采油树常见的故障与处理方法

采油树常见的故障与处理方法

和小龙 李拥军 马新芹

长庆油田分公司第一采油厂张渠采油作业区，陕西 延安 745708

摘要：采油树又可称之为圣诞树，属于机采井和自喷井采油过程中的一种井口控制装置，整个装置由闸门、油管挂及三通（或者四通）组成，可直接装在套管头上便可起到控制和调节功能。在长期实践中发现，采油树在采油过程中的常见故障主要有以下几类：油套环形空间密封失效、大法兰钢圈刺漏、顶丝密封圈渗漏、卡箍钢圈刺漏、表层与生产套管支持开焊等等，而本文将重点针对上述常见故障进行系统性分析并提出对应的处理方法，供广大同仁交流、借鉴。

关键词：采油树常见的故障；处理方法；

前言

采油树作为机采井和自喷井石油开采的重要井口装置，其主要功能是控制和调节石油生产的油井最上部设备。

1. 采油树的结构类型

1卧式采油树。主阀位于垂直通道的水平侧，油管挂坐挂于树本体内部，先安装采油树再安装生产管柱。大修井可直接起出生产管柱，适合于大修井( 电泵井和复杂储层井) 与后期有侧钻需求的井; 而且由于树本体内部已知的坐挂位置和密封面，油管挂更容易坐挂密封。尽管水下采油树故障率远低于生产管柱( 如电潜泵和滑套等) 的故障率，一旦采油树发生故障，还是要先回收生产管柱，才能起出采油树。

2立式采油树。主阀位于采油树的垂直通道，油管挂坐挂于高压井口头内部或高压井口头上方的油管四通内部。相比于卧式采油树在海上安装内树帽/堵塞器作为垂直通道的两道隔离屏障，立式采油树的2 个主阀作为隔离屏障的可靠性更高，且可直接回收出现故障的立式采油树( 小概率事件) ，无需起出生产管柱。再者，大修井回收生产管柱之前，必须先回收立式采油树，因此不适合大修井频率较高且后期有侧钻需求的井; 当油管挂坐挂于高压井口头内部时，下入生产管柱之前，需要单独下钻1 趟，用铅印确认油管挂在高压井口头内部的坐挂位置。由于2 种采油树各有优势，通常一种型式的水下采油树在某一海域的应用占有优势，且2 种类型的水下采油树应用总数量大致相当。

2. 采油树常见的故障与处理方法

1 法兰顶丝。目前的采油树连接方式多为卡箍连接，因此部分井口四通部分使用了油套环空的密封，下部的连接采用了法兰连接方式。法兰顶丝的作用主要是适应不压井起下管柱。我国多数中低压油气田采用的都是锥形油管挂，代替了原来的油管头。锥形油管挂上大下小，下端是内螺纹，和油管连接后，油管挂坐在法兰顶丝和套管四通上法兰的锥形斜面上，下有两个“O”型密封圈和一道烤焊的紫铜密封圈，以此密封油套环形空间，即油管坐好后对称上紧顶丝法兰上的4 个螺栓，顶丝尖部正好顶在油管挂上端的锥形斜面上，确保油套环空的密封。油套环空窜通的现场状况：热洗时在井口能听到响声、在热油（水）到井下时，井口温度短时间即达到进出口一样的温度、平时量油产量下降、液面（液压）抽不下去、抽压时稳不住压力，严重时油压不起，正注打压时出现油套压平衡现象、水井油套窜通时，正注将套管打开放空时有刺漏的声响，严重时溢流量变大。油套环空窜通故障的验证方法如下： 1）热洗时在采油树的进出口测量温度，若短时间即达到或接近就可定为油套环空窜通；2）抽油井可采取抽压方法落实，操作方法如下：抽油机正常运行时，关闭生产阀或二次生产阀门抽压；上好油套压表，看油压表上升的情况，如油套窜通压力上升很慢，当上升到一定值，达到油套压基本平衡时，油压不再上升，或在四通上能听到有刺漏声；3）压力法落实：停止抽油机运转，由站内输送来的高压液体从油管打入井中，关小直通阀（注意压力应控制在设计压力下），当压力达到一定值时（一般是超过套压1MPa ～ 2MPa 时），关闭生产阀看套压是否上升；如套压上升，可证实油套窜通（在四通上能听到有刺漏声）。油套环空窜通故障的处理方法： 1）可在作业时更换油管头；2）小修更换油管头或油管头的密封圈。

2 采油树大法兰钢圈。采油树大法兰钢圈常见的故障是钢圈刺漏。大法兰钢圈刺漏时常有油污渗出，水井有漏水现象或成雾状喷射。这里通常是指上法兰钢圈刺漏，因为下法兰钢圈刺漏时只有起出油管才能更换，所以这类故障只有作业或小修时才能更换。上法兰钢圈刺漏的更换操作如下： 1）水井、水泵井。停机、泵，断电关生产阀，由油管接放空管线到土油池，将油管压力放净，直接卸井口更换大法兰钢圈；2）抽油机井。应将抽油杆放到井底，也就是卸松方卡子，卸去抽油机负荷，使抽油杆自然落到井底，卸掉大法兰螺栓和生产阀的内卡箍，卸掉光杆密封盒压帽，拿出密封圈，用大绳系大法兰以上的部分采油树，启机，利用抽油机一次或两次把大法兰以上的部分采油树从光杆中拔出，抽油机上行到上死点时，当吊出的部分拔出光杆后停机刹紧车，从大法兰上取下刺坏的钢圈，一直从光杆的末端拿掉旧钢圈换上心钢圈，新钢圈上要抹少许黄油，而后依次将采油树拔出的部分穿过光杆，装回到采油树上去，上紧法兰螺栓，卡好生产阀内卡箍，装上新的光杆密封圈，并上好压帽。

3 卡箍钢圈刺漏故障及处理。左右生产阀的内卡箍钢圈刺漏的处理方法自喷井或电动潜油泵井可停泵关闭总闸门、生产闸门，有水套炉井应关小炉火，但井内有测试仪器时不可关闭总闸门（起出仪器后才能更换），有余压时应先放空，无压力（大多数时是无压力，因关井后压力从刺漏部位卸掉）后卸卡箍螺钉，拿下卡箍后用撬杠撬开小四通与生产闸门（250 阀）取下钢圈，清理钢圈槽（应擦净），更换新钢圈。新钢圈应抹少许黄油，上好卡箍片，上紧卡箍螺钉，应注意上平、两侧均匀，不准一侧卡箍开口大一侧卡箍开口小。两螺栓应与螺母齐平，不得一侧留得很长，一侧只上几扣，更换完及时倒回原生产流程。有水套炉的井应开大炉火，电动潜油泵井启泵无异常后方可离开。抽油机井应先压井，使中转站来的高压液由套管进入井底，2h~4h 停机后应无自喷现象，接放空管线至土油池或污油桶，将压力放空，可参照自喷井或电泵井更换左右生产阀内卡箍钢圈的方法操作。对于左侧无生产管线连接的井，外卡箍钢圈刺漏可直接关闭左侧生产阀门，卸下卡箍片更换钢圈即可。但有些井左侧没有装生产阀只是一个卡箍头，如是自喷井或电泵井可关闭总闸门处理；当井下有仪器时，不可关闭总闸门，应先将仪器起出来后再处理刺漏。可在刺漏部位盖上毛毡等物以避免污染面过大。如果是抽油井，应参照内卡箍钢圈刺漏处理方法进行操作。对于右侧有生产管线连接的井应先停机关闭生产阀、关回压阀、关掺水阀、开放空，有水套炉井应关小炉火，卸掉卡箍片，取出旧钢圈，更换新钢圈，技术要求与更换内卡箍钢圈的顺序进行更换。

3套管左右外卡箍钢圈刺漏的处理方法。左侧无管线连接的可直接关闭左侧套管阀、更换钢圈即可，更换方法同上述左右生产阀外卡箍钢圈刺漏的处理方法。右侧有管线连接的，应关闭右侧套管阀，关闭高压管来水阀，关闭掺水阀（电动潜油泵井应关闭双管出油闸门及计量间内高压管来水阀），检查直通阀是否关严，等待压力卸光（因此段无放空）后，方可参照更换卡箍钢圈的顺序进行更换。

4 总闸门卡箍钢圈刺漏的处理。自喷井、电动潜油泵井在更换总闸门上卡箍钢圈时，有水套炉的井应先关小炉火，关闭总闸门、生产闸门，开放空卸掉压力即可更换。为了装卸方便，也可卸松生产阀门的内卡箍。在更换总闸门下卡箍钢圈时，有水套炉的井应先关掉炉火，压井后实施更换。抽油机井因井中有抽油杆，应参照更换大法兰钢圈的操作顺序进行更换。

结束语

采油树作为油田开采的井口装置，若在运行过程中出现故障则将严重影响整个安全生产活动。因此，油田设备维修人员需要详细掌握采油树的常见故障，并针对常见故障需总结出一套专业的处理措施，只有这样才能在采油树出现故障时迅速排除，确保整个油田的安全生产不受严重影响。

参考文献：

[1] 周 炜. 采油树常见的故障与处理方法[J]. 科技传播，2019，5（下）：24-25.