1、双管采油气井口装置 结构设计方案,石油工程系 哈尔滨石油学院,汇报人：,国内外研究现状,双管采油气井口装置计,双管采油气安全装置的设计,结论,国内外研究现状,国外许多公司都在不断开发并完善电潜泵井口装置及整体采油树,生产单油管电潜泵井口装置、双油管井口装置及双通径的整体式采油树井口装置发展的主要趋势。,研究内容,我国采气(油)井口装置的概况 我国采气井口装置在50、60年代，大多沿袭苏联的井口装置，也有仿照罗马尼亚的产品。 在1967年由原一机部有关厂家和石油部有关单位组成防硫采气（油）井口装置的联合设计小组，,先后研制并试验投产后期一些产品的陆续投产，基本上扭转了含硫油气田开采中的被动局面，
2、得到了大面积的推广和应用，使我国采气井口装置的发展有了进一步的突破。 四川石油钻采工艺研究所于1979年着手研究KQ-98.1型采气井口装置，1979年试制，1980年开始进行现场工业性试验，现已推广使用至今。,研究内容 双管采油气井口装置设计 新型舒安光采油气井口装置的设计方案 双管采气井口装置油管头的设计指标 设计的主要作用及工作原理 理论计算及校核 新型双管采油气井口装置材料抗腐蚀性研究,新型舒安光采油气井口装置的设计方案 实现单井蒸汽辅助重力泄油工艺，一般采用双管井口装置并不能满足其要求，它需要满足在一口井中同时下入注汽和采油2套管柱的工艺要求。 2套管柱边注边采，同时满足注汽、采油的
3、严谨工艺要求，防止了常规注汽、闷井、自喷、抽采分步间隙进行的繁琐施工，,提高了采油气效率，降低了开采成本。试验与使用表明，这种双管热采井口装置耐高温、高压，密封可靠，取得了不错效果。,1一底法兰 2一大四通3一套管阀门 4一隔热管短节 5一中间法兰 6一油管挂 7一注汽闸门 8一测试阀门 9一光杆密封器 10一回压管路(油管回压阀) 11一生产阀门12一上法兰13一油管 14一隔热管 图2-1 KRS双管采油气井口装置 结构示意图,双管采气井口装置油管头的设计指标 井口装置由套管头、油管头和采油树三部分组成，主要用于监控生产井口的压力、调节油水井的流量和酸化压裂、注水、测试等各种措施作业。 双
4、管采油成套装置的组成及结构,闸阀 闸阀是双管采油井口袋置上的关键部件，用于开通或截止油管内的油流。目前国外广泛采用压力自紧式平行闸板式闸阀（平板阀）,设计的主要作用及工作原理 KRS双管热采井口装置采用钢圈、悬挂器和光杆密封器，很好地解决了注采之间的串漏和外漏密封，使得注汽、采油2个体系各自独立，上、下法兰与中间法兰之间使用钢圈密封，注汽管柱使用螺纹悬挂在上法兰上，采油管柱使用油管悬挂器悬挂在上法兰上。施工时，首先装上大四通，下注汽管柱。,注汽管柱下完后，旋转中间法兰连接注汽管柱，使之悬挂在中间法兰上，装中间法兰；然后安装上法兰，从上法兰顶端的油管悬挂器开口下入采油管柱，坐油管悬挂器；然后下杆
5、柱、装光杆防喷器；最后安装回压管路、压力表等配件，完成整个井口的安装施工。,理论计算及强度校核 大四通设计强度理论公式 管柱的轴向负荷及抗拉强度 上接头拉伸计算 新法兰颈部的设计,新型双管采油气井口装置材料抗 腐蚀性研究 CO2的腐蚀机理 腐蚀属于电化学反应，包括阳极反应和阴极反应 。 引起HS2应力腐蚀开裂主要原因是HS2在水中的溶解度很高，所以具有强烈的腐蚀性。,双管采油气安全装置的设计 双管分层采气工艺技术及可行性 双管分层采气是在套管中下入2根油管到不同的气层 , 根据不同气层的特点 , 分别采取开采不同气层的天然气。对于多气层的气田而说，实施双管分层开采是一项有效的完井方案是为了满足
6、多气层的分层试压、 分层修井和分层开采或合采的要求，达到提高单井产量和综合开发效果的目的。双管分层开采适用于均质或非均质、 地层压力相近或相差大的含有多层油气藏的油气井，可以有效地避免层系干扰和组分混杂。由于不同气层的天然气分别走不同的管柱通道 , 因此，可避免层系干扰和成分混杂。,主要装置 有双固体堵塞采油树组件、油管挂组件和附加设备等。 双管分层开采出现的问题 钢丝工具遇阻,影响钢丝工具的操作，而较大尺寸的油管没有发生屈曲问题。 井漏，套管顶部在酸性气体环境中长期承受高压载荷而腐蚀后,引起井漏。 两管柱内液体出现导通，由于产生腐蚀,使密封件腐蚀严重。,油套环空压力增大，大多数出现在注水井,
7、这与注水井的井口压力相关,而油井的环套空间压力相对降低。其原因是弹性体密封件接触到封隔器液后老化失效；管柱由于屈曲在快速插接处的密封因损坏而漏失；双管封隔器坐封不到位。 经济和社会效益 分层双管采气可提高开采速度，加大生产效率，虽然在管柱、设备和作业费用上要高于单管柱采气 ,但可以直接避免层系干扰问题，产量也比单层高很多，从单位产量费用成本角度出发考虑，至少节省30%。,设计要求及目的 由于以上两种采井口装置都存在一个问题，就是生产压力都不高，而实际采气的地层压力有可能大大高于安全压力，为了保证人和设备的安全，就需要研究一种简单、高效、抗腐蚀的安全置。,结构及工作原理 其工作原理：地面气体加压后，通过管柱进入安全阀缸体内，推动活塞向下压缩弹簧，阀板在反扭矩弹簧作用下，因失去重块推理，在扭矩弹簧作用下自动打开，此时，气井正常生产，当生产压力突然增大时，出现紧急情况，地面放掉压力泵快在弹簧作用下移动，阀门关闭。,结论 在现有采油气装置的基础上，提出了边注边采的双管采油气井口装置方案；对地面的注入设备要求较低，在高温注入的同时可以防止油管结蜡，提高开采效率。 根据双管采气井口装置生产压力低的特点，提出安全阀的方案，该具有抗高温高压，耐腐蚀的能力，能在较高温度及压力下并在硫化氢含量较高条件下自动安全的工作。,汇报结束， 请老师进行批评指正！,
