国外井口密封技术现状——金属密封

井口关键部位的密封设计是井口安全性、可靠性的重要保证,通常作为国外气密封井口选择的重要依据之一。而国内对气密封井口技术的研究和认识较少。为此,对比分析了Cameron、FMC和Aker等3家国外知名公司井口关键部位密封的结构、激活方式和技术特点等,阐述了国外气密封井口的密封技术现状,指出国外气密封井口关键部位均采用金属对金属的密封方式,密封结构为独特的专利结构,激活原理类似,密封技术各有特色,设计先进可靠,经现场验证无论在低压还是高压下均表现出优良的气密封性能。国外井口金属密封先进的设计理念和技术可为国内井口设计提供参考和借鉴。     

140MPa气密封试验装置在采(油)气井口装置的应用

采(油)气井口装置的气密封特性对保障其现场使用安全和环保至关重要。建立140MPa气密封试验装置,将进一步提高井口及井控装置的可靠性、减少和避免井喷失控着火事故的发生。它能对采(油)气井口、节流压井管汇、防喷器、套管头、平板阀等进行气密封试验,促进国产井口装备质量的提高。气密封试验结果可为生产厂、用户提供设计、生产、装备及使用方面的质量改进信息。     

钻井旋转导流装置的研制

开发研制钻井旋转导流装置与长庆局引进的气体钻井设备配套,为长庆油田气液欠平衡钻井井口设备填补空白,使之国产化、降低成本;解决由于陕北油气田采用先注后采的生产工艺,导致地层压力相对较高,发生井涌、井喷的问题,在打开油气藏时使用该装置减少井喷事故的发生.旋转导流装置是一个随钻防喷设备,采用综合技术,大轴径旋转高压润滑密封与冷却技术;润滑冷却自动控制系统;高压试压装置;高压运转试验台架等.完成室内试压、台架带压运转试验、测试及试验总结;完成在长庆油田召42井、双46井和双77井可循环泡沫欠平衡钻井,为钻井防喷安全起到了重要作用,获得了较大的间接经济效益.     

采气井口装置自动化气密封试验台的设计

采气井口是油气田开发的关键设备,对其进行气密封性能检测直接关系到安全、环保和油田资源保护.对采气井口装置的水压密封检测和气密封性能检测进行了总结,并结合超高压气密封检测装置研制情况,重点介绍了井口装置自动化气密封试验台的设计原理、制造、安装、试验数据的测量、分析与处理.     

高压旋转防喷导流系统研制

针对进口的欠平衡钻井用井口压力控制设备 ,特别是承受高压的井口压力控制设备 ,价格非常昂贵 ,使用成本很高的情况 ,利用可靠性设计法研制了一种具有自主知识产权的高压旋转防喷导流系统。系统由旋转防喷导流装置、冷却 /润滑动力装置和远程控制监测装置等 3部分组成 ,其核心部件———高压旋转密封总成 ,其内外壳体间通过轴承组及动密封组实现承载、旋转、密封功能。经室内试验和现场使用情况证明 ,该系统额定静密封压力达到 35MPa ,动密封压力达到 17 5MPa ,其动密封性能已超过进口产品 ,完全能满足现代欠平衡钻井工艺的需要。     

水下高压井口头静水压测试装置的研制与应用

高压井口头作为水下井口头系统中最关键的承压部件,出厂前必须通进行静水压测试,但国内前期对此研究较少,亟待深入。鉴于此,在参考相关标准及工程调研的基础上,结合待测高压井口头结构,兼顾测试操作安全性及经济性,设计了一套高压井口头地面测试装置,顺利完成了测试并通过了DNV船级社现场认证,由此得出高压测试装置设计的几点建议:须考虑密封冗余,提高密封可靠性;须设计密封泄漏检测点,方便判断密封失效部位;尽量减小密封腔体积,以提高测试效率及测试安全;兼顾装配因素,须容易对中和调平,避免组装引起的密封损伤。该套测试装置的研制成功可为其他类似测试工装的设计提供借鉴与参考。     

自动化水密封试验装置在石油井控装备检测中的应用

水密封试验装置广泛应用于钻采设备、井口装置以及井下工具的检测，自动化水密封试验装置通过计算机操作，实现开机、升压、卸压、生成试验报告等自动控制和远程控制功能，不仅保证了水密封试验的可靠性，而且提高了工作效率。同时采用工业级摄像机远程监控系统．使工作人员远离高压区域，保证了人身安全。     

采油（气）井口装置自动化气密封试验台的设计应用

采气井口是油气田开发的关键设备，对其进行气密封性能检测、检验和控制质量，直接关系到安全环保和油田资源保护。对采油气井口装置水压密封检测和气密封性能检测进行总结，并结合超高压气密封检测装置研制情况，重点介绍井口装置自动化气密封试验台的设计原理、制造、安装、试验数据的测量、分析与处理。     

一种简易高压注气管柱的探讨与应用

鉴于国内高压注气管柱投入过高的状况,在现有注气管柱设计的基础上,针对中原油田高压注气现状,设计出一种结构上更为简单的注气管柱。通过受力分析及地面试验,对该管柱结构的合理性、承压状况及气密封性能进行了论证,结果表明:所设计管柱可完全满足高压注气承压及气密封的技术要求;管柱在现场油套环空替入平衡液的情况下,最高井口承压达62MPa,稳定承压56.5MPa,最高气密封压力达51.5MPa,稳定工作时间在半年以上。设计的简易管柱完全可满足小断块油田高压注气的要求。     

高压气井井下节流工艺

针对塔河油田高压气井生产过程中井口天然气水合物冻堵现象,考虑天然气水合物生成因素和井下节流工艺特点,研制了坐放式井下气嘴。简要介绍了这种井下气嘴的结构组成和技术参数,举例说明了其现场应用情况,指出使用这种气嘴可控制高压气井产量、井口压力和井口温度,有效预防天然气水合物生成,有效防止井口冻堵。     

信息广角

新一轮抽油设备生产许可证钻井悬吊工具产品生产许可证换（发）证工作结束；石油井口与钻采工具专业委员会成员单位介绍；国家油气田井口设备质检中心在江苏设立井口装备气密封试验基地；     

应用地层倾角资料研究江汉地区沉积微相

用途：用于抽油机井过环空测试的专用井口设备。 原理：环流式偏心进口主要采用环流槽出油方式，将出油管线设计在井口下方，又在轴承上方设计密封结构，消除出油管线的弹性变形对井口转动部分的影响，将轴承密封，阻止了轴承长期受油、气、水等介质的腐蚀，使井口转动灵活。     

高压旋转防喷导流系统的试验研究

为适应快速发展的欠平衡钻井工艺对井口压力控制设备的要求，研制了一种具有自主知识产权的高压旋转防喷导流系统。为全面检测该系统的性能是否达到了设计要求，能否满足欠平衡钻井井口压力控制的要求，进行了长时间的室内运转试验和现场试验。试验表明，系统额定静密封压力达到35MPa，动密封压力达到17．5MPa，冷却、润滑动力装置和远程控制监测装置能够自动调节系统压力和温度，系统的各项性能指标达到设计要求，总体性能达到国际先进水平。     

气密封封隔器的研制与应用

氮气气顶驱试验过程中,注气井口出现油套压平衡问题,封隔器气密封性存在缺陷,现场操作存在一定安全隐患。通过气顶驱气密封封隔器工具研究与现场试验,为气顶驱项目的顺利实施提供了技术支持。     

新型高压平板阀防砂性能试验研究

高压平板阀是石油或天然气钻井、压裂、试油试气等作业中关键的井口采油气设备，高含砂井以及含砂量较大的施工作业，极易导致阀门开关受阻甚至密封失效。为适用高压高含砂作业工况的需求，对传统高压平板阀中的阀座结构进行优化，使阀门在原有基础上增加防砂功能，并运用试验研究的方法，对比分析高压平板阀传统阀座结构以及防砂阀座结构的防砂性能。结果表明，改进后的防砂阀座结构在压砂试验过程中，无砂砾进入阀体及阀座间隙，有效的切断了砂砾进入间隙的通道，开关卡阻现象得到了明显的改善；同时长时间的压砂试验，防砂阀座结构的阀门防砂性能无影响，依然能够保持良好的防砂功能。通过试验方式针对性的对两种典型结构进行分析，也为其他结构形式的高压平板阀的工程设计提供一定的参考。     

高压井口机具检测试验装置及其应用

高压井口机具检测试验装置是在室内模拟井场动力系统、游动系统和井筒状况等实际情况,为不压井井口作业机具及其它高压井口机具提供检测试验条件的装置。它可以对井口机具的拉、压、摩擦、卡紧、位移速度、耐压密封等试验资料进行处理和分析,评价出各种井口机具的性能,从而为井口机具修改提供科学依据。该装置操作、控制自动化程度高,声光报警,安全可靠,累计工作时间已超过91.7天。     

井口采气树装置中高压仪表安装设计及应用

为了解决井口采气树装置中高压仪表安装设计存在高压接头受到较大扭转力矩作用使圆锥密封面受力不均和螺纹短管弯曲变形的问题,必须弄清井口采气树装置提供的各种螺纹接口与API Spec 6 A《井口装置和采油树设备规范》中对仪表连接接口相关条款的对应关系。API Spec 6 A要求的高压仪表连接采用60°圆锥密封方式,可达到高密封低扭力的效果,使腐蚀介质与承压螺纹无直接接触,有效提高仪表阀在高压、高腐蚀环境中的可靠应用。结合标准规范、现场需求、经验教训、产品制造特点和投资成本,制定了最简单可行的井口采气树装置中高压仪表安装和选型方案,为其他工程设计提供参考,并为井口采气树装置的仪表安装标准化设计奠定了基础。     

超深高压气井试井作业技术

在超深高压高温高含硫气井复杂工况下,试井作业极易发生井口冻堵、垢物遇卡、高压流体刺漏、有毒气体刺漏、工具意外落井与井下遇卡等极端事故,存在井控与作业安全风险。在借鉴前人作业经验与研究成果以及相关标准作业规范的基础上,从风险辨识、设备与工具选型和施工流程等方面进行分析,针对性提出了一系列优化与改进措施,规范井口防喷装置配置标准,优化动态密封系统,完善施工作业程序,形成超深高压气井试井作业技术,并在超深高压井X-O井中得到成功应用,验证了措施的可靠性。该技术对超深高压气井的试井作业具有一定的指导作用。     

基于FTA定性的简易水下井口设计可靠性分析

水下井口作为水下生产系统的核心装备,下端连接导管和套管,上端支撑防喷器组和水下采油树等水下装备,是整个水下生产系统的重要组成部分。特别是在浅海作业环境中,外部易受到风浪影响,一旦发生失效,将会造成严重的后果。基于浅水水下井口的结构特点,建立了水下井口失效事故树模型(FTA),划分了基本事件和最小割集,分析了基本事件结构重要度,对水下井口装置关键部件的风险程度进行了评估。结果表明:低压井口头、环形密封总成、高压井口头、套管悬挂器、防磨补芯装置和导向基座是水下井口设备发生失效的关键部件。针对失效关键部件提出设计优化建议,从而提高海洋油气生产的整体安全可靠性。为建立一套适用于浅水简易水下井口及采油树风险评估与安全可靠性技术体系提供了重要参考依据。     

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油气井测试井口防喷装置的改进和提高四川石油管理局机运处孟军针对井口防喷装置存在的井口密封压力小和密封脂消耗量大的特点，设计出了一套新的井口防喷装置，可使井口密封压力超过５０ＭＰａ，且密封脂消耗量大为减少。该装置价格仅为进口同类装置的１／３，是高压油气...