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冶金与材料第39卷（下转第174页）浅析页岩气开发压裂用井口装置安全使用要点李朝明1，张铁军2（1.重庆新泰机械有限责任公司，重庆402160；2.重庆文理学院新材料技术研究院，重庆402160）摘要：为确保压裂用井口装置安全性和可靠性，规范现场安装、操作和密封环空的压力试验要求，避免各密封环空失效造成渗漏的安全事故。
文章介绍了页岩气井口装置的安装、密封圈的形式、注塑试压及密封失效时的补救措施，页岩气平板阀的密封原理和试压，为压裂井口装置安装操作试压及日常维护具有重要的指导意义。
关键词：井口安装；密封结构；注脂试压；操作规程作者简介：李朝明（1977-），男，工程师，从事采油气井口装置、设计、管理工作。
近年来，随着页岩气勘探开发步伐加快，对页岩气钻井、试气、井下作业过程中使用套管头、油管头和采气树实行规范化、专业化、标准化管理，提升管理水平和运作效率，降低安全风险和运行成本。
但油田的管理和运行维护管理制度不健全，无统一制造标准，供应厂商和规格型号繁多，互换性差，A 环空与B 环空窜压，给页岩气井口的安装、压裂和后期的开采留下诸多安全隐患。
1基本要求套管头是连接套管与井口装置的重要装备，钻井时连接套管与防喷器，完井时连接采油气井口，并建立各层套管柱之间的密封，可悬挂各层套管；为释放可能聚集在两层套管之间的压力提供通道；在紧急情况下可向井内泵入流体，以进行钻采工艺方面的特殊作业。
1.1套管头和油管头的安装要求（1）下套管前校正天车与转盘，天车、转盘、表层套管头三者中心线偏差不得超过10mm ，以免造成偏磨。
（2）最上面一级套管头上法兰面高于井架基础面200±50mm ，确保套管头安装后内防喷管线都能从井架底座内平直接出，不影响施工作业。
（3）检查并清洗橡胶密封圈有无裂纹和损伤，提前将橡胶密封圈装入密封槽并涂抹润滑油。
检查金属密封是否有碰伤或损坏，按使用说明书选取合适的密封圈及配套的支撑座，辅助的橡胶密封并涂抹润滑油。
第一章油井的一般知识一、油井石油和天然气埋藏在地下几十米至几千米的油气层中，要把它开采出来，需要在地面和地下油气层之间建立一条油气通道，这条通道就叫井。
为厂开采石油和天然气，在油田勘探开发过程中，凡是为了从地下获得石油而钻的井，统称为油井。
对于一口钻完进尺的井，井内有钻井液和泥饼保护井壁，这时的井称之为裸眼井。
裸眼井下人套管，再用水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，封隔油、气、水层后，就成为可以开采的油井。
为达到不同的勘探目的和适应油气田开发的需要，在油气田的不同部位上，分别分布着不同类型的井，主要有探井、资料井、生产井、注水井、观察井、检查井、调整井。
(1)探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为了探明地下构造及含油气情况，寻找油气田而钻的井，称为探井。
(2)资料井：为了取得编制油田开发方案所需的资料而钻的井称为资料井，这种井要求全部或部分取岩心。
(3)生产井：用来采油、采气的井称为生产井。
(4)注水井：用来向地层注水保持油层压力的井，称为注水井。
(5)观察井：在油田开发过程中，专门用来观察油田地下动态的井叫观察井的压力、含水变化规律和单层水淹规律等。
观察井一般不承担生产任务。
如观察油层(6)检查井：在油田开发过程中，为了检查油层开采效果而钻的井，称为检查井。
(7)调整井：为减少死油区的储量损失，改善注水开发效果，以调整平面矛盾严重地段的开发效果而补钻的井称为调整井。
调整井用以扩大扫油面积，提高采油速度，改善开发效果。
二、井身结构井身结构主要是指油气井下入套管的层次，各层套管的尺寸及下入深度，钻井过程中相应的钻头直径，各层套管外水泥浆的返回高度及井底深度等。
井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环及井底水泥塞(口袋)深度等组成。
(1)导管：即井身结构中下人的第一层套管，是为了防止地表地层坍塌，引导钻头钻进，建立钻井液循环，在钻井开始前人工挖的浅井或用大直径钻头钻开地表，而下人的大直径的套管，一般用14in螺纹管，下人深度 2 ~ 40m，周围用水泥固定。
抗硫采油(气)井口装置一、什么是抗硫采油(气)井口装置：抗硫采油(气)井口装置是在完井以后，用于控制油(气)井的流量和井口压力，开、关以及井下作业时进行井口操作用的装置（见图1）。
抗硫采油(气)井口装置各阀编号有顺时针编号，也有逆时针编号，各厂不通，图1所示编号为顺时针编号。
图1 抗硫采油(气)井口装置二、抗硫采油(气)井口装置的用途、特点及分类：1.用途：抗硫采油(气)井口装置用于自喷油（气）井，既能作为生产井口，也能作为压裂、酸化及其它作业时的井口。
2.特点：a, 与油管连接采用螺纹连接，悬挂油管既快速又方便；b. 油管挂采用橡胶复合密封结构，还可使用金属密封，増强了产品的密封性能；c. 设计有防磨套及试压取出工具，方便防磨套的取出和对井口装置进行试压；d. 上法兰设计有试压、二次注脂装置；e. 采油树主阀和油管头侧翼阀门设计为两只阀门，增大了抗硫采油(气)井口装置的保险安全性。
3. 分类：按不同的使用进行分类（见表1）表1 采油(气)井口装置及代号三、抗硫采油(气)井口装置设计、制造和检验的相关标准1. 抗硫采油(气)井口装置设计制造执行中华人民共和国天然气行业标准SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》和美国石油学会出版的API spec 6A 第十九版《井口装置和采油树设备规范》；2. 在进行抗硫采油(气)井口装置检验时,执行中华人民共和国天然气行业标准SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》和美国石油学会出版的API spec 6A 第十九版《井口装置和采油树设备规范》；四、抗硫采油(气)井口装置的型号表示法及型号：1. 型号表示法:例：KQ65-70抗硫采油(气)井口装置K Q 65 —70压力70MPa通径65mm采气抗硫2. 型号（常用产品）：KQ65-21 （KQ 2 9/16"×2 9/16"-3,000psi ）KQ65-35 （KQ 2 9/16"×2 9/16"-5,000psi ）KQ65-70 （KQ 2 9/16"×2 9/16"-10,000psi ）KQ65-105 （KQ 2 9/16"×2 9/16"-15,000psi ）KQ78×65-70 （KQ 3 1/16"×2 9/16"-10,000psi ）KQ78×65-105 （KQ 3 1/16"×2 9/16"-15,000psi ）抗硫采油(气)井口装置零件或部件的额定工作压力应按其端部或出口连接的额定工作压力确定。
