井口装置发展

油管悬挂器
技术主攻方向和研究课题
加工工艺方面
研究高压力级别闸阀的模锻加工技术，解决整体式采油 树和整体套管头的加工难题；攻克闸板和阀座表面喷焊产 业化生产技术难题，同时开展阀体内腔腔体喷焊特殊耐磨 材料的研究，以适应特殊工况条件。
技术主攻方向和研究课题
功能和用途方面
除开发陆地用井口外，还要延伸开发海洋用井口装置和水下 井口装置，并开发具有防火功能的井口装置。 总的来说，抽油机井、注水井、潜油电泵井、自喷井、螺杆 泵井、以及其他举升方式井都需要用到井口装置，市场需求很 大，面对装备制造业如此好的发展机遇，我们应加大科研开发 力度，上能力、上水平，努力打造核心技术，增强集团核心竞 争力，在国内外市场竞争中，形成新的经济亮点。
Hale Waihona Puke Baidu展趋势
对于闸阀系列，主要趋向于特殊防腐材料的应用，以满 足高含H2S、C02工况的油气井需要，另外在结构上应多样化 发展，以达到密封性能好(有自动补偿)，且开启灵活等，另 外,在密封材料上不断改进,使其性能不断提高。 以满足国 内各类油气田开发需要。近年来,套管头结构不断得到改进, 主要向操作简便、密封性能好(自动密封)、适用于深井和多 种环境且性能较高的多层套管、以及整体化方向发展。
螺纹式连接
焊接式连接
卡瓦式连接
井口装置发展现状

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。
井口装置发展现状
对于闸阀系列，已由楔式闸 阀扩展到平板阀，规格从 2 ＂ 4-1/16 ＂ ， 35Mpa 以 下 闸 阀 为 铸件， 35Mpa 以上闸阀多数采 用自由锻件。
平板闸阀
井口装置发展现状
套管头系列产品已基本满足国内 油气井开发的需要。到目前，国内已 能生产套管头最大工作压力为 103．5MPa(单层)，多层套管程序的套 管头装置最大工作压力为69MPa，套管 头与表层套管的连接形式也由螺纹式、 焊接式发展为卡瓦式。
整体式采油树
发展趋势
防火井口装置，特点是从油管四通的下卡箍直到上主阀共同 形成一个壳层,在油管挂(一直延伸到油管挂颈部)和主阀体之间, 在油管挂体和油管头四通之间,以及在油层套管挂和油管头四通 之间,均有金属对金属的防火密封。油管头四通与防火环形阀做 成一个整体以减少连接件的数目。主截断阀到油管头四通以及油 管头四通到套管头四通间的连接均采用重型防火卡箍。这种卡箍 具有厚壁结构,在着火时,可起到“冷源”作用。螺栓组合凹入到 卡箍凸缘的螺孔内,这样可避免温度升高时,直接暴露在火焰中的 螺栓和螺帽的连接作用因着火而削弱。防火的上主阀和下主阀上 都包括一种易熔材料,这种易熔材料仅在规定的温度时熔化。
井口装置发展现状
美国的产品技术和生产能力处于世界领先地位。已能生产出 压力高达 140Mpa 、最高材料级别为 HH ，产品规范级为 PSL4, 的陆 地 和 海 洋 用 井 口 装 置 ， 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 , 加工手 段先进，铸锻质量精良，但其成本较高，设计和生产周期长，供 不应求，满足不了市场需求。
本行业技术问题
对阀体关键零部件闸板、阀座表面处理技术上，多数采用手工喷焊 技术，技术不够稳定，工人劳动强度大，效率低，材料的热处理技术还 需加强，尤其是特殊工况的特殊材料的热处理还需加快研究；井口装置 所需的金属材料和非金属材料能否在高温下或低温下可靠工作，缺少基 础实验数据和最终型式试验手段。尤其是高级别井口的材料热处理问题、 闸板和阀座表面喷焊问题我们才开始探索，距国外生产出压力高达 140Mpa、最高材料级别为HH，产品规范级为PSL4,的陆地和海洋用井口装 置及阀体腔体喷焊特殊耐磨材料等技术还差距甚远。虽然，目前国内对 抗硫化氢腐蚀有所研究，但实验手段还需完善，尤其是模拟工况实验， 对二氧化碳腐蚀的研究还较少，特别是高含量二氧化碳腐蚀及与硫化氢 共存井况。
双通径整体式 采油树
技术主攻方向和研究课题
在油管挂上研制一种特殊的螺纹，并研 究结构紧凑、密封可靠、带有特殊背压螺纹 的单向阀，在必要时，可将背压阀安装在油 管挂上，实现不压井作业，或当井口阀失效 时，可防止井涌。 电潜泵井口装置主要研究电缆穿越器的 结构和密封形式的研究，绝缘密封材料的研 究，特殊螺纹的研制，使其便于电缆的连接 、安装和密封 。
发展趋势
水下采油树 ，用于钻井平台或浅水浮动钻井装置,水深一般小 于90m,配有人井工具和修井工具,油管挂、井口及防喷器组无需定 向,钻杆柱及油管上接立管无需专用的定向立管,固定关闭环形单 流阀无需电缆环形堵头,组合式阀体使得连接增强,减少密封,生产 管线连接及修井控制连接由操作工人进行,井口连接和阀门可进行 远程液控系统操作。此外，对高腐蚀、高冲蚀的特殊工况，阀体 内部可镶嵌一层极具抗腐蚀、抗冲蚀的特殊材料。随着国内海上 油田的快速发展，国内在水下的井口装置的生产能力不足，缺乏 竞争实力，应加大这方面的研制力度。
本行业技术问题
对于多数含硫化氢中等浓度、高浓度二氧化碳、及硫化氢和 二氧化碳共存的井况、低温含硫井况、高温热采含硫井况，我们 没有这方面的设计和生产加工经验，气井没有气密试验装置做质 量保证，只能放弃订单，同时，35Mpa以下的井口装置，大多采用 手工木模铸造，铸造水平和能力非常有限，表面质量不好，铸造 缺陷较多；套管卡瓦的C-N共渗和后序线切割、闸板阀座表面处理 高频或氮化还需要外协；35Mpa以上的井口装置，多数采用自由锻 造，使得毛胚肥头大耳，增加了大量的机械加工时间，成本增加。
本行业技术问题
我厂自1964年开始生产各类简易井口，1970年正式生产250 型采油井口，具有40多年250以下井口的设计和生产实践经验， 井口装置生产数量曾占全国井口生产总量的一半以上。随着各油 田开采到了中后期，对老井口的需求也在逐渐萎缩。在 2001年， 原总机械厂取得了井口API许可证，在设计和加工生产方面积累 了一些经验。2003年开始，陆续出口API标准井口，但只限于最 低级别的井口；为满足庆深气田市场需求，设计开发了 70 Mpa高 压防腐井口装置（套管头、油管头）和高压防腐采油（气）树， 70 Mpa高压节流、压井管汇，和70 Mpa材料级别为FF制造级别最 高为PSL3抗硫井口装置样机，使得我们的设计加工能力有所提高， 但只处于样机试制阶段，要批量生产70 Mpa以上井口加工能力、 水平还远远不够。
发展趋势
采油(气)树主要发展整体式结构,海洋平 台采油作业,由于受平台面积及钻井成本等的 限制一般首先选用整体式结构。同时井口装 置往功能多用化方向发展。如：高温井口， 最高温度可高达370℃，低温井口，最低温度 可达到-60℃，双管井口装置，采用双油管采 油，可以对不同地层同时开采，水下井口装 置，这种井口不是安装在海底,而是在海水中, 像自升式钻井船一样,用几个桩腿支撑在海水 中,而在海底泥面上有一个简单的关闭装置。 用这种井口装置作业工艺较为简单,且遇到井 涌时可以较安全地进行井口操作。
技术主攻方向和研究课题
材料研究方面
研究耐高温工况和耐低温工况以及含硫化氢中等浓度、 高浓度二氧化碳、及硫化氢和二氧化碳共存的井况的金属和 非金属材料，尤其是特殊金属材料和在特殊工况条件下的热 处理工艺的研究，提高材料的防腐性能，来满足特殊工况条 件的使用要求。
技术主攻方向和研究课题
结构型式方面
闸阀系列重点研究暗杆阀的结构型式，使 其密封性能好，有自动补偿功能，减小开关 力矩，同时开发规格为5 ＂ -9 ＂的平板阀，密 封处尽可能采用全金属密封。 井口和采油树方面研究单油管电潜泵井口 装置、双油管井口装置及双通径的整体式采 油树和整体套管头，重点是结构紧凑、重量 轻、性能好、功能全、能实现智能控制，可 以对开、关井所需要的各种功能、状态实时 自动监控，在压力高、低超出规定范围、现 场起火或有害气体泄漏时可实现自动紧急关 井等多功能方向发展。
井口装置发展现状
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。 规格从2＂-9＂。35Mpa以 上采用的是多向模锻承压阀体。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。
井口装置研发方向
采油装备研究所 2007年12月
概述
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。
井口装置发展现状

国内井口装置发展现状
采油(气)井口装置已是我国的较成熟产品。在井口装置研 制方面，国内已有数十个厂家，并形成一定生产规模，均已取 得API会标使用权。 但大多只能生产级别较低非酸性环境的井 口装置，能严格按标准生产高级别抗硫化氢井口的厂家仅有四 川慧剑石油机械厂、金湖石油机械有限公司等几家，生产的单 油管采油井口装置最高压力可达105MPa，双油管采油井口装置 最高压力可达70MPa。
井口装置发展现状
在电潜泵井口装置及整体采油树开发生产方面，原上 海第二石油机械厂引进美国技术，生产单油管电潜泵井 口装置和整体式采油树，并在渤海油田投入使用，这种 井口装置及采油树具有结构紧凑、重量轻、性能好的特 点，是井口装置及采油树的发展趋势。他们的产品占有 国内大多油田市场，同时部分产品已打入国际市场，推 动了井口装置的进一步发展。