采油工套管头结构与工作原理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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. 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. 防磨套变形损坏 2. 顶丝未退到位 3. 异物阻卡 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
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
2、试压检查
注脂阀2
手动试压泵
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
影响悬挂器密封的主要因素
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。
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。
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
卡瓦螺栓
卡瓦盒（壳体） 止退孔
止退铁丝
仅用于表层套管头，下部连接表层套管
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。
区别与用途
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。
试压保护环结构
3
2
1
4
1、试压保护环本体 2、堵头 3、吊环（安装后取消） 4、O型密封圈
试压保护环现场安装位置
试压保护环 套管悬挂器
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。
注脂阀1
BT密封圈注油试压
注脂孔剖面
观Hale Waihona Puke Baidu孔2
注脂阀2
观察孔1
注脂阀1
BT密封圈注脂结构 注脂阀2
BT密封圈 注脂阀1
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。
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
B:技术套管压力
C:表层套管压力
完毕
螺栓上紧顺序
垫环BX-154起初安装时
接触
未接触
法兰未合拢 接触
未接触
法兰起初安装垫环BX-154轻轻接触时
法兰安装完成垫环BX-154压紧后
法兰合拢
四角均接触
垫环内置压力平衡孔
103-35 RX-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
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 密封件
BT密封圈 WD卡瓦
② 芯轴式表层套管头
丝扣式悬挂器
密封件 套管丝扣
③ 焊接式表层套管头
W卡瓦 密封件
焊缝 焊缝
九、套管头附件
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。
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。
故障判断和处理表
序 号
故障名称
发生原因
1. 倒角毛剌等损坏密封圈
1 BT或P密封圈密封失效 2. 下放时未扶平扶正损坏密封圈
3. BT或P密封圈老化
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
3 套管无法悬挂 4 试压塞试压失效 5 防磨套无法取放 6 悬挂器密封失效
排除方法
1. 打磨修整倒角 2. 打磨套管密封面 3. 更换BT或P密封圈 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 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 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 拆卸井口更换防磨套 顶丝解锁到位 冲洗套管头清理异物
（2）WE型卡瓦式悬挂器
卡瓦牙定位手柄
提绳 螺钉 压板
主密封圈 本体 卡瓦
（3）W型卡瓦式悬挂器
卡瓦 上壳体
手柄
密封件 下壳体
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
上螺纹 本体 矩形密封圈 支撑环 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）。
螺栓、钢圈
螺栓最大外露要求
螺栓直径 Inch
剩余高度 Inch
1/2 ～ 7/8
1/8
7/8 ～ 1 1/8
3/16
1 1/8 ～ 1 5/8
1/4
1 5/8 ～ 1 7/8
5/16
1 7/8 ～ 2 1/2
3/8
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。
剩余高度 mm 3.175 4.7625 6.35 7.9375 9.525
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。
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 密封件
BT密封圈 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
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：
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。
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
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。
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。
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. 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. 防磨套变形损坏 2. 顶丝未退到位 3. 异物阻卡 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
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
2、试压检查
注脂阀2
手动试压泵
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
影响悬挂器密封的主要因素
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。
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。
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
卡瓦螺栓
卡瓦盒（壳体） 止退孔
止退铁丝
仅用于表层套管头，下部连接表层套管
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。
区别与用途
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。
试压保护环结构
3
2
1
4
1、试压保护环本体 2、堵头 3、吊环（安装后取消） 4、O型密封圈
试压保护环现场安装位置
试压保护环 套管悬挂器
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。
注脂阀1
BT密封圈注油试压
注脂孔剖面
观Hale Waihona Puke Baidu孔2
注脂阀2
观察孔1
注脂阀1
BT密封圈注脂结构 注脂阀2
BT密封圈 注脂阀1
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。
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
B:技术套管压力
C:表层套管压力
完毕
螺栓上紧顺序
垫环BX-154起初安装时
接触
未接触
法兰未合拢 接触
未接触
法兰起初安装垫环BX-154轻轻接触时
法兰安装完成垫环BX-154压紧后
法兰合拢
四角均接触
垫环内置压力平衡孔
103-35 RX-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
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 密封件
BT密封圈 WD卡瓦
② 芯轴式表层套管头
丝扣式悬挂器
密封件 套管丝扣
③ 焊接式表层套管头
W卡瓦 密封件
焊缝 焊缝
九、套管头附件
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。
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。
故障判断和处理表
序 号
故障名称
发生原因
1. 倒角毛剌等损坏密封圈
1 BT或P密封圈密封失效 2. 下放时未扶平扶正损坏密封圈
3. BT或P密封圈老化
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
3 套管无法悬挂 4 试压塞试压失效 5 防磨套无法取放 6 悬挂器密封失效
排除方法
1. 打磨修整倒角 2. 打磨套管密封面 3. 更换BT或P密封圈 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 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 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 拆卸井口更换防磨套 顶丝解锁到位 冲洗套管头清理异物
（2）WE型卡瓦式悬挂器
卡瓦牙定位手柄
提绳 螺钉 压板
主密封圈 本体 卡瓦
（3）W型卡瓦式悬挂器
卡瓦 上壳体
手柄
密封件 下壳体
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
上螺纹 本体 矩形密封圈 支撑环 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）。
螺栓、钢圈
螺栓最大外露要求
螺栓直径 Inch
剩余高度 Inch
1/2 ～ 7/8
1/8
7/8 ～ 1 1/8
3/16
1 1/8 ～ 1 5/8
1/4
1 5/8 ～ 1 7/8
5/16
1 7/8 ～ 2 1/2
3/8
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。
剩余高度 mm 3.175 4.7625 6.35 7.9375 9.525
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。
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 密封件
BT密封圈 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
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：
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。
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
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。