水下采油树模型开发技术方案
一、主要技术规
a 执行标准：API SPEC 6A19
b 额定工作压力：70Mpa(10000psi)
c 公称通径：主通径：Φ65mm(2 9/16in)
旁通径：Φ65mm(2 9/16in)
d 额定温度级别：P.U（-29℃~121℃）
e 材料级别：DD
f 产品规等级：PSL3
g 性能要求级别：PR1
h 总体尺寸（长×宽×高）：3130mm×560 mm×2540 mm
主要技术要求：系统工作压力HP：7500psi，LP：5000psi；电源耐压5kv；HP输入1路、输出2路、回油1路；LP输入1路、输出16路、回油1路。
外形尺寸：1400mm*900mm*1400mm
环境温度：操作温度0℃~+40℃
储藏温度-18℃~+50℃
工作压力：LP 5000psi， HP 7500psi
主要功能：接收SCM发出信号，开启、关闭阀门，通断油路，检测SC M按照主控站指令发出控制命令功能；向SCM提供温度、压力信号并记录，检测SCM对温度、压力信号的接收和传输能力。
采油树是整个生产系统的执行部分，通过控制采油树管线上的阀门，来控制整个采油系统的流程。整个采油树生产执行主要分为三个部分：生产主回路、环空回路、药剂注入回路。
二、采油树主要组成
?树体（TREE BODY）
?采油树与井口回接系统（CONNECTOR TIE-BACK）
?井口连接器（WELLHEAD CONNECTOR）
?采油树帽（INTERNAL TREE CAP）
?阀门（VALVE BLOCK & VALVE)
?ROV控制盘（ROV CONTROL PANEL）
?化学药剂注入（CHEMICAL INJECTION）
?采油树体总成（X’TREE ASSEMBLY）
2.1 树体（TREE BODY）
?整体加工的空心园筒体
?部形状加工成与油管挂和采油树帽相配合的形状
?下端及顶部为螺纹状结构，分别与18-3/4″ 10000PSI工作压力的FMC TORUS IV液压井
口连接器及采油树帽相连接
?为连接PMV(生产主阀), AMV(环状通路主阀)及AAV (环形空间入口阀)开孔
?Quad Penetrator装置, 该装置通过与油管挂上的液压Penetrator连接装置相接, 可以
控制井下安全阀的状态
2.2 采油树与井口回接系统（CONNECTOR TIE-BACK）
该系统由上下两部分组成，它的主要功能是为采油树体和水下井口之间的18-3/4″VX 型垫片提供第二道屏障，它的上部分叫做Upper Alignment Stab，其顶部与树体相接并密封，其下部分叫Lower Alignment Stab，其底部与9-5/8″的套管悬挂器相接并密封，中间由上下两部分相接并密封，这里所有的密封均采用金属附加弹性体的方式，能承受5000 PSI 的压力。有此回接系统，井口和采油树之间的连接密封就不会受到井下压力的作用，其可靠性大为增强
4.3 井口连接器（WELLHEAD CONNECTOR）
?完井顺序
?30″井口套管
?18-3/4″水下井口
?13-3/8″套管悬挂器
?9-5/8″套管悬挂器
◆连接水下井口
?采油树生产导向基础(PGB)首先座落在30″井口套管(Housing) 上, PGB上的重力锁紧
装置自动与套管锁紧
?采油树沿PGB导向绳及导向柱(Guidepost)就位
?FMC TorusIV-18-3/4″10000 PSI（工作压力）的液压采油树连接器与18-3/4″水下井
口连接锁紧
?液压控制采油树与井口的连接和解脱，将采油树提出水面进行维修、密封垫片的更换
等工作
◆管毂的连接(Flowline Hub)
?管毂连接采油树生产管线和注气管线(4″/ 2″)，安装在PGB上
?海底管线和注气管线分别与PGB上对应的管线连接
?通过安装在采油树上的Flowline Hub连接器11″-5000 PSI (WP) FMC Torus Ⅱ，以液
压驱动方式与PGB上的管毂连接
?液压控制Flowline Hub连接器与PGB的连接和解脱，将采油树提出水面进行维修、密封
垫片的更换等工作
2.4 采油树帽（INTERNAL TREE CAP）
采油树帽安装在油管挂的顶部，依靠液压式起下工具与树体相连，与树体之间的密封为金属对金属结合弹性密封物，为树体部与环境隔绝提供第二道屏障，另外在生产期间为油管挂提供第二道固定装置，避免油管挂在油井热力及压力变化下产生移位。
2.5 阀门（VALVE BLOCK & VALVE)
?生产阀门 PMV、PWV
?注气管线阀门 AMV、AWV
?化学药剂注入管线阀门 CIV1、CIV2
?转换阀 XOV
?环空通路阀 AAV1、AAV2
?水面控制水下安全阀 SCSSV
?甲醇注入阀 MIV
采油树上所有的阀门可以手动或由ROV来操作，因此阀的转动力具有一定的限制。通常情况下，阀门的密封应采用金属对金属而且是双向密封。需要润滑的部分通常由控制液来完成。如果无润滑，应该能保证一定次数的动作，如250次关闭开启。
2.7 ROV控制盘（ROV CONTROL PANEL）
?ROV (Remote Operation Vehicle)
?ROV控制盘
置于采油树正面，所有的阀门执行器均朝向ROV盘并通过延长杆与ROV盘相连，而ROV 操作头均可以插入ROV盘上的母头，并转动阀杆的延长杆，操纵阀门的开与关
?阀门控制
?上部控制系统通过电液控制系统进行控制
?ROV通过ROV控制盘进行操作
?潜水员通过ROV控制盘操作
2.8 化学药剂注入（CHEMICAL INJECTION）
?化学药剂的注入点
?生产主阀和翼阀之间
?注入管线通过SCM到达注入点，由SCM开启CIV控制药剂的注入
2.9 采油树体总成（X’TREE ASSEMBLY）
?采油树与PGB的对接
?采油树的防护
?防护格栅
?ROV控制盘
?顶板
?采油树外帽
2.10 油管挂 (TUBING HANGER)
?油管挂是一个同心圆筒体,安装在树体与采油树壁销死并密封
?油管挂在树体靠调平键和螺旋面定位
?液压压头（Hydraulic Penetrator）精确的定位
?采油树体的采油树帽安装在油管挂顶部
2.11 油管挂垂向开孔(出口上侧)堵头(WIRELINE PLUG)
在油管挂侧出口的顶部，油管挂的开孔是Halliburton堵头来密封的，一旦装上这个堵头，便能使井液改变方向由侧出口流向生产管线
2.12 油管挂操作工具(THRT)
?THRT(Tubing Hanger Running Tool)的作用
操作油管挂
操作采油树帽
?油管挂和采油树帽进行安装或解脱的操作方式
?由液压控制THRT的园筒驱动锁环使操作工具与油管挂（或采油树帽）锁紧或解脱?外园筒负责驱动油管挂或采油树帽上与采油树体之间的锁紧或解脱机构
2.13 油管挂紧急释放工具(THERT-TUBING HANGER EMERGENCY RUNNING TOOL)
该工具的主要目的是当液压或油管挂操作工具失效的情况下，用来解脱油管挂及采油树帽，因此只是紧急情况下的备用工具，该工具不带任何液压功能，只能回收油管挂或者采油树帽
2.14 生产导向基础(PGB)
PGB-Production Guide Base是导向及导流的结构，其导向柱及导向绳可以使防喷器(BOP)支架及采油树准确就位于水下井口之上。除PGB和采油树的操作面外，其它三面均有铰接的遮档棍，与采油树的防护装置一起，构成一个完整的保护结构，避免重物的意外冲击对PGB和采油树的管路、阀门及管毂造成损坏
其导向柱是承插式的，可以通过ROV进行更换，导向柱也是可以伸缩的，原长2.87米, 可以增加到4.4米，以适应运输及安装的不同要求。
3.1.1生产主回路
主要功能：采油树主回路负责整个油气的开采工作，可以调节生产流量以控制生产总量。
图4、生产主回路流程图
工作时序：
通过高压油路，打开水底安全阀SCSSV，海底油气通过主回路管道传输。
正常工作状态（即主回路中的传感器压力反馈的数据正常）：
生产主阀PMV和生产翼阀PWV等阀门正常工作状态处于常开状态。
当出现紧急状况或者是压力温度传感器PTT1反馈的温度或压力大于设定值最大值时，首先需要关闭生产主阀PMV，SCM促发电液换向阀失电，形成回流，导致生产主阀PMV驱动器腔的压力减小，弹簧复位促使生产主阀关闭；如果此时传感器PTT1还能反馈数据，则需
要继续关闭生产翼阀PWV。生产隔离阀PIV作为备用阀，用于生产主阀PMV和生产翼阀PWV 关闭状态失效时，隔离生产物。
生产节流阀PCV通过调节阀门的打开程度，可以控制主回路中油气的流量，并通过节流阀位置指示器将信号传递给SCM。生产节流阀PCV中的湿气流量计WGFM，用于统计采油树生产主回路各时间段的采油总量，并将信号传输给SCM。
声沙探测器ASD、沙粒冲蚀/温度/压力传感器SEPT用于测量生产管道中的温度、压力以及沙粒等数据，并反馈给SCM。
故障分析处理：
1、当采油树生产主回路传感器反馈的实时量超过或小于正常生产围，MCS发出指令给SCM，由SCM控制生产管线上的阀门。
2、当采油树主回路反馈的数据超出或小于正常值，SCM能够上传数据，但失去关闭管线上阀门的能力，则此时需要促发机器人ROV强行关闭阀门。
3、当SCM失去了与平台通讯的能力时，则需要打捞起整颗采油树。
主要性能指标：
其中需要控制阀门3个：水面控制水下安全阀（SCSSV）、生产主阀(PMV)、生产翼阀(PWV)。其中水面控制水下安全阀（SCSSV）为瓣状、其余2个阀门均为闸阀，设计生产具体规格如下：
PMV生产主阀
尺寸：130mm（5-1/8’’）类型：闸阀，带液压促动器
压力：10000
最小开启压力：4000psi 最大开启压力：6000psi
触动器容积：3200ml
触动器进口螺纹：3/8" SAE
触动器回油螺纹：3/8" SAE
FSC 失效安全关闭 NO 正常开启
RET 回流管线（单独连接至蓄能器接头）
行程：147.6mm
PWV 生产翼阀
尺寸：130mm（5-1/8’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：10000
最小开启压力：4000psi 最大开启压力：6000psi
触动器容积：3200ml
触动器进口螺纹：3/8" SAE
触动器回油螺纹：3/8" SAE
FSC 失效安全关闭 NO 正常开启
RET 回流管线（单独连接至蓄能器接头）
行程：147.6mm
测试模型阀门采用巨林科教仪器二位二通电磁换向阀替代，具体参数如下：
控制方式：直流24V控制电磁阀
尺寸规格：待定
使用压力：0~1.0MPA；
连接方式：快换接头连接或螺纹连接；
接头尺寸：待定
连接油管：软管、硬管；
需要测量传感器共5个：井下压力温度传感器(DHPT)、压力温度传感器1（PTT1）、沙粒冲蚀温度压力传感器（SETP1、SETP2）、声沙探测器（ASD）。
具体规格型号、接口类型如下：
压力温度传感器（DHPT、PTT1、SETP1、SETP2）：
PTB706压力/温度一体化传感器（指南针传感仪器）
量程: 0～0.5～150MPa
综合精度: 0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS
输出信号: 压力输出：4～20mA(二线制)、0～5V、1～5V、0～10V(三线制)
温度输出：J、K、E型热电偶或PT100铂电阻
供电电压: 24DCV(9～36DCV)
介质温度: -20～85～150℃、-30℃～125℃、-40～150℃
环境温度: 常温(-20～85℃)
零点温漂移：≤±0.05%FS℃
量程温度漂移：≤±0.05%FS℃
补偿温度： 0~70℃
安全过载： 150%FS
极限过载： 200%FS
响应时间： 5mS(上升到90%FS)
负载电阻: 电流输出型：最大800Ω；电压输出型：大于50KΩ
绝缘电阻: 大于2000MΩ (100VDC)
密封等级: IP65
长期稳定性能: 0.1%FS/年
振动影响: 在机械振动频率20Hz～1000Hz，输出变化小于0.1%FS
电气接口(信号接口): 四芯航空接插件
机械连接(螺纹接口): M16×1.5、M20×1.5、M22×1.5等，另可依据要求专门设计
3.1.2 环空回路
主要功能：
环控回路主要是用于泄放采油树井底泄露的油气，一般情况下，此回路处于备用状态。
图5、环空回路流程图
工作时序：
当采油树正常工作时，环控回路管路上的阀门处于常闭状态。其都是由SCM控制电液换向阀驱动阀门的打开。
当套管和油管发生泄漏时，井下温度压力传感器DHPT将测得的数据反馈给SCM，SCM 再将采集的信号传送给MCS，MCS对其进行分析处理，若发现压力超过一定值时，发出控制指令给SCM，使SCM打开环空主阀AMV；
同理压力传感器PT3感知的压力大于设定值时，MCS发出控制指令给SCM，控制电液换向阀打开环空翼阀AWV和跨接阀XOV，泄漏的气体通过介于套管和油管之间的，并且连接
环空主阀 AMV的管道返回到了主回路。
如果此时电压传感器PT2感知的压力过大，超过一定的值时，此时MCS就会发出指令给SCM打开环空泄放阀AVV，将泄漏的油气排放到SUTU上，最终送达至液压站HPU。
介于采油树帽和油管挂之间的并且与环空接入阀AAV相连的管道是用来测试密封性的。
故障处理：
1、当采油树环控回路上的压力过大，需要开启时，而SCM无法驱动阀门的打开，则此时需要促发机器人强行开启阀门。
2、当井下温度压力传感器DHPT反馈的实时量超过设定的最大值时，则说明井下安全阀泄露的厉害，此时MCS发出指令给SCM，由SCM紧急关闭井下安全阀SCSSV。
3、当SCM失去了与平台通讯的能力时，则需要打捞起整颗采油树。
主要性能指标：
需要控制阀门5个：环空主阀（AMV）、环空翼阀（AWV）、环空泄放阀（AVV）、环空接入阀（AAV）、跨接阀（XOV）。具体规格如下：
XOV跨接阀
尺寸：52mm（2-1/16’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：10000
最小开启压力：4000psi 最大开启压力：6000psi
触动器容积：550ml
触动器进口螺纹：3/8" SAE
触动器回油螺纹：3/8" SAE
FSC 失效安全关闭 NC 正常关闭 RET 回流管线
行程：62.8mm
AWV环空翼阀
尺寸：52mm（2-1/16’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：10000
最小开启压力：4000psi 最大开启压力：6000psi
触动器容积：550ml
触动器进口螺纹：3/8" SAE
触动器回油螺纹：3/8" SAE
FSC 失效安全关闭 RET 回流管线
行程：62.8mm
AAV环空接入阀
尺寸：52mm（2-1/16’’）
类型：闸阀，带液压促动
压力：10000
最小开启压力：4000psi 最大开启压力：6000psi
触动器容积：550ml
触动器进口螺纹：3/8" SAE
触动器回油螺纹：3/8" SAE
FSC 失效安全关闭 NC 正常关闭 RET 回流管线
行程：62.8mm
AWV环空翼阀
尺寸：52mm（2-1/16’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：10000
最小开启压力：4000psi 最大开启压力：6000psi
触动器容积：550ml
触动器进口螺纹：3/8" SAE
触动器回油螺纹：3/8" SAE
FSC 失效安全关闭 RET 接回流管线
行程：62.8mm
AVV环空泄放阀
尺寸：19mm（3/4’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：10000
最小开启压力：4000psi 最大开启压力：6000psi
触动器容积：550ml
触动器进口螺纹：3/8" SAE
触动器回油螺纹：3/8" SAE
FSC 失效安全关闭 RET 回流管线
行程：62.8mm
需要测量传感器共2个：压力温度传感器2（PT2）、压力温度传感器3（PT3）。具体规格如下：
量程：0-,1MPa
综合精度：0.1%FS、
输出信号：1.0mV/V、1.5mV/V、2.0mV/V、
2.5mV/V、
3.3mV/V(四线制)
供电电压： 10DCV(6～12DCV)
输出阻抗：350/1000/1650/2000Ω
介质温度： -20～85～125℃
环境温度：常温(-20～85℃)
长期稳定性能： 0.1%FS/年
绝缘电阻：大于2000MΩ (100VDC)
密封等级：
IP65
振动影响：在机械振动频率20Hz～1000Hz，输出变化小于0.1%FS
电气接口：赫斯曼接头
机械连接：M14×1.5、M20×1.5等，其它螺纹可依据要求设计
测试模型阀门采用巨林科教仪器二位二通电磁换向阀替代，具体参数如下：
控制方式：直流24V控制电磁阀
尺寸规格：170*60*45mm；
使用压力：0~1.0MPA；
连接方式：快换接头连接；
接头尺寸：φ22*85MM；
连接油管：φ12*5MM，软管；
3.1.3 药剂注入回路
主要功能：
药剂注入回路主要分为三个部分：阻垢剂、乙二醇以及甲醇注入回路。分别如下图6、7、8所示。化学药剂来自水上平台，地面电液分配器TUTA通过脐带缆将化学药剂传输到水下电液分配器SUTU，水下电液分配器再将不同的化学药剂分别注入到井筒海底管道或采油树管道，起到除垢、防冻以及清蜡的作用。
MeOH 甲醇
MIV
甲醇注入阀
SCM T6
超级双相钢
SUTU
主回路
控制开闭
图6、甲醇注入流程图
图7、阻垢剂注入流程图
图8、乙二醇注入流程图
工作时序：
阻垢剂是通过水下电液分配器注入到采油树的底部，SCM采集阻垢剂注入计量阀SI CIMV的数据，从而控制化学药剂注入阀的开与闭。
乙二醇是通过水下电液分配器注入到采油树的主回路上，SCM采集乙二醇注入计量阀MG CIMV的数据，从而控制化学药剂注入阀的开与闭。
甲醇是直接通过水下电液分配器注入到主回路中。其回路上没有计量阀，一直出去常开状态。
故障处理：
1、当SCM将采集到的注入计量阀SI CIMV数据上传给MCS，经过处理分析数据，小于设定值，则增加平台化学药剂的流量；大于设定值，则减少平台化学药剂的流量。
2、当化学药剂的计量阀反馈的数据超过允许围之，则MCS下达指令关闭指令给SCM，SCM 驱动电液换向阀关闭化学药剂注入阀。
3、当SCM失去了上传数据的能力时，则需要打捞起，整颗采油树。
主要性能指标：
传感器与计量阀性能参数
阻垢剂注入回路：阻垢剂的注入计量阀(SI CIMV )
乙二醇注入回路：乙二醇的注入计量阀(MG CIMV)
需要测量传感器共2个：压力温度传感器2（PT2）、压力温度传感器3（PT3）。具体规格如下：
量程：0-,1MPa
综合精度：0.1%FS、
输出信号：1.0mV/V、1.5mV/V、2.0mV/V、
2.5mV/V、
3.3mV/V(四线制)
供电电压： 10DCV(6～12DCV)
输出阻抗：350/1000/1650/2000Ω
介质温度： -20～85～125℃
环境温度：常温(-20～85℃)
长期稳定性能： 0.1%FS/年
绝缘电阻：大于2000MΩ (100VDC)
密封等级： IP65
振动影响：在机械振动频率20Hz～1000Hz，输出变化小于0.1%FS
电气接口：赫斯曼接头
机械连接：M14×1.5、M20×1.5等，其它螺纹可依据客户要求设计
测试模型阀门采用巨林科教仪器二位二通电磁换向阀替代，具体参数如下：
控制方式：直流24V控制电磁阀
尺寸规格：170*60*45mm；
使用压力：0~1.0MPA；
连接方式：快换接头连接；
接头尺寸：φ22*85MM；
连接油管：φ8*5MM，软管；
需要控制阀门1个：
CIV2化学药剂注入阀#2
尺寸：19mm（3/4’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：15000
FSC 失效安全关闭 NO 正常开启 RET 回流管线
测试模型阀门采用巨林科教仪器二位二通电磁换向阀替代，具体参数如下：
控制方式：直流24V控制电磁阀
尺寸规格：170*60*45mm；
使用压力：0~1.0MPA；
连接方式：快换接头连接；
接头尺寸：φ22*85MM；
连接油管：φ8*5MM，软管；
阻垢剂注入回路需要控制阀门1个：
CIV1化学药剂注入阀#1（SI）
尺寸：19mm（3/4’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：15000
FSC 失效安全关闭 NO 正常开启 RET 回流管线
甲醇注入回路需要控制阀门1个：
MIV甲醇注入阀尺寸：19mm（3/4’’）
类型：闸阀，带液压促动器
压力：15000
FSC 失效安全关闭 NO 正常开启 RET 回流管线
测试模型阀门采用巨林科教仪器二位二通电磁换向阀替代，具体参数如下：
控制方式：直流24V控制电磁阀
尺寸规格：170*60*45mm；
使用压力：0~1.0MPA；
连接方式：快换接头连接；
接头尺寸：φ22*85MM；
连接油管：φ8*5MM，软管；
6、采油树模型开发总体方案
管路布置：管路布置主要分主回路、环空回路、药剂注入回路三部分。主回路主要模拟井下油液采集过程，油液由模拟井口进入主回路，经油管四通，通过生产主阀、生产翼阀、药剂注入阀流出。
环空回路：环控回路主要是用于泄放采油树井底泄露的油气，一般情况下，此回路处于备用状态。
套管头:
套管头连接套管柱上端，由套管悬挂器及四通，阀门等
组成，用于支承下一层较小的套管柱并密封上下两层套
管间的环形空间。海上油田一般有多层套管及环形空
间，有多个套管头。最下部套管头安装在隔水导管顶端，
上法兰与中间套管头的下法兰相连接。螺纹底部连接套
管头安装简单。底部螺纹为API 圆螺纹或偏梯形螺纹。
套管头壳体采用API 6A 低合金钢制造.
套管悬挂器:
套管悬挂器是坐在最下部套管头或中间套管头的锥座中，用于
牢固地悬挂下一级较小的套管柱，并在所悬挂的套管和套管头
锥座之间提供密封。套管悬挂器承受所悬挂的套管柱重量。油
管挂上有一个BIW电缆穿越口，两个1/4inNPT液压控制管线穿
越口，化学药剂注入口。下油管时，同时SCSSV控制管线及注
化学药剂管线及毛细管应随油管一起下入（如采用电潜泵采油
时，电缆应随油管下入）。下最后油管前，清洗油管挂并检查
各部分密封元件是否齐全和破损，若有缺少和破损应及时更换，检查完毕后，将油管挂上提至油管四通上法兰。将油管挂与油管（或双公短节）均匀上紧至规定扭矩，卸去油管挂控制管线接口底部1/4NPT堵头，将SCSSV控制管线和注化学药剂管线采用快速接头与油管挂连接成一体。
油管头: 油管头安装在最上部套管头的上端，由油管悬挂器
及其锥座组成，用于支承油管柱，并密封油管与生产套管间
的环形空间。油管头悬挂器座的上端通常与一个上法兰连
接，下端与一个四通连接。具有上下法兰和两个环空出口。
油管四通：油管四通由清蜡阀、主阀、生产翼阀组成
一体，其下连接上法兰，上面连接采油树帽。
采油树帽：采油树帽带有4-1/2”EUE提升螺纹,用于
备压阀送入取出工具的连接,用于采油树的提升和井
下作业管线连接。当油管含腊时，可卸去采油树帽顶
盖，通过顶阀，总阀进行刮腊操作。
套管、油管短节：产品包含短节、接头和接箍材料选用
合金钢，符合API 5CT 标准要求短节、接头和接箍连接
螺纹为API 螺纹或TM螺纹
ROV控制面板：控制面板用于SCM出现故障时手动控
制采油树各阀门通断，具体结构如图所示。
采油树具体模型如图所示：
甲醇注入回路，接MIV阀
化学药剂注入回路，接CIV2阀环空回路
主回路
生产主阀
生产翼阀
跨接阀
环空翼阀
环空接入阀 压力传感器PT2 温度压力传感器
压力传感器PT3
环空主阀 油管四通
GB/T21412《石油天然气工业水下生产系统的设计与操作》分为九个部分: ---第1部分:总要求和建议; ---第2部分:水下和海上用软管系统; ---第3部分:过出油管(TFL)系统; ---第4部分:水下井口装置和采油树设备; ---第5部分:水下控制管缆; ---第6部分:水下生产控制系统; ---第7部分:修井和(或)完井立管系统; ---第8部分:水下生产系统远程作业机器人(ROV)接口; ---第9部分:远程作业工具(ROT)维修系统。 本部分为GB/T21412的第4部分,对应于ISO136284:1999《石油和天然气工业水下生产系统的设计与操作第4部分:水下井口装置和采油树设备》(英文第1版)。本部分等同翻译ISO136284:1999,为了便于使用,本部分做了下列编辑性修改: ---ISO13628的本部分改为GB/T21412的本部分或本部分; ---用小数点.代替作为小数点的逗号,; ---将ISO136284:1999中的ISO10423和ISO10423:1994统一为ISO10423:1994; ---在第2章引用文件中,用ISO13533、ISO13625、ISO13628 3 分别代替APISpec16A、APISpec16R、APIRP17C 并增加了标准中文名称; ---对表面粗糙度值进行了转换; ---表7(A)中转换了螺栓直径并增加了螺栓孔直径公制尺寸值;表9(B)和表10(B)中增加了螺栓孔直径公制尺寸值; ---表G.1中增加了螺栓直径和螺距公制尺寸值; ---删除了ISO136284:1999的前言和引言; ---增加了本部分的前言。 本部分的附录E、附录G 和附录H 为规范性附录,附录A、附录B、附录C、附录D、附录F和附录I为资料性附录。 本部分由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC96)提出并归口。 本部分负责起草单位:宝鸡石油机械有限责任公司。 本部分参加起草单位:中国海洋石油总公司、石油工业井控装置质量监督检验中心。 本部分主要起草人:杨玉刚、范亚民、李清平、张斌。 目录 前言Ⅴ 1 范围1 2 规范性引用文件3 3 术语、定义、符号和缩略语3 3.1 术语和定义3 3.2 符号和缩略语8 4 使用条件和产品规范级别9 4.1 使用条件9 4.2 产品规范级别PSL 9 5 系统一般要求10
水下采油树模型开发技术方案 一、主要技术规范 a 执行标准：API SPEC 6A19 b 额定工作压力：70Mpa(10000psi) c 公称通径：主通径：Φ65mm(2 9/16in) 旁通径：Φ65mm(2 9/16in) d 额定温度级别：P.U（-29℃~121℃） e 材料级别：DD f 产品规范等级：PSL3 g 性能要求级别：PR1 h 总体尺寸（长×宽×高）：3130mm×560 mm×2540 mm 主要技术要求：系统工作压力HP：7500psi，LP：5000psi；电源耐压5kv；HP输入1路、输出2路、回油1路；LP输入1路、输出16路、回油1路。 外形尺寸：1400mm*900mm*1400mm 环境温度：操作温度0℃~+40℃ 储藏温度-18℃~+50℃ 工作压力：LP 5000psi，HP 7500psi 主要功能：接收SCM发出信号，开启、关闭阀门，通断油路，检测SC M按照主控站指令发出控制命令功能；向SCM提供温度、压力信号并记录，检测SCM对温度、压力信号的接收和传输能力。 采油树是整个生产系统的执行部分，通过控制采油树管线上的阀门，来控制整个采油系统的流程。整个采油树生产执行主要分为三个部分：生产主回路、环空回路、药剂注入回路。 二、采油树主要组成 ?树体（TREE BODY） ?采油树与井口回接系统（CONNECTOR TIE-BACK） ?井口连接器（WELLHEAD CONNECTOR） ?采油树帽（INTERNAL TREE CAP） ?阀门（VALVE BLOCK & VALVE) ?ROV控制盘（ROV CONTROL PANEL）
更换105MP采油树技术方案 2105MP 1. 在安全条件下，进行安装采油树作业。 2. 做好各项准备工作，认真有序地完成安装的每一道工序，尽量缩 短作业的时间。 3. 认真做好安装采油树的工作，确保采油树的安装质量。 1，准备好以下拆105Mpa防喷器组的机具及工具： 1) 抓管机1台。 2) 50吨吊车2台。 3) D9N推土机1台。 4) 拆105Mpa防喷器组以及节流、压井管汇的工具及起吊绳套。 5) 消防水车一台（冲洗圆井泥浆）。 2，准备好修整5”钻杆断口的机具及工具： 1) 气割装备一套。 2) 角磨机一台（连接好电源及插座）。 3) 锉刀和砂纸。 3，105Mpa采油树的准备： 1) 按设计配置好采油树，试压合格后送到井。 2) 准备好注塑枪、试压枪以及塑料棒。 1 3) 安装好吊装105Mpa采油树的绳套，试吊平稳后将105Mpa采油 树摆放到位。
105Mpa 1、压井结束后，检查压稳情况，关井观察15分钟，若井口压力为0，再打开压井管汇放喷管线放喷观察，如无溢流进行安装105Mpa采油树的准备工作。 2、做以下安装105Mpa采油树准备工作过程中，每隔15分钟，用1000型压裂车向井内泵注2.27g/cm3重泥浆0.5方，若泵入泥浆后，井口 压力保持为0，证明井内处于压稳状态。 3，安装105Mpa采油树准备工作： 1) 打开70Mpa单闸板全封防喷器泄压，然后拆除70Mpa单闸板全 封防喷器。 2) 关3#、4#闸门，拆节流管汇放喷管线、节流管汇、采油树小四通、 内防喷管线。 3) 间隔拆除9-5/8”套管头与11”*10M—11”*15M双法兰短节的8 棵连接螺栓。 4) 50T吊车就位，挂好起吊绳套。 4、一次性向井内挤入2.27g/cm 3重泥浆10方 5、先打开压井管汇放喷管线放喷泄压，无溢流再打开105Mpa全封单闸板防喷器，然后打开5”半封单闸板防喷器。 105Mpa 1. 拆压井管汇一侧内防喷管线与钻井四通1#闸门的连接螺栓。 2 2. 拆除9-5/8”套管头与11”*10M—11”*15M双法兰短节的剩余连 接螺栓。 3. 关闭1#、2#闸门，拆除5”半封单闸板防喷器和105Mpa全封单
油田开发生产安全管理项目设计方案 第一部分修井作业试井的安全监督 一、试井作业的施工容 试油就是利用专用的设备和作业方法，对通过间接手段（即通过钻井取芯、录井、测井等）初步确定的油、气、水层进行直接测试，并取得目的层的产能、压力、温度和油、气、水性质等资料，来认识和鉴别油、气层的工艺过程。其完整的工序应包括生产准备、施工准备、作业施工、完井验收交井等。 二、试井作业的安全监督重点部位 在试油作业的全过程中，都存在着安全问题。影响安全的因素很多，而严格执行各工序的安全操作规程是油井、机械和人身不发生事故的可靠保证。尤其是试油作业中比较特殊的射孔、抽汲、提捞、气举诱喷、试压测井等工序有着严格的安全管理制度，试井作业中安全监督的侧重点要放在防止井喷和防火防爆的各项预防和应急措施上。 三、试井施工作业的安全监督要点 1、试油队射孔 1）施工前，要按设计方案的要求作好井深的技术准备；根据地层压力选择并调配好压井液；对高压油（气）井射孔施工时，井场必须配备消防车和足够的压井液，井口装有采油树或放喷大闸门，且安装紧固，性能良好，开关灵活；套管放喷管线不得用软管，并接到距井口20M以外下风口处，连接牢后将套管闸门打开；准备好抢下油管和抢装井口的工具和配件。所有设备工具均应保持清洁，灵活好用；
动力设备运转正常，中途不得熄火。 2）射孔施工时，通井机司机不得离开岗位，如需操作时要平衡操作。试油队应指定专人负责观察井口，发现井口液体外溢或有井喷预兆时，应停止射孔，起出枪身，并立即抢下油管或抢装井口。待处理好后方可继续射孔。 3）射孔结束后，应迅速下入油管，洗井替喷，中途不得无故停止作业，以免污染油层。 2、抽汲、提捞 1）滚筒上的钢丝绳必须缠紧排齐，抽汲最深时，滚筒上剩余的钢丝绳不少于25圈；停抽时，抽子应起入防喷管，以防掉抽子；抽子未起入防喷管时，不允许关闸门或清蜡闸门，卸防喷管时要先放空，向井下放钢丝绳时，钻台不要站入；抽汲时，钢丝绳附近不要站人或跨越钢丝绳穿行。 2）抽汲中途顶抽子时，应继续上起，不要停止抽汲。同时关小出油闸门。抽汲、提捞时钢丝绳均不得磨井口。 3）钢丝绳跳槽或打纽时，必须先在防喷盒上用绳卡卡住，放松钢丝绳后不在下滑时，方可用撬杠或其他工具解除，严禁用手直接处理，以防人身事故的发生；若钢丝绳有死弯或断股继丝时（在一个扭距超过10丝时），必须重接或更换，否则不许下井；提捞时，井口要有防喷装置；钢丝绳必须及时检查和保养；夜间抽汲时要有足够的照明，保证视线清楚。 4）灌绳帽时应注意选好绳头（无接头，无断股）；绳穿入绳帽后，将绳头根用细铅丝扎紧，再将绳头倒开，用汽油或清洗干净后，将每丝弯钩拉入绳帽，再用火烧，要避免烧坏绳芯（铅或锌熔化到能引燃木柴为宜）；灌锌或铅时要用榔头轻敲绳帽，使锌或铅液受震动均匀流入绳帽，直到下端见锌货或铅为止；操作人员灌绳帽时务必截好手套和眼镜，以防烧伤。 3、气举诱喷 1）气举的进口管线试压不能低于压风机的最高压力；
水下生产系统 第一章：水下生产系统发展概述 1、从浅水走向深水 原因 ?对能源需求的增长 ?陆上及浅水资源开发已经到达成熟期，并开始减少。 ?高油价，降低开发成本 ?深水技术的快速发展（深水钻井技术、水下增压和分离技术等） 水深、环境条件、油气田位置和油气输送成本等综合因素决定了油田的开发方案 为何采用水下生产系统？ ?能将井口布置在现有平台有效钻井范围以外的地方； ?高油价，降低开发成本； ?深水技术的快速发展（深水钻井技术、水下增压和分离技术等） 2、水下生产系统组成 立管和海管、水下采油树、水下增压系统、水下分离系统、回注系统、水下管汇、跨接管、管道终端、连接器 3、我国水下生产系统发展展望 1)国外规范和成熟经验是重要参考资料 2)但由于中国南海海域的特殊条件（台风频繁、较强的内波流作用、复杂海底 地形、油田离岸距离远等），相关的技术不可能完全照搬，必须针对南海的独特海况与离岸距离，做出创新性的研究与设计。 3)采油树结构复杂，涉及机械、力学、密封、材料、控制、安全、钻井、海洋 工程等学科。一旦具备了水下采油树的设计、制造、安装和测试能力，就可以设计制造其他水下产品，突破国外技术封锁，自主开发深水油气田。 第二章：立管系统 立管主要功能 生产立管:将流体从地底油藏传输到海面浮式设施 注入立管:回注气体或液体到地底油藏 外输立管:将处理过的油气传输到陆上或穿梭油轮 钻井立管:钻井工具通道
立管类型 从本身的特点可分为钢悬链线立管（SCR）、顶部张紧立管（TTR）、柔性立管（FR）、混合立管（HR） 深水立管的主要挑战： 立管系统的费用对水深非常敏感； 立管系统的安装费用对水深也非常敏感； 安装时需要具有足够能力的特殊安装船舶； 对于焊接和检验质量的要求高； 在立管设计中的主要考虑因素为重量和疲劳寿命。 立管的组装 柔性立管和脐带缆通过陆上组装而成； SCR通过立管安装船舶焊接作业线组装而成； TTR通过连接法兰或连接接头组装而成。 SCR容易发生破坏的部位 顶部柔性接头和底部触地点 TTR顶部张紧系统形式 浮筒式和张紧器式 FR优点 无VIV 连接和解脱方便 疲劳寿命长 管线在海底覆盖面积小 可重复利用 抗腐蚀性能好 FR类型 UN-BONDED PIPE 和BONDED PIPE 混合立管特性 经济有效 具有独立的浮筒 对浮式平台的负载小 紧凑构型–占地面积小 在有限的空间内能容纳多根立管 消除了单独垂直立管的相互影响 无管土相互作用影响 立管设计考虑因素
油井恢复投产方案 编制： 审核： 批准： 采气队 XXXX年X月X日
目录 1. 工艺简介 (1) 1.1基础资料 (1) 1.2工艺流程 (1) 1.3设计参数 (1) 2. 工程验收和技术准备工作 (1) 2.1工程的检查和验收 (1) 2.2技术准备 (2) 3. 安全准备工作 (2) 4. 物料、工具准备工作 (2) 5. 投产组织机构 (2) 5.1投产领导小组 (2) 5.2工艺操作小组 (2) 5.3安全监督小组 (3) 5.4应急协调小组 (3) 5.5投产保驾小组 (3) 6. 投产步骤 (3) 6.1投产前准备工作 (3) 6.2投产操作程序 (4) 7. 应急措施 (5) 7.1投产安全措施及注意事项 (5) 7.2应急预案（附件2） (5) 7.3应急联络电话 (5) 附件1开井确认卡 (6) 附件2 投产应急预案 (7) 一、应急管理小组 (7) 二、应急预案内容 (7) 1、爆炸、火灾事故........................................................ 错误！未定义书签。 2、分离器超压事故 (7) 3、人身伤亡事故.......................................................... 错误！未定义书签。
1. 工艺简介 1.1 基础资料 1、设备情况 试采井，现场满足恢复性投产条件。油压、MPa，mm油嘴试油日产液t/d ，日产油t/d ，含水率％，日产气量万方。 投产目的：根据英买作业区采气队组织安排恢复投产。 通过由作业区工艺安全室组织采气队参与投产前审核通过。 1.2工艺流程： 液 井口采油树——→加热炉——→加热炉——→分离器——→高架储油罐 ∣ ∣气 —————→火炬 1.3设计参数 油管线：井口至加热炉进口之间的管线设计压力为MPa； 加热炉、分离器、高架罐之间的管线设计压力为MPa； 气管线：所有天然气管线设计压力为MPa； 水管线：水管线设计压力为1.0MPa； 油气分离器、分液包操作压力控制在0.2-0.3MPa（表压）、安全阀定压0.6MPa。 2. 工程验收和技术准备工作 2.1 工程的检查和验收 2.1.1 工艺安全室组织试采队参与现场审核满足进试采流程生产条件。 2.1.2 设备焊缝检测、吹扫、试压、强度试验合格。 2.1.3 供电设备、井场电路设施试用合格、各种电器设备试用合格、工况良好。 2.1.4 新更换设备防雷防静电接地电阻检测合格。
ｌ水下采油系统介绍 水下采油系统是将全部或部分油气集输装备置于海底的水下生产系统。该系统主要包括：水下采油树、水下底盘、水下管汇、跨接管、海洋立管、脐带缆等设备。水下采油系统的出现，解决了在深水中使用固定式平台而使成本急剧上升的问题；水下采油系统多与浮式生产系统配合工作。在水下系统中，井口头和采油树都在海底；因此，水下生产系统就不会像在水上的生产系统（如刚性平台）那样受到海面风浪流和水深的影响。但另一方面，水下生产系统不能直接进行操作，操控也必须通过脐带缆远程控制，持续地操作显然比平台式生产系统复杂得多。水下生产系统的费用基本上随水深变化而变化，而刚性平台的费用是随着水深的增加而增加的；因此，对于深水区域，多趋向于使用水下生产系统。图ｌ为简单的水下采油系统，该系统的工作原理为：油气从水下井口上的采油树采出，经海底管线送到水下管汇进行计量、收集、初步处理，再通过海洋立管输送，然后被运往岸上做进一步处理。 １．１水下采油树 采油树最初被称为十字树、ｘ型树或者圣诞树。它是位于通向油井顶端开口处的一个组件，它包括用来测量和维修的阀门、安全系统和一系列监视器械。它连接了来自井下的生产管道和出油管；同时，作为油井顶端￣ｕＪ，ｔ－部环境隔绝开的重要屏障。采油树还包括：许多可以用来调节或阻止所产原油蒸汽、天然气和液体从井内涌出的阀门；采油树是通过海底管线连接到生产管汇系统的。水下采油树的诞生使低成本地开发深水油气田成为可能。 １．２水下管汇 水下管汇主要用来分配、控制管理石油和天然气的流动。水下管汇安装在海底井群之间，主要是将数口油井的油气集巾起来，再通过一条输油管线混合油流，送到最近的采油平台或岸上基地做进一步处理，它可以减少海底管线的长度（见图３）。管汇终端包括一些大型的结构（如：水下加工系统）都属于水下管汇；因此，水下管汇类型有许多种。 水下管汇和油井在结构上是完全独立的，油井和出油管道通过跨接管与管汇相连。水下管汇由管汇、管汇支撑结构、基础结构和保护盖三部分组成。 １管汇。管汇由管线、阀门、控制模块、流动仪表等组成。管汇中心的管线
《石油钻采设备及工艺概论》复习题答案 一、单项选择题<本大题共10个小题，每题4分，共计40分）。 1.石油生产环节包括 创新理念模式强化落实执行 全面推进三基工作管理水平提升 长春采油厂 摘要 2011年以来，长春采油厂在全面回顾近十几年基层基础工作历程的基础上，结合新时期集团公司推进三基工作、强化管理提升等新的重大工程部署，以及公司三基工作安排，科学探索、大胆实践，走出一条能够继承发扬优良传统、求真务实践行管理提升的科学发展之路，即有抓手、易执行、见效快的采油厂式“达三标夯三基”的三位一体管理理念和3×3×3立体运行模式。通体不断地运行完善，能够实现覆盖全面、职责清晰、落实具体、协调统一的管理效能，积极有效推进基层建设，进一步夯实基础管理，全面提升员工基本素质，逐步构建长春采油厂三基管理的长效机制，并且取得了内修素质、外塑形象的预期效果。 近年来，随着探明储量不断增加、产量规模不断扩大、新区开发不断深入，长春采油厂呈现出点多、线长、面广的开发管理局面，逐渐暴露出人员少、素质不相适应、责任心不强、基础工作不扎实等历史问题，严重制约了采油厂又好又快地科学发展。直面现实、沉心思索、创新思维、大胆实践，长春采油厂总结出了“达三标夯三基”的三位一体管理理念和3×3×3立体管理模式，继承发扬优良传统，有机融合精细管理、三基工作、管理提升等新的重大工程，有效解决观念与出路、战略与战术、目标与任务、要求与执行的四个大与小的关系，形成了有抓手、易执行的模式方法，在不断地推行与实践中，取得了内修素质、外塑形象的预期效果。 一、创建理念模式，明晰管理提升的引领方向 “观念决定思路，思路决定出路”。长春采油厂牢牢把握科学发展这一主旨，认真分析目前的管理现状与发展形势，仔细研究制约企业快速发展的体制、机制等方面矛盾和问题，寻求探索可以破解的发展思路和有效的方法途径，形成了“达三标夯三基”的理念模式，并始终如一地加以落实与执行，全面引领各项基础管理水平的提升。 （一）创理念、定模式，统一思想认识和行动规范 进一步深化精细管理、三基工作、管理提升的理解认识。就是要求标准人，做标准事，以达到团队组织的管理目标和要求。标准人就是对员工基本素质的要求，标准事就是对开展基础工作的要求，团队组织的管理目标和要求就是代表着基层建设的程度和管理水平。 ２０１８年１０月第４６卷第２０期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＯｃｔ ２０１８Ｖｏｌ ４６Ｎｏ ２０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１８ ２０ ０１７ 收稿日期：２０１７－０４－０９ 基金项目：中国博士后科学基金资助项目（２０１６Ｍ５９２２６９） 作者简介：张长齐（１９８９ ），男，硕士，助理工程师，研究方向为固完井井下工具设计开发和水下采油树控制系统设计三Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｃｑ＠ｓｈｅｌｆｏｉｌ ｃｏｍ三水下采油树液压控制系统设计与仿真 张长齐１，黄鲁蒙２，李富平１，阮臣良１，张彦廷２ （１ 中国石化石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司，山东德州２５３００５；２ 中国石油大学（华东）机电工程学院，山东青岛２６６５８０） 摘要：实现对水下采油树的控制是保证水下生产正常进行的必要条件三通过分析ＡＰＩ标准要求，结合水下采油树阀门执行器工作参数，设计水下采油树液压控制系统，包括液压动力单元和水下控制模块，并对相关元件进行计算和选型三根据控制系统要求，利用ＡＭＥＳｉｍ软件，建立水下采油树液压控制系统模型，对水下采油树阀执行器的开启和关闭过程进行响应分析三结果表明：所设计的液压控制系统可以满足水下采油树控制要求三 关键词：水下采油树；液压控制系统；计算选型 中图分类号：ＴＥ９５２一一文献标志码：Ａ一一文章编号：１００１－３８８１（２０１８）２０－０７４－６ＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｕｂｓｅａＴｒｅｅ ＺＨＡＮＧＣｈａｎｇｑｉ１，ＨＵＡＮＧＬｕｍｅｎｇ２，ＬＩＦｕｐｉｎｇ１，ＲＵＡＮＣｈｅｎｌｉａｎｇ１，ＺＨＡＮＧＹａｎｔｉｎｇ２（１ ＳｈｅｌｆｏｉｌＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｑｕｉｐｍｅｎｔ＆ＳｅｒｖｉｃｅｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＳｉｎｏｐｅｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤｅｚｈｏｕＳｈａｎｄｏｎｇ２５３００５，Ｃｈｉｎａ；２ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６５８０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｓｕｂｓｅａｔｒｅｅｉｓｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｔｏｅｎｓｕｒｅｓｕｂｓｅａｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｒｕｎｎｉｎｇｎｏｒｍａｌｌｙ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒＡＰＩｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｕｂｓｅａｔｒｅｅｖａｌｖｅａｃｔｕａｔｏｒ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｕｂｓｅａｔｒｅｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｏｗｅｒｕｎｉｔａｎｄｓｕｂｓｅａｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｅｎｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｓｙｓｔｅｍｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ＡＭＥＳｉｍｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｏｐｅｎｉｎｇａｎｄｃｌｏｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｓｕｂｓｅａｔｒｅｅｖａｌｖｅａｃｔｕａｔｏｒ．Ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｕｂｓｅａｔｒｅｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｕｂｓｅａｔｒｅｅ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎ０一前言 自１９５２年美国ＭＯＨＯＬＥＦ工程ＷｅｓｔＣａｍｅｒｏｎ１９２Ｎｏ ７井第一次实现真正意义上的水下完井，并首次使用油管（ＴＦＬ）修井技术［１］，水下生产系统已有六十多年的发展历史三其中，水下采油树是水下生产 系统的重要装备［２］三液压控制系统是水下采油树控制系统的关键组成部分，主要包括液压动力单元和水 下控制模块三控制系统可根据工作要求，控制液压动 力单元，保证液压源供给稳定，并控制水下控制模块 中的电磁阀，从而控制采油树液控阀门的打开和关 闭，同时控制系统监测水下生产压力二温度等参数［３－４］三实现对水下采油树的有效控制是确保生产安全二 保证油气产量的关键因素三近年来，我国大力发展海 洋石油装备，在水下生产系统领域取得了一定的发展，但在水下采油树控制系统等关键技术上的研究较少三目前该系统的关键技术被国外公司垄断，水下采油树供应完全靠进口，一台水下采油树的平均价格高达５５０多万美元，相当昂贵三因此对水下采油树控制系统进行研究，具有非常重要的理论价值和现实意义三１一水下采油树液压控制系统设计１ １一液压动力单元设计参照ＡＰＩ等相关标准［５］，在明确液压动力单元（ＨｙｄｒａｕｌｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｔ，ＨＰＵ）设计要求二分析水上部分与水下控制模块控制联系的基础上，设计液压动力单元液压系统各回路三主要包括油箱及其附件二高（低）压泵回路二蓄能器组二循环泵回路二调压回路二接口回路二回油回路等三所设计的液压系统原理图和原理示意图分别如图１和图２所示三 采油工程设计 第一节 完井工程设计 一、完井方法 1、油藏工程及采油工程对完井的要求 列出各方案的井别及数量：采油井、注水井（或注气井）、水平井、丛式井、多底井、观察井及水源井等。 2、井身结构确定 1）套管程序的确定 根据原始地层压力和破裂压力剖面、注水压力，确定井身结构层次、下深和水泥面返高。根据采油工程要求确定完井方式、完钻井眼尺寸及油层套管尺寸。给出套管程序： （1）表层套管：钢级×外径×壁厚 （2）技术套管：钢级×外径×壁厚 （3）生产套管：钢级×外径×壁厚 绘出完井工程示意图。 2）水泥固井 根据要求确定注水泥方式（一次注水泥，分级注水泥或管外封隔器注水泥），根据油藏要求确定水泥性能、返高及主要外加剂和外加剂的数量。 3、完井设计 根据油藏特性优选完井方法。 ①.套管固井射孔完井 若采用套管固井射孔完井，生产套管内径应与最大产油量油管相匹配，并要考虑大修和侧钻更新的要求。在此基础上选择生产套管的尺寸、钢级、强度、壁厚、螺纹连接类型、螺纹密封脂的类型及上扣扭矩。若尾管完井，则要给出悬挂深度及悬挂方式。 ②.裸眼完井 确定是采用先期裸眼完井还是后期裸眼完井。 ③.割缝衬管完井 割缝衬管完井，要确定缝割的形状、缝口宽度、缝眼排列形式及数量。若尾管完井，给出悬挂深度及悬挂方式。若选用定向井和水平井则要考虑套管弯曲，套管螺纹承受的拉力、螺纹的密封问题，造斜段过泵及井下工具等问题。 ④.砾石充填完井 砾石充填完井时要根据筛管及砾石充填设计要求，（比如绕丝筛管尺寸及缝隙尺寸要求，砾石质量要求、扩眼尺寸及工艺要求等确定充填砾石中径，携砂液配方及性能。 ⑤.预充填烧丝筛管完井 对预充填烧丝筛管完井进行施工设计。 ⑥.其它防砂完成井 是否选择有金属纤维防砂筛管、陶瓷防砂、化学预包砂人工井壁等完井，根据具体储层条件来筛选。对事故井和抢险井的完井方法按现场条件来决定。 4、自喷井系统装置选择 1）井口装置 优选自喷井井口装置（采油树）的型号、连接基本形式（法兰、卡箍连接）、最大工作压力及公称通径和试压等级。 2）套管头 选择套管头型号，类型（单体式、分级式、组合式、整体式），连接方式等，提出分级试压要求。 3）油管头 油管头安装于采油树和套管之间，支撑井内油管重力。所以要计算承受的井口压力，支撑井内油管的重力，密封油套管环形空间的压力，循环压井或井下作业的最大压力等参数。在此基础上优选油管头。 4）采油树 采油树选择必须符合KYS25/650DQ、kYS25／65SL、KYS15/62DQ等标准，按最大压力和公称直径选择。试压时必须超过铭牌压力1.5倍试压，不刺不漏，修复闸门不得在高气油比井中使用。 二、油管尺寸优选及管柱受力分析 1、油管尺寸优选 2 9/16”-5000psi 可调式节流阀 设计包资料 产品立项建议书 产品设计任务书 设计计划书 设计输入清单 设计输入评审表 设计输出文件清单 设计评审表 设计评审报告 设计验证表 设计验证报告 设计确认表 设计确认报告 产品定型鉴定（最终评审）报告什邡市崇泰石油机械有限责任公司 产品立项建议书 产品设计任务书 文件编号：CT-7.3-02 产品名称：2 9/16”-5000psi可调式节流阀 产品型号：JLK65-35 PSL2 承担单位：技术部项目组 任务书包括：1. 用途及项目适用范围 2. 主要技术指标及性能要求 3. 产品设计进度要求 4. 项目负责人 编制：日期： 批准：日期： 一、用途及项目适用范围 1.1用途：JLK65-35可调式节流阀主要用于石油天然气开采过程中的各种介质流体控制装置及井口装置，起到调节流体控制作用，，是油田采油（气）井口装置及控制管汇系统的重要部件之一。 1.2 适用范围：JLK65-35可调式节流阀适用于四川石油管理局、长庆油田、新疆塔里木油气田、重庆气矿工作介质主要为含硫天然气、石油、各种钻井液和水。 二、主要技术指标及性能要求 1、产品规范级别：PSL2 2、产品性能级别：PR1 3、材料级别：DD 4、工作温度：PU( -29～+121o C ) 5、工作介质：含硫天然气、石油 6、公称通径： 2 9/16”(65mm) 7、节流通径: 1 3/4”（45mm） 8、工作压力： 5000psi(34.5MPa) 9、结构尺寸： API 6A 19th 法兰连接 三、产品设计进度要求 JLK65-35可调式节流阀设计要求从2007年5月4日起至5月25日全部完成。 四、项目负责人：刘沛鑑长春采油厂三基工作经验做法材料
水下采油树液压控制系统设计与仿真
采油工程设计指南
JLK65-35节流阀设计包
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