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什么是采油树？
采油树是自喷井和机采井等用来开采石油的井口装置。它是油气井最上部的控制和调节油气生产的主要设备，采油树由阀门、异径接头、油嘴及管路配件组成，是一种用于控制生产，并为钢丝、电缆、连续油管等修井作业提供条件的装置。
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采油树的作用
井口设备的作用是悬挂油管和密封油套环形空间。井口设备最基本部分是油管头（套管三通或四通）、油管三通和密封盒。另外还有生产阀门、回压阀门、放空取样阀门、油套连通阀门等组成，并装有油管和套管压力表，以观察油套管压力。
井口装置俗称“采油树”，是油、气、水井的一种最重要、最常见的设备，是控制和调节油井生产的主要设备。它的主要作用是：
（1）悬挂油管、承托井内全部油管柱重量；
（2）密封油、套管之间的环形空间，控制套管气；
（3）控制和调节油井的生产；
（4）录取油、套压力资料、测试、清蜡等日常管理；
（5）保证洗井、冲砂、酸化、压裂等井下作业施工的顺利进行。
图2-1为井口KY65-21型采油树组成。
图2-1 KY65-21型采油树组成示意图
1-测试阀门；2-左右生产阀门；3-卡箍；4-油管四通；5-总阀门；6-上法兰；7-套管四通；8-下法兰；9-左右套管阀门；10-油管挂顶丝
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采油树的类型
（1）采油树按结构形式，可分为分体式和整体式两种。分体式是由一些阀门等独立部件组装而成。
整体式▲
整体式是将主阀、安全阀、清蜡阀和翼阀等制成一个整体部件，阀与阀之间的距离较小。
分体式▲
分体式是由一些阀门等独立部件组装而成。
（2）按照油管数，分为双油管采油树和单油管采油树。
双油管采油树安装在双油管完井的井口装置上，用于两个油层同时而又独立开采的生产控制。双油管完井是在同一个生产套管中下入两根平行油管柱（长管和短管）或两根同心油管柱，通过双管封隔器和单管封隔器对两个油气层段进行分隔。
随着技术的发展和现场的实际应用需求，已经出现了三管采油树。
（3）按生产井类别和完井生产方式，可分为自喷井、电潜泵井、气举井、螺杆泵井和注水井、气井的采油树等。
（4）按压力等级分：
5000PSI压力以下的（不含5000PSI）为低压采油树；
5000PSI压力以上的（含5000PSI）为高压采油树。
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采油树的配件
（1）油管四通和三通
采油树的油管四通和三通与主阀、清蜡阀和翼阀相连接，常见的四通和三通有法兰式和法兰一双头螺栓式。采用四通的采油树为双翼采油树，采用三通的采油树为单翼采油树。有些平台采油树的三通与清蜡阀和主阀或井口安全阀组成—体，则成为整体式采油树。
（2）闸阀与旋塞阀
闸阀是一种关闭部件(闸板)的移动方向垂直于流动方向的阀。旋塞阀是一种关闭部件(旋塞)旋转的阀，而旋塞可以是圆柱形、圆锥形或球形。起井口控制的作用。
（3）油嘴
油嘴是采油树上用于控制油井流量的部件，它安装在翼阀与出油管线之间。油嘴也可以用来控制气举井的注气量和注水井的注水量。油嘴是节流元件，通过调换不同孔眼直径的油嘴，来控制油井的合理生产压差，油嘴是用高碳合金钢经热处理制成的。孔眼直径有从2-20mm多种，每差0.5mm为一等级。
油嘴有固定式和可调式两种。固定式油嘴内装有可更换的零件，这个零件具有固定的小孔，用来节流。可调式油嘴则有一个由外部控制的可变面积的小孔和一个与之对应的小孔面积指示机构。油嘴的节流孔是在管状零件上分布一些小孔，管状零件外部套筒沿轴向移动复盖小孔数量的变化即为过流面积的变化。
（4）止回阀
止回阀是只允许流体向一个方向自由流动的阀门，故也称单流阀。止回阀有一个自动防止流体从其他方向流动的机构。采油树上的止回阀一般安装在翼阀和油嘴之间。有的油井采油树上没有安装止回阀，但在注水井采油树上一般安装有止回阀。止回阀有出油管式、旋开式、升杆式和蝶式。止回阀可以是全开的或缩径开孔的，它的端部连接常见的有法兰式连接和卡箍式连接。
（5）法兰
法兰是带有螺栓孔的凸缘并用于连接承压设备的密封结构的端部连接。符合APl 规范的法兰即为API 法兰。盲法兰没有中心通孔，用于完全封闭法兰端面或出口连接。盲法兰与所要封闭的出口法兰应具有相同的压力等级并可配相同的密封元件。
按连接方式不同，法兰可分为螺纹式法兰和焊颈式法兰。螺纹式法兰的一侧为密封面，另—侧为内螺纹。焊颈式法兰的一侧为密封面，另一侧为焊接坡口。
（6）钢圈
钢圈是用于法兰连接的密封元件。常用的API 钢圈有R 型、RX 型和BX 型。R 型和RX 型钢圈可以在6B 型法兰中互换使用。BX 型钢圈只能用于6BX 型法兰。RX 型和BX 型钢圈具有压力自紧密封的性能，但不能互换。
R 型和RX 型钢圈的所有23°表面粗糙度不应低于63RMS，BX 型钢圈的所有23°
表面粗糙度不应低于32RMS。RX 型和BX 型钢圈有一个压力通孔，钻通钢圈的整个高度。
（7）螺栓、螺母
螺栓、螺母是用于连接法兰和卡箍的元件。螺栓、螺母的螺纹应符合API 螺纹规范API Std 5B。
（8）背压阀（回压阀）
背压阀是安装在油管悬挂器中，在拆卸防喷器或安装、拆卸采油树时，需要采用背压阀以密封油管内孔；在对下主阀进行维修更换时，也需要采用背压阀密封油管内孔。背压阀一般有两种类型，一种是由螺纹固定位置的，另一种是用膨胀式锁紧机构固定的，
（9）采油树帽
采油树帽安装于采油树顶部清蜡阀门之上，用于提供从纵向快速进入油管空间的入口。如果要进行钢丝绳作业、连续油管作业、生产测试、开关滑套、装卸回压阀等作业，必须先卸去采油树帽。
（10）采油树阀门
总阀门，控制油和气流入采油树的主要通道。
生产闸门，控制油气流向出油管线。
清蜡闸门，上面可连接清蜡防喷管等。
节流器，控制自喷井的产量。
小四通，连接部件。
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采油树的连接
采油树连接方式主要有以下五种：
（1）卡箍连接：采油树各组成部件之间的连接均是以卡箍为主，如大庆150II、胜261微型、胜254等采油树；
（2）螺纹连接：采油树各组成部件之间的连接均是以螺纹为主，如大庆150、胜251等采油树；
（3）铁箍连接：采油树各组成部件之间的连接均是以铁箍为主，如胜I型、胜II型等采油树；
（4）法兰连接：采油树各组成部件之间的连接均是以法兰为主，如上海大隆、荣丰、良工等采油树；
（5）卡箍法兰连接：采油树各组成部件之间的连接均是以卡箍与法兰为主，如原CY250等采油树。
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各部件的作用
1、防喷管的作用
防喷管是用φ73mm油管制成，外部套φ89mm管环空内循环蒸汽或热水（油）保温（也可采用不保温循环的，就不用外套），在自喷井中有两个作用：一是在清蜡前后起下清蜡工作及溶化刮蜡片带上来的蜡；二是各种测试、试井时的工具起下。在电动潜油泵井中也有两个作用：一是在电动潜油泵井测流压、静压时便于起下工具用；二是在给电动潜油泵井清蜡时起下工具、放空用。
2、胶皮阀门的作用（带封井器的）
（1）当刮蜡测试工具上升至防喷管时切断井下的压力；
（2）试关胶皮阀门可以判断下井工具是否已升至防喷管，防止下井工具掉落井中；
（3）在抽油井中，关闭此胶皮阀门方可加光杆盘根。
3、测试阀门（250阀）的作用
该阀门用以连接胶皮阀门，便于测压、试井等。
4、油管四通的作用
油管四通用以连接测试阀门与总阀门及左右生产阀门，是油井出油、水井测试等必经通道。
5、总阀门的作用
总阀门的作用是开关井以及总阀门以外设备的维修时切断井底压力。
6、套管四通的作用
大四通的作用，如图6-1，它是油管套管汇集粉瘤的主要部件。通过它密封油套环空、油套分流。外部是套管压力，内部是油管压力。下部连接套管短接。
图5-1 KY65-21型采油树大法兰组成示意图
1-法兰上压盖；2-大钢圈；3-顶丝压帽；4-密封胶圈；5-油管挂密封圈；6-油管挂；7=油管；8-套管；9-法兰连接螺纹；10-油管挂顶丝
7、套管短接的作用
套管短接上部与四通下法兰螺纹连接，下部与套管连接，并可根据井场的高低、作业施工时调整套管短接来达到提高或降低的要求。
8、表层套管与生产套管的钢板支撑作用
该处结构连接生产套管及表层套管，使采油树 不产生振动。
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各部件的安装
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套管头与四通
套管头是套管和井口装置之间的重要连件，是用于各层套管之间、套管与防喷器之间的连接以及用于完井后与采油(气)井口之间的支持与连接的装置。
它的下端通过螺纹与表层套管相连，上端通过法兰或卡箍与井口装置或防喷器相连。通过悬挂器支撑其后各层套管的重量、承受防喷器的重量、在内外套管之间形成压力密封、为释放套管柱之间的压力提供一个出口、可实施钻采工艺方面的特殊作业。
套管头的特点
套管连接既可采用螺纹连接，也可采用卡瓦连接，悬挂套管既快速又方便；
套管挂采用刚性与橡胶复合密封结构，还可采用金属密封，増强了产品的密封性能；
设计有防磨套及试压取出工具，方便防磨套的取出和对套管头进行试压；
上法兰设计有试压、二次注脂装置；
套管头侧翼阀门配置，根据用户需求设计；
套管头的主要功能
🔹通过悬挂，支撑除表层套管以外的各层套管的重力。
🔹承受防喷器组合的重力。
🔹提高钻井井口装置的稳定性。
🔹为释放可能储积在两层套管柱之间的压力提供出口或在紧急情况下可向井内泵入流体(压井钻井液、水和高效能灭火剂等)。
🔹可进行钻采特殊作业，如从侧孔补注水泥以提高固井质量，酸化压裂时从侧孔加压以平衡油管内压力。
► 补充 | 知识
为了好记忆，将套管头的作用和用途归纳为四句话：
悬挂各层套管重量；
支撑套管头以上防喷器；
为各层套管之间提供密封；
为特殊作业提供通道；
套管头的分类
1. 按套管连接方式：
按套管连接方式可分为：卡瓦式、螺纹式、焊接式三种。
底部卡瓦式连接：
🔹采用WD型卡瓦连接表层套管。
🔹采用BT型二次密封结构。
🔹不需精确计算套管下入深度。
🔹不受环境、气候等条件影响。
🔹安装方便、迅速、安全、可靠。
🔹适用于各种规格套管。
底部螺纹连接：
🔹底部可采用各种规格螺纹与各种规格表套连接。
🔹可加工成各种套管扣型：
🔹CSG扣
🔹LCSG扣
🔹BCSG扣
🔹TM扣等。
底部焊接连接：
🔹底部采用套焊方式与表层套管连接。
🔹焊接环空设计有试压孔，可验证焊接效果。
🔹适用不同规格套管：
🔹20"套管。
🔹13⅜"套管。
🔹9⅝"套管。
🔹7"套管。
🔹5½"套管等。
2、 按悬挂套管层数方式：
按悬挂套管层数可分为：单级套管头、双级套管头、三级套管头；其中单级套管头一般用在低压浅层地层生产井当中；双级套管头适用于大多数地层压力较为明确的区域，使用量较多；三级套管头一般用在高压深井或勘探井中；
典型单层套管头：
典型的双层套管头：
套管悬挂器
1、底部“WD”型套管悬挂器
🔹采用整体开合式结构安装非常方便，安装时，只要将套管头套入表层套管到位后，上紧底部螺钉即可。
🔹在WD型卡瓦悬挂器上部带有两道“BT”密封圈，用于密封表层套管，防止套管环空串压。
2、“w”型套管悬挂器
🔹悬挂器由腈化橡胶密封件、卡瓦牙、卡瓦壳体、支承座等组成。
🔹悬挂器靠套管重量激发密封。
🔹是单锥面套管悬挂器。
🔹提供自激式环空密封。
🔹适用于各种JMP型的套管头及套管四通。
🔹它可以悬挂不同尺寸的套管。
3、WE型套管悬挂器
🔹手动激发密封
🔹密封可靠、安全、方便
🔹适用于低管重以及浅井低压工况
🔹适用于JMP所有套管头及四通
套管头的配套工具
1、各种规格送入和取出工具
2、 各种规格防磨套 各种规格试压塞
套管四通
套管四通采用是符合API SPEC 6A规范的低合金钢或不锈钢制造而成。底部带有两道“BT”密封，并带有两个试压孔检验密封性能。
钻井四通
钻井四通主要由四通主体、上下法兰及侧法兰组成。一是便于连接井控管汇。二是保护防喷器，延长其使用寿命。 根据现场需要，各种井口防喷器组合应配备1-2个钻井四通，钻井四通安装于井口防喷器组合之间，它既能为井口防喷器组合提供一个空间，进行特殊作业，同时通过其两翼的侧孔，可与节流压井管汇连接，以实现排除溢流和压井节流循环。 钻井四通工作压力级别应与井口防喷器组合额定压力一致，其公称通径不得小于最内层套管的内径或等于井口组合的最大通径。
钻井四通技术规格
法兰与垫环
法兰、卡箍及钢圈与其他井控装备一样同样重要，它是连接、密封油气钻井井口必备的井控附件。井口防喷器组合有三种常用连接方式，即法兰连接、卡箍连接、栽丝连接，其密封方式为钢圈密封。 井口法兰可分为环形法兰、盲板法兰、扇形法兰和变径法兰。现场常用的环形法兰又分为6B型、6BX型，盲板法兰也分为6B型、6BX型。
API法兰的压力级别
垫环起密封作用，按作用形式可分为R型机械压紧式和RX、BX型压力自紧式三类。
🔹RX、BX型密封垫环具有压力增强密封(助封)作用，即在一定程度上利用井压实现密封，井压越高、密封越可靠，而不是完全依靠法兰螺栓的上紧力矩来密封。这一井压助封作用对井口安全有效密封是非常有利的。
🔹R型和RX型密封垫环允许重复使用，R与RX密封垫环在6B型法兰连接中可以互换，卡箍型连接只能使用RX型密封垫环。
🔹BX型密封垫环则不允许重复使用。BX与RX密封垫环不可互换，这些垫环上钻有压力传递通孔。
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