整體式水平採油井口裝置的製作方法

2023-12-11 10:50:57 3

專利名稱：整體式水平採油井口裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採油井口裝置，具體就是海洋採油平臺用整體式水平採油井
口裝置。
背景技術：
目前，海洋採油平臺用採油井口裝置主要靠國外進口 ，存在著安裝繁瑣，成本較高 的問題。常規採油井口裝置是由套管頭、套管四通、油管頭、採油樹連接組合在一起。安裝 過程中需要經過移開井口防噴器、安裝四通、安裝防噴器以及試壓等一系列的程序。特別是 每懸掛一層套管到最後安裝油管頭要重複多次上面的操作，比較繁瑣，平臺作業時間長。特 別是海上作業，每浪費一分時間就會增加很多成本。另一方面，常規採油井口裝置，體積龐 大，多佔用平臺空間，又增加了平臺建造成本。 中國專利公開號CN1920244A，公開了 "一種雙動力雙密封單閥雙控式注採井口裝 置"；中國專利授權公告號CN201246128Y，公開了一種"高溫高壓熱採井口裝置"；中國專利 授權公告號CN 201241654Y，公開了一種"海上熱採井口裝置"。這些都屬於採油井口裝置。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種整體式水平採油井口裝置，採用一體三掛的整體懸 掛結構，優化採油井口裝置結構，適應平臺作業和工作環境的採油需要，簡化安裝程序，節 省安裝時間，減少佔用平臺空間。 本實用新型採用的技術方案是整體式水平採油井口裝置，由井口本體、油管懸 掛器、氣液動安全閥、節流閥、平板閥、WD套管懸掛器卡瓦殼體、反卡瓦、正卡瓦、密封擋板、 雙C形密封圈、BT密封圈、絲堵、中間套管懸掛器、完井套管懸掛器、鋼圈、異徑法蘭、清臘閥 門、採油樹帽組成。其特徵是井口本體為圓柱筒形，在井口本體內有上腔體、中腔體和下腔 體。上腔體和中腔體為圓柱形腔體，在上腔體和中腔體的下端分別有一個圓錐面臺肩。 在上腔體內有一個圓柱體形的油管懸掛器。油管懸掛器下端有圓錐面。油管懸掛 器下端的圓錐面座在上腔體的圓錐面臺肩上。油管懸掛器有兩個軸向通孔，一個軸向通孔 能使油管懸掛器上下端溝通，用於穿越井下安全閥控制電纜。油管懸掛器的另一個通孔是 油管連接孔，油管連接孔下端有連接螺紋，通過連接螺紋能與油管連接。油管懸掛器有徑向 孔，徑向孔是原油流出的通道，徑向孔與井口本體壁上的徑向孔相對並連通。在井口本體外 壁上固定有氣液動安全閥，氣液動安全閥與井口本體的徑向孔連通，在氣液動安全閥的另 一端固定有節流閥。氣液動安全閥和節流閥是現有產品，市場能採購到。在油管懸掛器的 上端面有圓柱形凸起，圓柱形凸起有中心孔。油管懸掛器上端面圓柱形凸起的中心孔與油 管連接孔連通。油管懸掛器的圓柱形凸起與異徑法蘭連接。異徑法蘭通過螺栓連接在井口 本體的上端。在異徑法蘭的上部固定有清臘閥門和採油樹帽。本領域技術人員熟知異徑法 蘭、清臘閥門和採油樹帽的原理、結構和連接方法，不詳細敘述。 在井口本體的中腔體內有完井套管懸掛器和中間套管懸掛器，完井套管懸掛器壓在中間套管懸掛器上部，中間套管懸掛器下端有圓錐面，中間套管懸掛器下端的圓錐面座 在井口本體中腔體的圓錐面臺肩上。在中間套管懸掛器上端環形凸臺上有橫向通孔，用於
連通中間套管環空與側出口 。完井套管懸掛器有中心孔，中心孔是完井套管的連接孔，完井 套管連接孔下端有連接螺紋，通過連接螺紋能與完井套管連接。中間套管懸掛器有中心孔， 中心孔是中間套管的連接孔，中間套管連接孔下端有連接螺紋，通過連接螺紋能與中間套 管連接。在中間套管懸掛器與井口本體之間的環形空間內有第一V形金屬密封；完井套管 懸掛器與井口本體之間的環形空間內有第二V形金屬密封。 在井口本體的下腔體內能插入表層套管。在井口本體下腔體內壁與表層套管之間 有環形空間，在環形空間內有雙C形密封圈和圓環形密封擋板。在密封擋板的下端並通過 井口本體下端法蘭固定有WD套管懸掛器卡瓦殼體，在WD套管懸掛器卡瓦殼體內有反卡瓦 和正卡瓦，反卡瓦和正卡瓦固定並懸掛表層套管。WD套管懸掛器卡瓦殼體、反卡瓦和正卡瓦 屬於現有產品。 在井口本體壁上有六個與外界聯通孔，上部兩個孔的位置在油管懸掛器下端面到 完井套管懸掛器上端面之間；中部兩個孔的位置與中間套管懸掛器上端的通孔相對；下部 兩個孔的位置在中間套管懸掛器的下端面與表層套管頂端之間。在上部兩個孔、中部兩個 孔和下部兩個孔中分別有一個孔連接平板閥，另一個孔採用絲堵封堵。 在油管懸掛器外壁上有定位孔，在井口本體固定有頂絲，定位孔與頂絲相對。通過 頂絲實現油管懸掛器的快速準確定位。 油管懸掛器一側有原油流出的通道，通過與井口本體的通道連接出油，由於連接 時通道位置存在一定的誤差，在井口本體上開有導油環形槽，導油環形槽的位置與油管懸 掛器的原油流出的通道相對，以便油流匯集到出油通道。為了防止金屬密封失效，在導油環 形槽上下兩側設有0型橡膠密封圈。 在油管懸掛器上端有環形臺肩，油管懸掛器上端外壁與井口本體之間形成環形空 間，在環形空間內有第三V形金屬密封，第三V形金屬密封是由環形密封壓塊和V形密封圈 組成，環形密封壓塊的下端是雙錐面，V形密封圈在環形空間的底部，環形密封壓塊的雙錐 面壓在V形密封圈內。在井口本體壁上有頂絲，頂絲的頂端頂壓在密封壓塊的上端錐面上。 密封壓塊下壓激發V形密封圈，實現對油管懸掛器外壁和井口本體內壁之間的密封。 為了提高井口本體的上腔體圓錐面臺肩與油管懸掛器圓錐面的密封性，在井口本 體的上腔體圓錐面臺肩與油管懸掛器圓錐面之間有雙金屬空心0形密封圈； 為了提高異徑法蘭與井口本體相對的端面之間的密封性，在異徑法蘭與井口本體 相對的端面之間有鋼圈。 在井口本體下腔體內壁與表層套管之間、中間套管懸掛器下端臺肩與井口頭中腔 體內壁之間、完井套管懸掛器下端臺肩與井口頭中腔體內壁之間，分別裝有BT密封圈。 本實用新型的有益效果整體式水平採油井口裝置，油管懸掛器一側開有出油通 道，直接通過井口本體1與外部氣液動安全閥連接，簡化了傳統的垂直採油樹後續修井作 業，在修井作業時，不用移開採油樹及相關連接管線，節省了安裝和修井時間，大大簡化了 後期的修井操作。 —體三掛的整體懸掛結構，心軸式套管懸掛器座落在井口本體內腔的45。臺肩 上，心軸式完井套管懸掛器座落在中間套管懸掛器之上，中間套管懸掛器上端設有四個通
5孔，用於連通內部環空與旁通。油管懸掛器坐落在井口本體內腔上部的30。圓錐面臺肩上， 降低了井口的高度，簡化了安裝程序。

圖1是本實用新型整體式水平採油井口裝置結構剖面示意圖。 圖2是圖1中I處的局部剖視放大圖。 圖l中1.井口本體，2.油管懸掛器，3.氣液動安全閥，4.節流閥，5.平板閥，6.油 管，7.套管，8.WD套管懸掛器卡瓦殼體，9.反卡瓦，IO.正卡瓦，ll.密封擋板，12.雙C形密 封圈，13.BT密封圈，14.絲堵，15.中間套管懸掛器，16.第一V形金屬密封，17.通孔，18.第 二V形金屬密封，19.完井套管懸掛器，20.雙C形空心金屬密封圈，21.頂絲總成，22.第三 V形金屬密封，23.鋼圈，24.異徑法蘭，25.清臘閥門，26.採油樹帽。
具體實施方式實施例1 :以一個整體式水平採油井口裝置為例，對實用新型作進一步詳細說明。 參閱圖l。本實用新型整體式水平採油井口裝置，由井口本體1、油管懸掛器2、氣 液動安全閥3、節流閥4、平板閥5、 WD套管懸掛器卡瓦殼體8、反卡瓦9、正卡瓦10、密封擋 板11、雙C形密封圈12、BT密封圈13、絲堵14、套管懸掛器15、 19、V形金屬密封16、 18、22、 雙金屬空心0形密封圈20、頂絲總成21、鋼圈23、異徑法蘭24、清臘閥門25、採油樹帽26組 成。 井口本體1為圓柱筒形，在井口本體1內有上腔體、中腔體和下腔體。上腔體和中 腔體為圓柱形腔體，在上腔體和中腔體的下端分別有一個圓錐面臺肩。上腔體內徑535毫 米，中腔體內徑546毫米。 在井口本體1的上腔體內有一個圓柱體形的油管懸掛器2。油管懸掛器2下端有 圓錐面，錐面的斜度為30度。油管懸掛器2下端的圓錐面座在上腔體的圓錐面臺肩上。油 管懸掛器2有兩個軸向通孔， 一個軸向通孔能使油管懸掛器2上下端溝通，液體能通過。油 管懸掛器2的另一個通孔是油管連接孔，油管連接孔下端有連接API螺紋，通過連接API螺 紋能與油管6連接。油管懸掛器2有一個直徑為63. 5毫米的徑向孔，用於穿越井下安全閥 控制電纜，徑向孔與井口本體1壁上的徑向孔相對並連通。在井口本體1外壁上固定有一 個氣液動安全閥3，氣液動安全閥3與井口本體1的徑向孔連通，在氣液動安全閥3的另一 端固定有節流閥4。在油管懸掛器2的上端面有一個圓柱形凸起，圓柱形凸起有中心孔。油 管懸掛器2上端面圓柱形凸起的中心孔與油管連接孔連通。油管懸掛器2的圓柱形凸起與 異徑法蘭24連接。異徑法蘭24通過螺栓連接在井口本體1的上端。在異徑法蘭24與井 口本體1相對的端面之間有一個鋼圈23。在異徑法蘭24的上部固定有一個清臘閥門25和 一個採油樹帽26。 參閱圖2。在油管懸掛器2外壁上有一個定位孔31，在井口本體1固定有頂絲21， 定位孔31與頂絲21相對。通過頂絲21實現油管懸掛器2的快速準確定位。在油管懸掛 器2 —側有一個原油流出的通道，通過與井口本體1的通道連接出油，由於連接時通道安裝 時位置存在一定的誤差，在井口本體1上開有導油環形槽30，導油環形槽30的位置與油管 懸掛器2的原油流出的通道相對，以便油流匯集到出油通道。為了防止金屬密封失效，在導油環形槽30上下兩側分別有一個0型橡膠密封圈29。在油管懸掛器2上端有環形臺肩，油 管懸掛器2上端外壁與井口本體1之間形成環形空間，在環形空間內有第三V形金屬密封 22，第三V形金屬密封22是由環形密封壓塊27和V形密封圈28組成，環形密封壓塊27的 下端是雙錐面，V形密封圈28在環形空間的底部，環形密封壓塊27的雙錐面壓在V形密封 圈28內。在井口本體1壁上有頂絲21，頂絲21的頂端頂壓在密封壓塊27的上端錐面上。 密封壓塊27下壓激發V形密封圈28，實現對油管懸掛器2外壁和井口本體1內壁之間的密 封。在井口本體1的上腔體圓錐面臺肩與油管懸掛器2圓錐面之間有雙金屬空心0形密封 圈20。 參閱圖1。在井口本體1的中腔體內有完井套管懸掛器19和中間套管懸掛器15， 完井套管懸掛器19壓在中間套管懸掛器15上部，中間套管懸掛器15下端有一個45度的 圓錐面，中間套管懸掛器15下端的圓錐面座在井口本體1中腔體的圓錐面臺肩上。在井口 本體1的中腔體圓錐面臺肩與中間套管懸掛器15圓錐面之間有雙金屬空心O形密封圈20。 在完井套管懸掛器19和中間套管懸掛器15之間有橫向通孔17。橫向通孔17在中間套管 懸掛器15上端環形凸臺上。完井套管懸掛器19有一個中心孔，中心孔是完井套管的連接 孔，完井套管連接孔下端有套管螺紋，通過套管螺紋能與完井套管連接。中間套管懸掛器15 有中心孔，中心孔是中間套管的連接孔，中間套管連接孔下端有連接螺紋，通過連接螺紋能 與中間套管連接。完井套管、中間套管和表層套管在圖1中的部件序號為7。完井套管、中 間套管和表層套管對油田技術人員非常熟悉的。將本實用新型安裝在井口上，完井套管懸 掛器19能連完井套管的頂部，中間套管懸掛器15能連接中間套管的頂部。在完井套管懸 掛器19與井口本體1之間的環形空間內有第二 V形金屬密封18 ;中間套管懸掛器15與井 口本體1之間的環形空間內有第一 V形金屬密封16。 參閱圖1。在井口本體1的下腔體內上端能插入表層套管。在井口本體1下腔體 內上端連接螺紋與表層套管之間有一個BT密封圈13。在井口本體1下腔體內壁與表層套 管之間有環形空間，在環形空間內有雙C形密封圈12和圓環形密封擋板11。雙C形金屬密 封圈ll(由不鏽鋼材料製成)用於密封套管和井口的環空。在密封擋板11的下端並通過 井口本體1下端法蘭固定有WD套管懸掛器卡瓦殼體8，在WD套管懸掛器卡瓦殼體8內有一 個反卡瓦9和一個正卡瓦10，反卡瓦9和正卡瓦10固定並懸掛表層套管。 在井口本體1壁上有六個與外界聯通孔，聯通孔也稱旁通。上部兩個孔的位置在 油管懸掛器2下端面到完井套管懸掛器19上端面之間；中部兩個孔的位置與中間套管懸掛 器15上端的通孔17相對；下部兩個孔的位置在中間套管懸掛器15的下端面與表層套管頂 端之間。在上部兩個孔、中部兩個孔和下部兩個孔中分別有一個孔連接平板閥5，另一個孔 採用絲堵14封堵。
權利要求一種整體式水平採油井口裝置，由井口本體(1)、油管懸掛器(2)、氣液動安全閥(3)、節流閥(4)、平板閥(5)、WD套管懸掛器卡瓦殼體(8)、反卡瓦(9)、正卡瓦(10)、密封擋板(11)、雙C形密封圈(12)、BT密封圈(13)、絲堵(14)、中間套管懸掛器(15)、完井套管懸掛器(19)、鋼圈(23)、異徑法蘭(24)、清臘閥門(25)、採油樹帽(26)組成，其特徵是井口本體(1)為圓柱筒形，在井口本體(1)內有上腔體、中腔體和下腔體，上腔體和中腔體為圓柱形腔體，在上腔體和中腔體的下端分別有一個圓錐面臺肩，在上腔體內有一個油管懸掛器(2)，油管懸掛器(2)下端有圓錐面，油管懸掛器(2)下端的圓錐面座在上腔體的圓錐面臺肩上，油管懸掛器(2)有兩個軸向通孔，一個軸向通孔用於穿越井下安全閥控制電纜，油管懸掛器(2)的另一個通孔是油管連接孔，油管連接孔下端有連接螺紋，通過連接螺紋能與油管(6)連接，油管懸掛器(2)有徑向孔，徑向孔是出油通道，徑向孔與井口本體(1)壁上的徑向孔相對並連通，在井口本體(1)外壁上固定有氣液動安全閥(3)，氣液動安全閥(3)與井口本體(1)的徑向孔連通，在氣液動安全閥(3)的另一端固定有節流閥(4)，在油管懸掛器(2)的上端面有圓柱形凸起，圓柱形凸起有中心孔，油管懸掛器(2)上端面圓柱形凸起的中心孔與油管連接孔連通，油管懸掛器(2)的圓柱形凸起與異徑法蘭(24)連接，異徑法蘭(24)通過螺栓連接在井口本體(1)的上端，在異徑法蘭(24)的上部固定有清臘閥門(25)和採油樹帽(26)，在井口本體(1)的中腔體內有完井套管懸掛器(19)和中間套管懸掛器(15)，完井套管懸掛器(19)壓在中間套管懸掛器(15)上部，中間套管懸掛器(15)下端有圓錐面，中間套管懸掛器(15)下端的圓錐面座在井口本體(1)中腔體的圓錐面臺肩上，在中間套管懸掛器(15)上端環形凸臺上有橫向通孔(17)，用於連通中間套管環空與側出口，完井套管懸掛器(19)有中心孔，中心孔是完井套管的連接孔，完井套管連接孔下端有連接螺紋，中間套管懸掛器(15)有中心孔，中心孔是中間套管的連接孔，中間套管連接孔下端有連接螺紋，在中間套管懸掛器(15)與井口本體(1)之間的環形空間內有第一V形金屬密封(16)；完井套管懸掛器(19)與井口本體(1)之間的環形空間內有第二V形金屬密封(18)，在井口本體(1)的下腔體內能插入表層套管，在井口本體(1)下腔體內壁與表層套管之間有環形空間，在環形空間內有雙C形密封圈(12)和圓環形密封擋板(11)，在密封擋板(11)的下端並通過井口本體(1)下端法蘭固定有WD套管懸掛器卡瓦殼體(8)，在WD套管懸掛器卡瓦殼體(8)內有反卡瓦(9)和正卡瓦(10)，在井口本體(1)壁上有六個與外界聯通孔，上部兩個孔的位置在油管懸掛器(2)下端面到完井套管懸掛器(19)上端面之間；中部兩個孔的位置與中間套管懸掛器(15)上端的通孔(17)相對；下部兩個孔的位置在中間套管懸掛器(15)的下端面與表層套管頂端之間，在上部兩個孔、中部兩個孔和下部兩個孔中分別有一個孔連接平板閥(5)，另一個孔採用絲堵(14)封堵。
2. 根據權利要求1所述的整體式水平採油井口裝置，其特徵是在油管懸掛器(2)外 壁上有定位孔(31)，在井口本體(1)固定有頂絲(21)，定位孔(31)與頂絲(21)相對，通過 頂絲(21)實現油管懸掛器(2)的快速準確定位。
3. 根據權利要求1所述的整體式水平採油井口裝置，其特徵是在井口本體(1)上開 有導油環形槽(30)，導油環形槽(30)的位置與油管懸掛器(2)的原油流出的通道相對，在 導油環形槽(30)上下兩側設有O型橡膠密封圈(29)。
4. 根據權利要求1所述的整體式水平採油井口裝置，其特徵是在油管懸掛器(2)上端有環形臺肩，油管懸掛器(2)上端外壁與井口本體(1)之間形成環形空間，在環形空間內 有第三V形金屬密封(22)，第三V形金屬密封(22)是由環形密封壓塊(27)和V形密封圈 (28)組成，環形密封壓塊(27)的下端是雙錐面，V形密封圈(28)在環形空間的底部，環形 密封壓塊(27)的雙錐面壓在V形密封圈(28)內，在井口本體(1)壁上有頂絲(21)，頂絲 (21)的頂端頂壓在密封壓塊(27)的上端錐面上。
5. 根據權利要求l所述的整體式水平採油井口裝置，其特徵是在井口本體(1)的上 腔體圓錐面臺肩與油管懸掛器(2)圓錐面之間有雙金屬空心O形密封圈(20)。
6. 根據權利要求1所述的整體式水平採油井口裝置，其特徵是在異徑法蘭(24)與井 口本體(1)相對的端面之間有鋼圈(23)。
7. 根據權利要求l所述的整體式水平採油井口裝置，其特徵是在井口本體(1)下腔 體內壁與表層套管之間、中間套管懸掛器(15)下端臺肩與井口頭中腔體內壁之間、完井套 管懸掛器(19)下端臺肩與井口頭中腔體內壁之間，分別裝有BT密封圈(13)。
專利摘要整體式水平採油井口裝置，應用於海洋平臺採油。在井口本體內有上腔體、中腔體和下腔體。在上腔體和中腔體的下端分別有一個圓錐面臺肩。在上腔體內有油管懸掛器。油管懸掛器下端有連接螺紋，用於連接油管。油管懸掛器有出油通道。在井口本體外壁上固定有氣液動安全閥和節流閥。異徑法蘭、清臘閥門和採油樹帽在井口本體的上端。在井口本體的中腔體內有完井套管懸掛器和中間套管懸掛器。在井口本體的下腔體內有WD套管懸掛器。效果是一體三掛的整體懸掛結構，降低了井口的高度，簡化了安裝程序。後續修井作業不用移開採油樹及相關連接管線，簡化修井操作，節省拆裝時間，簡化後期的修井操作。
文檔編號E21B33/03GK201486503SQ20092017317
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月25日 優先權日2009年8月25日
發明者侯福祥, 劉繼亮, 吳千裡, 李青松, 王雪, 紀友哲 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鑽井工程技術研究院