距離大于15m，并有上述區(qū)域及道路。c.井位于公園，野生保護(hù)區(qū)或市區(qū)內(nèi)；d.井距離明火或火焰燃燒設(shè)備46m以內(nèi)；e.井距離公路小于15m；f.井位于給水區(qū)；g.井位于內(nèi)陸航運(yùn)河道附近；h.井位距離住宅小于106m。(4) 額定工作壓力 14 mpa。(5) 采油樹的連接用螺紋的額定工作壓力應(yīng)符合gb 9253.2,gb 9253.3和gb 9253.4的規(guī)定。2.3.2 基本參數(shù)綜合上述，主要技術(shù)參數(shù)如下： 外形

32、尺寸lwh 2240mm380mm1660mm 總質(zhì)量m/kg 556 最大工作壓力pmax/mpa 20 密封壓力ps/mpa 20 強(qiáng)度試壓pt/mpa 28 測(cè)試孔通徑dt/mm 35 觀察孔直徑do/mm 47 適用套管尺寸dc/mm 154 適用油管尺寸dot/mm 66 閥門形式 閘板閥2.4 主要技術(shù)參數(shù)的確定采油井口裝置的常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算，按國標(biāo)及api的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，以下為特殊部件的有關(guān)參數(shù)的算式。2.4.1 油套環(huán)空最小流道的確定在滿足油井正反洗井排量要求時(shí)，確定其節(jié)流壓力損失不超過0. 1 mpa。依據(jù)管道管咀的算式2： (2-1)式中：q流量，m3/h；a管咀流量

33、系數(shù)，取a=0.97；d管咀直徑，mm；p壓力損失，mpa；流體密度，kg/m3；經(jīng)計(jì)算并兼顧鑄造工藝，取d=30 mm，其計(jì)算結(jié)果為: p=0.1mpa時(shí)，q=34. 9m3/h。即油套環(huán)空流道設(shè)計(jì)為30mm,其流量為35 m3/h時(shí)，壓力損失不超過許用值，滿足生產(chǎn)工藝要求。2.4.2 油套環(huán)空流道斷面最小壁厚校核由鑄造及加工工藝選定流道最小斷面的壁厚為10 mm。因該流道只承受內(nèi)壓產(chǎn)生的徑向應(yīng)力，其強(qiáng)度校核為2： (2-2) (2-3)式中：設(shè)計(jì)工作壓力，mpa；s鋼材屈服極限（取s=550 mpa），mpa；許用應(yīng)力，mpa；p流道設(shè)計(jì)壓力（取p=35 mpa），mpa；d流道內(nèi)徑（取d

34、=30mm），mm；焊縫系數(shù)（=1）；壁厚（取=10mm），mm；c腐蝕余量（取c=1mm），mm；k材料均質(zhì)系數(shù)（取k=0.85）；m工作條件系數(shù)(取m=0.87)；n過載系數(shù)（取n=1.1）；經(jīng)計(jì)算得：=53.3 mpa，=369.8 mpa，即，斷面安全。2.4.3 油管掛強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)的油管掛起連通生產(chǎn)閥門的三通作用(圖)，其斷面受拉應(yīng)力作用的強(qiáng)度校核為1： 1內(nèi)徑 2通徑 3外徑圖2 油管掛斷面圖式中：f橫截面所受軸向應(yīng)力，n； a橫截面積。cm3。 設(shè)井深為1500 m,英寸平式油管。最大工作壓力為25mpa，計(jì)算結(jié)果為：= 65mpa，即，油管掛設(shè)計(jì)安全。第3章 防盜型偏心采油樹總

35、體方案論證與選擇3.1防盜偏心采油樹的基本結(jié)構(gòu)與工作原理目前,陸地油田抽油機(jī)井普遍采用型偏心井口。該井口具有油管掛可自由旋轉(zhuǎn)、便于解卡、設(shè)有測(cè)試孔,停機(jī)即可環(huán)空測(cè)試、施工不動(dòng)地面管線、與井下開關(guān)配套使用、實(shí)現(xiàn)不壓井作業(yè)等諸多優(yōu)點(diǎn)。但由于沒有防盜功能，安裝在野外易被不生分子偷盜，一旦被盜，輕者造成停產(chǎn)，重則能引起井噴火災(zāi)等事故，給國家財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。為此設(shè)計(jì)防盜型偏心采油樹，防盜型偏心采油樹，在原采油樹基礎(chǔ)上，進(jìn)行防盜設(shè)計(jì)，將部分外露閘閥改為內(nèi)置式，并且閘閥閥門螺栓應(yīng)用非常規(guī)多邊型螺栓，使市面普通工具無法進(jìn)行裝卸，不僅具有原有功能，還具有防盜功能，并且無需高成本制造，這樣可以使油田大大降低油井

36、石油被盜率，保護(hù)油田正常工作。3.1.1 基本結(jié)構(gòu)防盜型偏心井口由光桿密封器(包括73mm膠皮清蠟閘門和73mm盤根盒)、測(cè)試閘門、油管掛體、油管掛、8134推力球軸承、套管法蘭、上法蘭、球形墊環(huán)、閘閥及配件組成。油管掛以73mm油管螺紋,上部與光桿密封器相聯(lián)、下部與井下油管柱聯(lián)接。通過7320ac角接觸球軸承安裝在油管掛體上,卸下螺栓,可實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)。油管掛與油管掛體之間采用o形密封圈密封,以保證抽出的油和從地層中產(chǎn)生的氣體不相混合,按各自的通道流動(dòng)。在油管掛體和套管法蘭之間設(shè)有球形墊環(huán),使井口在安裝時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)中。該墊環(huán)上部與油管掛體采用o形密封圈密封,下部與套管法蘭直接用鋼環(huán)密封。閘閥螺栓為

37、不規(guī)則多邊型，使普通工具無法輕易拆卸。3.1.2 工作原理 抽油機(jī)井在正常工作時(shí),抽油泵抽出的油經(jīng)油管柱到達(dá)油管掛體的環(huán)形空間,由側(cè)孔進(jìn)入出油閥門a到地面管線。從地層中產(chǎn)生的氣體,經(jīng)過油管與套管的環(huán)形空間到達(dá)井口,再從油管掛體下部的側(cè)斜孔,經(jīng)過閥門b進(jìn)入套管放氣閥,套管放氣閥可實(shí)現(xiàn)定壓放氣。抽油機(jī)井需要測(cè)試時(shí),可打開測(cè)試閥門,測(cè)試儀器通過測(cè)試閥門、測(cè)試孔下到井下。因卸下上法蘭螺栓后,可自由旋轉(zhuǎn)油管掛,所以,能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)空測(cè)試。井下作業(yè)時(shí),只要擰下上法蘭的螺栓,將上法蘭和油管掛提起即可進(jìn)行油井作業(yè)。3.2 低矮型偏心采油樹方案概述與論證本方案的論證主要針對(duì)低矮型偏心采油樹的主要零部件，包括：1.調(diào)

38、心盤根盒的方案選擇。2.光桿密封器的方案選擇。3.井口采油樹本體四通的方案選擇。4.偏心油管掛的方案選擇。5.套管法蘭的方案選擇。6.管接頭的方案選擇。下面分述他們的論證與選擇：1.調(diào)心盤根盒的方案選擇：(1)調(diào)心盤根盒的作用與原理：目前，抽油機(jī)井井口使用的光桿密封器大是幾十年不變的老產(chǎn)品，存在許多需要改進(jìn)的問題。抽油機(jī)井井口調(diào)偏裝置作為井口裝置的一種新型產(chǎn)品，能夠很好地解決井口偏心問題，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果明顯。安裝抽油機(jī)時(shí)，要求抽油光桿與井口密封裝置同軸心，而實(shí)際上不可能沒有誤差。抽油機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，因受各種因素的影響，大多數(shù)油井抽油光桿的軸心會(huì)發(fā)生不同程度的位移和偏斜?，F(xiàn)場(chǎng)資料表明，光桿最大位

39、移達(dá)50mm,偏斜角度為3-5。由于原有井口密封裝置無法調(diào)整，抽油光桿與密封器盤根發(fā)生偏磨，盤根嚴(yán)重磨損導(dǎo)致漏油。另外，損壞光桿偷油的現(xiàn)象也比較嚴(yán)重。若光桿被砍出毛刺后，毛刺隨光桿的上卜運(yùn)動(dòng)而劇烈地切割盤根，使盤根失去密封性能，導(dǎo)致井口大量跑油?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)這些現(xiàn)象后只有更換盤根，換盤根時(shí)需停井、放空，不但嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)，污染井場(chǎng)環(huán)境，而目_增加維護(hù)作業(yè)費(fèi)用和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。井口調(diào)偏裝置從根木上解決了井口偏心問題。(2)調(diào)心盤根盒的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求：依上所述，盤根盒的設(shè)計(jì)主要是能夠滿足調(diào)偏與密封，因此決定采用萬向球頭機(jī)構(gòu)，主要由內(nèi)部球頭，球頭座，球頭壓蓋及“o型密封圈組成。耐壓可達(dá)31.5m

40、pa。當(dāng)抽油光桿與井口發(fā)生偏斜時(shí)，抽油光桿能帶動(dòng)球頭做相應(yīng)的擺動(dòng)，使密封器中心與抽油光桿中心始終保持同軸心，其調(diào)偏范圍為015度。2光桿密封器的方案選擇：(1)光桿密封器的作用與原理：以往的采油井口裝置存在以下幾點(diǎn)不足:一是不能自動(dòng)調(diào)偏，操作較復(fù)雜;二是密封效果較差;三是抽油光桿磨損也比較嚴(yán)重;四是無防盜功能。針對(duì)以上四個(gè)問題， 形成了初步的設(shè)計(jì)構(gòu)思和研制技術(shù)要點(diǎn):采用萬向球頭原理，解決其自動(dòng)調(diào)偏間題;對(duì)密封件的結(jié)構(gòu)形式及材料都做了較大技術(shù)改進(jìn)，并采用多級(jí)密封方式，進(jìn)一步增強(qiáng)密封性能;在球頭中采用耐磨尼龍材料，減輕對(duì)抽油光桿的磨損;增設(shè)防松卸機(jī)構(gòu)，具有防盜功能。其主要技術(shù)指標(biāo)是:額定工作壓力定

41、為25mpa，能滿足所有井口壓力要求。其獨(dú)特的密封方式和專用的密封材料，能確保使用壽命達(dá)到12一18個(gè)月。(2)光桿密封器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求：依上所述，光桿密封器的設(shè)計(jì)主要是滿足密封的作用，而且要具有足夠的耐壓強(qiáng)度，以防止發(fā)生井噴。3井口采油樹本體四通的方案選擇： 常用的油管和套管四通有三種形式即：法蘭式四通，螺紋式四通，卡箍式四通三種，本次設(shè)計(jì)所采用的為法蘭式四通，此類四通應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，密封性能優(yōu)良。 井口采油樹本體四通的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求：在設(shè)計(jì)四通的過程中要重點(diǎn)考慮其選材方面的問題，因?yàn)樵诖嗽O(shè)計(jì)中四通不僅要抵抗油液的長(zhǎng)期浸泡，好要長(zhǎng)期的抵抗氣體的腐蝕。 4偏心油管掛的方案選擇

42、：(1)油管掛的作用與原理：油管掛的主要作用是連接油管與測(cè)試裝置的管掛體，承受全部的油管重量，按照中華人們共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) sy5158-93，油管掛與油管的中心距離為17mm，偏心井口是抽油井(指有桿泵采油井)進(jìn)行環(huán)空測(cè)試的專用井口。其主要功能是利用該井口將井筒內(nèi)的油管柱移靠在套管內(nèi)壁一側(cè)，使油管柱兩側(cè)的間隙集中于一側(cè)，擴(kuò)大下井儀器起下的通道，減少起下井儀器的困難，利用該井的可轉(zhuǎn)動(dòng)特性，排除電纜(或鋼ll)和下井儀器在環(huán)空起下過程中隨時(shí)都可發(fā)生的遇阻、遇卡和纏繞油管柱的故障，確保環(huán)空起下工藝及環(huán)空測(cè)試的成功。所以，偏心井口是開展環(huán)空測(cè)試工作的前提，是環(huán)空測(cè)試技術(shù)成敗的關(guān)鍵。(2)偏心

43、油管掛的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求：為確保單轉(zhuǎn)動(dòng)偏心井口具有良好的轉(zhuǎn)動(dòng)特性.在偏心井口設(shè)計(jì)中.還設(shè)計(jì)了相配套的機(jī)件。 a)在偏心井口上部的出油立管柱上，設(shè)計(jì)了“括動(dòng)接頭”。在轉(zhuǎn)動(dòng)油管掛時(shí).活動(dòng)接頭上部的立管及出油二通管線不跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。因而.實(shí)現(xiàn)了不拆除地而管線的轉(zhuǎn)動(dòng)。 b)在套管頭法蘭的下部.設(shè)計(jì)了一個(gè)直徑為3英寸的規(guī)察孔。.可以從孔中窺視電纜(或鋼絲)纏繞油管柱的方向.也方便使用工具排除電纜(或鋼絲)的纏繞。 c)在偏心油管掛月牙形平而上最寬闊的部位.設(shè)計(jì)了供下井儀器進(jìn)出油、套管環(huán)形空間的“測(cè)試孔”。 d)在測(cè)試孔”上的防噴短節(jié)上.設(shè)計(jì)了1個(gè)1 1/4英寸的雙翼膠皮防噴閘門。 單轉(zhuǎn)動(dòng)偏心井口和上述諸機(jī)件相

44、配套使用.充分發(fā)揮了該井口的偏心”和可轉(zhuǎn)動(dòng)”2大優(yōu)點(diǎn)。使環(huán)空起下工藝中長(zhǎng)期未能得到解決的粗、卡、纏”技術(shù)難題得到了方便的排除。 5套管法蘭的方案選擇： 法蘭的結(jié)構(gòu)型式有:板式平焊、帶頸對(duì)焊、整體、螺紋、翻邊松套、對(duì)焊環(huán)松套、平焊環(huán)松套、等七種。密封面有:突面、全平面、凹凸面、樺槽面、橡膠環(huán)連接、透鏡面、焊唇密封等七種。幾種法蘭常見結(jié)構(gòu)形式的具體介紹：(1) 板式平焊法蘭板式平焊法蘭由于取材方便，是化工部門過去廣泛使用的管法蘭型式。由于板式平焊法蘭的剛性較差，在螺栓力作用下，法蘭變形引起密封面的轉(zhuǎn)角而導(dǎo)致接頭泄漏。因此在編制hgj45板式平焊法蘭時(shí)將其壓力等級(jí)限制在pn1.0mpa，并規(guī)定不得用

45、于有毒、易燃易爆和較高真空度要求的化工工藝配管系統(tǒng)。(2) 帶頸平焊法蘭和承插焊法蘭與帶頸對(duì)焊法蘭相比，帶頸平焊法蘭或承插焊法蘭的頸部高度較低，所以法蘭的生產(chǎn)采用滾軋或模鍛工藝，比高頸法蘭簡(jiǎn)單。法蘭上增加了短頸對(duì)提高法蘭的剛度，改善法蘭的承載能力都大有益處。近年來引進(jìn)的石油化工裝置中普遍使用這兩種結(jié)構(gòu)型式。另一方面，帶頸平焊法蘭或承插焊法蘭采用角焊或部分焊透填角焊縫的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)安裝較方便。對(duì)施工單位更可省略焊縫拍片探傷的工序，所以較受歡迎。(3) 整體法蘭整體法蘭廣泛地應(yīng)用于閥門、泵的設(shè)計(jì)中，在配管設(shè)計(jì)中經(jīng)常要碰到，因此為了保證標(biāo)準(zhǔn)的完整性，便于設(shè)計(jì)、制造、使用部門的應(yīng)用，整體法蘭的品種以及整

46、體法蘭的適用壓力范圍和公稱通徑范圍都比較廣泛，整體法蘭的密封面型式有全平面、突面、凹凸面、樺槽面和環(huán)連接面等五種。(4) 帶頸對(duì)焊法蘭帶頸對(duì)焊法蘭俗稱高頸法蘭，是承載能力最好的法蘭型式，也是化工工程設(shè)計(jì)中廣泛使用的法蘭型式。(5) 螺紋法蘭螺紋法蘭是工程建設(shè)中廣泛使用的一種法蘭結(jié)構(gòu)型式，其具有現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，不需焊接的優(yōu)點(diǎn)。螺紋法蘭采用的螺紋型式有按gb7306規(guī)定的550圓錐內(nèi)螺紋rc，550圓柱內(nèi)螺紋rp及按gb/t12716規(guī)定的600圓錐管螺紋npt等三種?？紤]到螺紋法蘭的結(jié)構(gòu)特性，因此不宜用于易燃、易爆和高度以及極度危害的場(chǎng)合。(6) 對(duì)焊環(huán)松套法蘭和平焊環(huán)松套法蘭 對(duì)焊環(huán)松套法蘭和平

47、焊環(huán)松套法蘭主要適用于具有腐蝕性介質(zhì)的管道系統(tǒng)。法蘭和對(duì)焊環(huán)、平焊環(huán)可以采用不同的材料，所以能節(jié)省不銹鋼的用量，降低法蘭成本，提高使用性能。根據(jù)實(shí)際情況和目前現(xiàn)場(chǎng)的使用情況分析，套管法蘭的選取上述法蘭類型中的螺紋法蘭，其結(jié)構(gòu)見圖3-2：圖3-2 螺紋式套管法蘭6.管接頭的方案選擇：管接頭的種類很多，從接頭的通路上來看：有直通，直角，三通等形式；從油管與管接頭的連接方式看：有焊接式，卡套式，管端擴(kuò)口式，扣壓式 等形式；從管接頭與機(jī)體的連接方式看；有螺紋式，法蘭式，等形式；此外，還有各種滿足特殊用途的結(jié)構(gòu)形式。焊接式管接頭用在鋼管連接中，這種管接頭連接牢固，利用球面進(jìn)行密封簡(jiǎn)單而可靠，缺點(diǎn)是裝配時(shí)

48、球形頭應(yīng)與油管焊接，因而必須采用厚壁鋼管?？ㄌ资戒摴芙宇^也用在鋼管連接中。這種管接頭利用卡套卡住油管進(jìn)行密封，軸向尺寸要求不嚴(yán)拆裝方便，不需事先焊接或擴(kuò)口，但對(duì)于油管的徑向尺寸精度要求比較高（要用精度高的冷拔鋼管做油管）。擴(kuò)口式管接頭，適用于銅管和薄壁鋼管，也可利用其來連接尼龍管和塑料管。這種管接頭利用油管管端的擴(kuò)口在管套的緊壓下進(jìn)行密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于低壓系統(tǒng)。直角接頭為卡套式管接頭，連接鋼管，另一端通過螺紋與液壓元件相連。這種管接頭在連接管道時(shí)不受方向性的影響，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。扣壓式管接頭，用來連接高壓軟管。這種管接頭在中，低壓系統(tǒng)中得到應(yīng)用。以上介紹的幾種管接頭為常用的幾種，本次設(shè)計(jì)的采

49、油樹的整體連接方式采用卡箍的形式，所以采用扣壓式管接頭。第4章 采油井口測(cè)試結(jié)構(gòu)裝置的設(shè)計(jì)目前，油田在用的采油測(cè)試井口裝置，用途單一、功能單一，存在以下缺點(diǎn):(1)旋轉(zhuǎn)不靈活，測(cè)試?yán)щy，遇卡遇纏繞處理困難;(2)由于油管和抽油桿之間軸向位置相對(duì)固定加之井筒不直，致使兩者不可避免的產(chǎn)生偏磨，而這種摩擦集中在油管的內(nèi)壁某一直線或部位上，使得這些部位的油管迅速磨損，致使油管報(bào)廢。采用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)井口靠人工控制油管的旋轉(zhuǎn)，不僅耗費(fèi)大量的人力，且不能保證油管內(nèi)壁均勻磨損。采用單一旋轉(zhuǎn)井口裝置，安裝復(fù)雜，功能少，生產(chǎn)成本高，效率低下;(3)無油套氣回收裝置，造成資源浪費(fèi)，阻礙油井產(chǎn)量提高。綜合上述問題，在本次

50、設(shè)計(jì)中采用了旋轉(zhuǎn)油套氣回收環(huán)空測(cè)試井口裝置，較好的解決了上述問題。4.1 工作原理4.1.1 主體及測(cè)試部分工作原理 環(huán)空測(cè)試旋轉(zhuǎn)油套氣回收井口是一種由主偏心座及油管掛安裝在推力軸承上組成的雙回轉(zhuǎn)測(cè)試井口，該裝置油管掛旋轉(zhuǎn)可使測(cè)試鋼絲繞油管中心旋轉(zhuǎn)，可解決鋼絲在測(cè)試過程中發(fā)生纏繞的難題。而當(dāng)主偏心座旋轉(zhuǎn)時(shí)，可使測(cè)試孔偏移到套管一側(cè)，為測(cè)試儀器提供最大下井空間，方便測(cè)試。 4.1.2 油管掛旋轉(zhuǎn)工作原理 利用抽油機(jī)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，當(dāng)抽油桿向下移動(dòng)時(shí)，固定在抽油桿上的方卡接觸到頂桿，帶動(dòng)棘輪做圓周運(yùn)動(dòng)，并使棘輪同軸的蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸桿和蝸輪相互嚙合，使得蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)油管掛和油管做圓周運(yùn)動(dòng)。抽

51、油桿向上移動(dòng)時(shí)，在壓縮桿內(nèi)彈簧的作用下，使得壓縮桿復(fù)位。如此循環(huán)，利用抽油機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)作為動(dòng)力，帶動(dòng)油管旋轉(zhuǎn)，從而使油管和抽油桿均勻摩擦，偏磨減少，延長(zhǎng)油管使用壽命。4.1.3 油套氣回收工作原理 旋轉(zhuǎn)油套氣回收環(huán)空測(cè)試井口裝置安裝在油井井口后，進(jìn)入套管環(huán)形空間的天然氣，經(jīng)油管掛的天然氣回收口、閥座中間孔道，當(dāng)壓力增加到1.5一5 m pa時(shí)，便可頂開閥體，經(jīng)過回收孔道進(jìn)入油管孔道得到回收。若油套管環(huán)形空間內(nèi)的天然氣壓力低于1.5一5 mpa，在彈簧的作用下，閥體會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止回收?；厥臻y的控壓功能主要是通過調(diào)節(jié)圓柱彈簧的壓縮力來實(shí)現(xiàn)的(調(diào)節(jié)范圍1.5一5 mpa)。既要維持套管內(nèi)有1.5一5 m pa以下壓力，保證油井正常采油，又要防止套空間回流，保證油井作業(yè)正常進(jìn)行。正常采油時(shí)，當(dāng)油套管環(huán)形空間的天然氣壓力增加到1.5一5 mpa并大于油管內(nèi)壓力，套管氣回收閥體會(huì)自動(dòng)頂開，經(jīng)過回收孔道進(jìn)人油管孔內(nèi)得到回收。當(dāng)油管內(nèi)壓力