国内外采油设备新技术之一

中石油

井口装置


　　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和调节油(气)水井的流量；也可以用于酸化压裂、注水、测试等各种措施作业，能满足不同工况，密封可靠，工作安全。


　　(一)井口装置发展趋势


　　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是井口装置发展的主要趋势。在国内将油管头、采油树统一称为“井口装置”，井口装置已是我国的成熟产品。具有结构紧凑、重量轻、性能好的特点，是井口装置的发展趋势。总体来讲闸阀系列，主要趋向特殊防腐材料应用，结构上发展多样化。


　　(二)国外井口装置发展现状


　　目前，国外生产采油树最大工作压力是140MPa，组成采油树的法兰式连接闸阀最大额定工作压力达210MPa。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，生产有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，还能根据油(气)田的工况和井内滞留流体来生产陆上(包括海洋平台用)的井口设备及水下井口装置。目前主要生产国家有美国、英国、意大利等十几个国家，美国的产品技术和生产能力处于世界领先地位。著名的制造厂商有Cameron、F．M．C、Vetco、Gray等公司，Cameron公司采油树性能质量最好，但价格较高。


　　1．闸阀系列


闸阀作为井口装置中的主要部件，国外主要发展平板闸阀结构，其中暗杆式平板阀占有绝对优势。


(1)Cameron公司闸阀


　　 ①FL和FLS型闸阀。


　　Cameron公司新生产的闸阀有FL和FIS型两种，工作压力13.79～34.5MPa。


　　主要结构特点：采用整体式闸板结构，可防止管线中的沉淀物进入阀体内腔。高承载能力的两个止推轴承用来吸收闸板开启和关闭时的载荷，从而将手轮旋转力减至最小。特殊惰性材料弹簧承载的唇型密封，既能保护金属密封面又能加强低压密封性能。FL型闸阀在每个阀座上使用的是单个唇形密封。


　　②JS型闸阀。


　　主要结构特点：Cameron公司JS型闸阀主要特点是具有一回转孔口的闸板，可在不考虑阀杆位置的情况下把阀板推向开启位置，使JS型闸阀特别适合于作采油树装置的底阀。此外，该型闸阀采用阀座和闸板、阀体金属对金属的密封，特殊外径、内径的唇型密封既加强。了低压密封又保护了阀座、阀板及阀体的金属密封面。


　　(2)Vetco、Gray公司闸阀


　　Vetco、Gray公司新生产的闸阀系列有VG一300和VG一200。


　　①VG一300高压系列闸阀。


　　VG一300高压系列闸阀工作压力从34.5~103MPa，规格从50～228.6mm。


　　主要结构特点：这种闸阀采用的是多向模锻承压阀体、阀帽，UV型具有热塑并充填的特氟隆(TEE)复合阀杆盘根，配备有多用途的接头，用于注入阀体润滑剂和阀杆密封剂。


　　VG一300FR型具有后座自动密封防火功能。


　　②VG一200低压系列闸阀。


VG一200低压系列闸阀工作压力从13.79～34.5MPa，规格从50.8～101.6mm。


　　主要结构特点：这种闸阀结构采用的是低合金钢承压铸件壳体、平行阀板结构、非橡胶唇形阀杆盘根并采用精密滚针轴承承受阀杆载荷，具有安全剪切销的功能。


　　VG一300LMV型具有远距离控制快速防火功能。

　　VG一230SE型为分合式阀板，伸长式阀盖，适合于高温工况。

VG一600适合于地热井工况。


　　(3)意大利Breda公司闸阀


　　意大利Breda公司闸阀有SDS和SD两种类型，其共同特点是：浮动阀座密封，平板闸板结构，特氟隆复合人字形阀杆密封盘根。


　　①SDS型闸阀。

SDS型闸阀适用于68.9～138MPa的高压力场合，阀座内径、外径均预加U型密封，以确保高压力级别下施加在阀座上的载荷和阀板、阀座同压密封的要求。

②SD型闸阀。

SD型闸阀适合于13.79—34.5MPa的低压力范围，通径从52.4~181mm，阀座外径上采用U型预加载结构，确保阀板与阀座金属对金属的低压密封。


　　(4)美国F．M．C公司闸阀

　　美国F．M．C公司FMCl00系列闸阀采用锻造承压阀体结构、双滚针滑动轴承、安全剪切销和Teflon UV型阀杆填料(专利产品)，可耐H2S、C02和氯化物的腐蚀，工作温度为-24~177˚C，工作压力在138MPa以上。

　

　　FMCl20型闸阀的工作压力从13.79—34.5MPa，规格从53～181mm。130型的工作压力从68.9～103MPa，规格从49～168mm。


　　(5)英国公司闸阀


　　英国研制了用于油气井自喷设备的闸阀(专利产品)。


　　主要结构特点：这种闸阀有一个弹簧加载的阀板和侧板，侧板上有与润滑器活塞连通的润滑环槽，润滑槽与阀孔沿供给槽道方向有一偏心。润滑环槽的截面积沿远离润滑点的方向逐渐增大，以保证对阀板的下部提供可靠的密封。一旦闸阀关闭，润滑剂供给槽道便通过闸板上的油槽与润滑环槽连通。这种闸阀的密封性能较好。

总之，国外闸阀的发展主要是应用特殊防腐材料，以满足高含H2S、C02物质的油气井需要；在结构上开展多样化研究，来达到密封性能好(有自动补偿)，且开启灵活；另外，在密封材料上不断改进，使其性能不断提高。

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