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。     

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。     

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。     

抽油机井口密封装置效率的研究

抽油机井口密封装置所消耗的密封功率虽然只占抽油机所消耗总功率的一少部分,但是随着密封装置结构型式、密封材料、润滑条件和填料压盖加载力的不同而有较大差别.为使井口密封装置降低功率消耗,提高效率,进而提高抽油机系统效率,本研究采用不同密封材料、不同润滑条件在实验室和试验井上对井口密封装置密封功率进行了测试,计算了效率,并对进一步合理使用井口密封装置提出了建议.     

目前采气井口存在的特殊问题及对策

由于采气井口内气、液的不断冲刷、温度、压力、振动、硫化氢腐蚀、日晒雨淋、闸阀的频繁开关和其本身的加工精度与质量等因素的影响，使采气井口不可避免地发生密封失效问题，严重威胁着天然气井的正常生产。文章分析了采气井口密封失效的原因，介绍了在不影响正常生产的动态条件下，消除密封失效的操作技术，论述了采气井口法兰泄漏、1、2和3号闸阀泄漏及其以内本体砂眼泄漏、特殊四通顶丝泄漏、套管头密封问题及CQ型改制替换CYb型闸阀的具体方法。     

压裂井口保护技术的研究与应用

根据苏里格气田开发压裂和生产管柱一体化的工艺要求,开发应用了压裂井口保护技术。该技术主要涉及LH-BHQ70/50压裂井口保护器和带有井口密封短节的KQ65/103-35型压裂采气井口。压裂施工时井口保护器滑套在压差的作用下进入采气井口密封短节内形成密封腔,使压裂介质不通过井口装置进入井内,从而实现对压裂采气井口的保护。实际应用表明,开发的井口保护技术可以使采气井口的压力等级由70MPa降为35MPa,与采用70型采气井口相比,采用35型采气井口单井可节约成本3万元。同时,避免了采气井口被压裂砂冲蚀造成阀门的损坏,保证了采气井口安全使用,延长了使用寿命。     

105MPa抗硫井口装置研制与应用

针对高压及含硫化氢(H2S)、氯离子(Cl-)等强酸性环境对井口装置性能的要求,研制了105MPa抗硫井口装置。该井口装置采用十字双翼型结构,同时对金属密封、芯轴式悬挂器、顶丝总成等进行了创新设计。现场应用表明:该井口装置性能完全满足酸性环境下的工作要求,安装操作方便,密封效果好,工作可靠。     

海洋水下井口装置密封技术研究

密封技术是水下井口装置的关键技术之一,密封性能的优劣直接影响并决定整个海洋石油开采系统的安全性和可靠性。介绍了国内海洋水下井口装置密封技术现状,尤其对美国VetcoGray公司的VX、VX-2、VGX、VGX-2、VT、VT-2等垫环密封和SG-LTR环空密封、DrilQuip公司的环空密封以及Aker公司的环空密封的结构技术参数和性能特点进行了重点分析研究。同时阐述了海洋水下井口装置密封的设计与制造关键技术。指出井口头密封的双密封面结构和球面密封面结构技术先进;环空密封的全金属密封、压入安装方式具有承压高、工作可靠、寿命长的优点。最后建议借鉴国外海洋水下井口装置密封的结构特点,加大科研力度,做好试验设施建设,以推进海洋水下井口装置国产化进程。     

超长冲程井口密封装置的研制与应用

目前常规井口密封装置多用于抽油机悬点在井口以上的情况,若用于长冲程采油,则地面需配套高架结构,存在稳定性差、起下困难和成本高等问题。为此,研制了超长冲程井口密封装置。该装置采用长密封管补偿对接方式,布置在井口以下,可满足12 m超长冲程抽油需要;采用软、硬组合双级密封方式,具有较好的耐压与密封性能。胜利油田5井次的试验结果表明,该装置在整个试油周期内工作时间长,密封良好,平均泵效达71.6%。     

超长冲程井口密封装置的研制与应用

目前常规井口密封装置多用于抽油机悬点在井口以上的情况,若用于长冲程采油,则地面需配套高架结构,存在稳定性差、起下困难和成本高等问题。为此,研制了超长冲程井口密封装置。该装置采用长密封管补偿对接方式,布置在井口以下,可满足12 m超长冲程抽油需要;采用软、硬组合双级密封方式,具有较好的耐压与密封性能。胜利油田5井次的试验结果表明,该装置在整个试油周期内工作时间长,密封良好,平均泵效达71.6%。