19采油工套管头结构与工作原理.

套管头采油工装备技术培训教材简介本文适合井口维护员工初级培训教材。通过对套管头结构及工作原理的学习了解，初步掌握或提高对现场套管头的故障检查、分析及排除的经验，了解设备损坏的机理及规律。主要内容套管头的结构套管头附件现场维护故障判断及解决一、套管头的结构套管头常见结构：1、单层套管头2、双层套管头3、三层套管头4、整体式套管头1、单层套管头一般用在井压较低、套管结构简单、浅地层生产井的井。2、双层套管头适用于大多数地层压力较为明确的区域，使用量较多。3、三层套管头一般用在高压深井或勘探井。二、套管头的安装结构1、单层套管头：下部为表层套管，悬挂第二层套管，上部为采油树四通；右侧旁通口为套压阀门及压力表，左侧不定，可为堵头。2、双层套管头：第一层套管头：与单层套管头基本相同，上部连接第二层套管头，也称表层套管头。双层套管头的第二层套管头：安装在表层套管头之上，并密封第二层套管上部并悬挂第三层套管；上部为采油树四通；左、右侧旁通口都可安装套压阀门及压力表，一般只安装右侧，左侧可为平板阀并带堵头。套管头的安装结构3、三层套管头：第一层及第二层与双层套管头相似。第三层套管头：下部连接第二层套管头，悬挂第四层套管并密封第三层套管上端。上部为采油树四通；左、右侧旁通口都可安装套压阀门及压力表，一般只安装右侧，左侧可为平板阀并带堵头。三、套管头性能参数通常，三层套管头连接通径由大变小，压力等级由低到高。后期的套管头及油管头需要考虑地层硫化氢等腐蚀，密封等结构件要求有一定的防腐性能，比采油树（包括油管头）要求要低。主要参数：性能等级、硫化氢防护等级。套管头结构复杂之处在悬挂器及顶丝的密封。四、套管头的样式结构主要有：卡瓦式表层套管头芯轴式表层套管头焊接式表层套管头前两种对悬挂器分类；焊接式对表层套管头而言；其中以卡瓦式使用最为广泛。五、套管头的组成结构每层套管头组成主要有：1、主体2、旁通口阀门、仪表3、套管悬挂器4、连接密封配件WE卡瓦BT密封圈密封件WD卡瓦六、套管头组的命名方法七、套管头的作用◦悬挂各层套管的重量◦支撑套管头以上防喷器◦为各层套管之间提供密封◦为特殊作业提供通道八、表层套管头在单层套管头里即称套管头表层套管头分类卡瓦式套管头、螺纹式套管头、焊接式套管头主要是按照与表层套管连接形式不同分类。①卡瓦式表层套管头WE卡瓦BT密封圈密封件WD卡瓦②芯轴式表层套管头丝扣式悬挂器套管丝扣密封件③焊接式表层套管头焊缝焊缝密封件W卡瓦九、套管头附件主要有：1.套管悬挂器、2.试压保护环、3.可通式试压塞、4.压力表、考克、5.螺栓、钢圈等。1、悬挂器主要有两类类：卡瓦式和螺纹式两种。卡瓦式悬挂器常用的主要有：W型、WE型和WD型。（1）WD型卡瓦式悬挂器卡瓦螺栓卡瓦盒（壳体）止退孔止退铁丝卡瓦仅用于表层套管头，下部连接表层套管（2）WE型卡瓦式悬挂器螺钉压板主密封圈本体卡瓦提绳卡瓦牙定位手柄（3）W型卡瓦式悬挂器卡瓦上壳体下壳体密封件手柄手柄W型卡瓦式悬挂器分解图W型卡瓦悬挂器卡瓦块（4）芯轴式（螺纹式）悬挂器本体上螺纹支撑环矩形密封圈挡圈下螺纹区别与用途WE型卡瓦式悬挂器：一般来说，用于表层，特点是：大尺寸，密封环空压力不太高（对比与W型）。另一种情况是：套管被固井无法上提下放（这是W型悬挂器的先决条件），WE可以被动式（套管不动，悬挂器活动密封，靠手动而不靠悬重激发密封）的安装密封，予以补救。如果不严格计较悬重、密封等因素，WE型与W型相同尺寸、相同厂家的一般可以互换。W型卡瓦式悬挂器：相对比与WE型，它依靠钻柱悬重激发密封。特点是：悬挂吨位最大，密封较好，更稳妥。一般用在技术套管的悬挂。区别与用途芯轴式（即螺纹式）悬挂器：相当于一个套管接箍，无需切割套管（W及WE型均需要）。省事，甚至不打开防喷器就可以悬挂套管，解决井口悬挂密封问题。不足：需要计算下入套管深度，避免触底。一般用在较为稳定的生产井上。一般芯轴式（螺纹式）悬挂器配合螺纹式套管头使用，也可更换为相应的卡瓦式悬挂器。区别与用途同（轴）心度井眼不正、顶丝是否顶齐等因素。悬重顶丝顶紧、悬重太轻等因素。橡胶件质量老化腐蚀等因素。影响悬挂器密封的主要因素2、试压保护环试压保护环常常作为一种补救措施使用，它还有增强密封的作用。在现场施工中，若卡瓦式套管悬挂器密封失效，将试压保护环安装在套管悬挂器上部起到补救目的。32411、试压保护环本体2、堵头3、吊环（安装后取消）4、O型密封圈试压保护环结构试压保护环套管悬挂器试压保护环现场安装位置3、可通式试压塞当某级套管未回接到井口，这种情况下无法对本级套管头与下级套管头之间的密封进行试压检测，或由于上下压力等级不同，而造成井口承压能力降低，此时使用可通式试压塞替代相应规格的套管悬挂器，实现本级套管头与下级套管头（油管头）注塑试压的目的。可将可通式试压塞看做套管悬挂器，它放入后不再取出。可通式试压塞结构可通式试压塞安装位置可通式试压塞压力表、考克1.压力表一般要求垂直安装；2.压力表面向安全观察点；3.耐震表顶部排气口半开；4.压力表流速大要安装缓冲器；5.关键压力表定期效验；6.考克泄压口拧紧；7.考克手柄位于外侧，便于操作位置；8.螺纹终止端余1扣；9.不能使用过多的生料带。螺栓、钢圈螺栓直径Inch剩余高度Inch剩余高度mm1/2～7/81/83.1757/8～11/83/164.762511/8～15/81/46.3515/8～17/85/167.937517/8～21/23/89.525螺栓最大外露要求参考于海德里尔产品技术手册塔里木油田对螺栓最大外露要求：外漏1~3扣。螺栓上紧顺序垫环BX-154起初安装时法兰起初安装垫环BX-154轻轻接触时未接触接触接触未接触法兰未合拢法兰安装完成垫环BX-154压紧后四角均接触法兰合拢垫环内置压力平衡孔103-35RX-39法兰安装前后基本一样18-70法兰BX156垫环安装问题在哪里？到位垫环不到位可以看出1.RX型垫环（即钢圈）是可以重复使用的（R硬/BX软）。2.RX型垫环适用于低压；BX由于高压。3.RX型螺栓要相对BX有较大的上紧力。4.同尺寸、同压力下RX型需要更大的螺栓。5.上紧后，RX型法兰面有较大的间隙；BX型一般无。6.BX型垫环上有压力平衡孔；RX型无。十、现场维护主要有：目视检查：泄露、缺失、松动等；操作检查：开关扭矩、保养情况等；试压检验：密封性能；注塑润滑：运动部件，平板阀等。1、泄露检查触觉、听觉；使用泡沫检验；烷烃检测仪（多合一）；保持卫生清洁及时发现故障；检测压力；等。检查顶丝松紧及位置注脂阀1注脂阀2手动试压泵2、试压检查BT密封圈注油试压注脂阀1注脂阀2观察孔1观察孔2注脂孔剖面注脂阀1注脂阀2BT密封圈BT密封圈注脂结构套管头密封件金属骨架金属骨架A.BT密封圈B.P密封圈主要是密封套管与套管头间隙十一、故障判断及解决旁通口平板阀泄露：不带压时：拆下更换或打开阀盖检修，一般容易损坏处为垫环、垫环槽、阀座密封圈损坏、阀板及阀座刺坏、阀杆泄露等故障。带压检修：较为复杂，对人员的技术要求高。利用VR阀带压更换阀门、利用回座密封更换阀杆密封圈等技术。故障判断和处理表序号故障名称发生原因排除方法1BT或P密封圈密封失效1.倒角毛剌等损坏密封圈2.下放时未扶平扶正损坏密封圈3.BT或P密封圈老化1.打磨修整倒角2.打磨套管密封面3.更换BT或P密封圈2注脂困难1.注脂枪故障2.注脂接口故障3.注塑脂型号不对4.冰堵5.异物堵塞1.检修试压枪、注脂泵2.确保注脂单流阀完好3.确保注脂孔保护堵头已经拆卸4.区分冬季、夏季注塑脂5.吹扫疏通注脂通道6.注脂前先注油，后注脂3套管无法悬挂1.卡瓦与套管弧度不符2.卡瓦牙性能差3.套管椭圆度偏差较大4.套管不居中1.检查悬挂器尺寸2.检查卡瓦牙硬度及磨损情况3.测量修理套管外径4.检查调整套管居中情况4试压塞试压失效1.试压塞型号不符2.试压塞主密封圈失效3.试压塞未坐封到位4.未悬挂负重5.连接螺纹处泄露6.试压塞坐封位置在钻进中损坏1.检查试压塞型号2.更换试压塞主密封圈3.检查试压塞坐封位置4.悬挂3~5柱钻具5.上紧螺纹6.提前定期检查防磨套5防磨套无法取放1.防磨套变形损坏2.顶丝未退到位3.异物阻卡拆卸井口更换防磨套顶丝解锁到位冲洗套管头清理异物6悬挂器密封失效1.密封件老化2.悬挂器安装不到位3.套管头坐封部位损伤更换悬挂器安装试压保护环注意事项1、防爆问题气井：使用铍青铜或铝青铜的防爆工具。2、窒息或中毒随身携带烷烃+氧气检测仪。进入封闭的圆井，必须双人操作，不能同时下井，必须一人在地面上。打开带压的设备一定不要面向设备的出口或飞出方向。背压阀侧出口为栽丝法兰式并设有VR螺纹以便于换阀作业附：套管头环空压力A:油层套管压力（在油管头旁通口压力表上读取）B:技术套管压力C:表层套管压力B:技术套管压力完毕