油管挂环空金属密封制造技术研究.pdf

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1、第31卷第l期中国海洋平台V01．31No．12016年02月CHINA0FFSHOREPLATFORMFeb．，2016文章编号：1001—4500(2016)01—0012—05油管挂环空金属密封制造技术研究郭骏1，朱生东1，(1．中海石油深海开发有限公司，广州深圳张鹏举2，袁锦红2，施佳2518000；2．美钻能源科技(上海)有限公司，上海200943)摘要：该文根据水下采油树的应用环境和要求，对水下采油树油管挂环空金属密封件的设计结构及原理、性能要求、制造工艺等进行了技术分析，并阐述了制造工艺过程中的技术难点及解决措施。在此基础上，进行了油管挂金属

2、密封的研制，并将其应用于采油树制造项目，产品的各项试验结果表明，其质量及性能满足设计要求。关键词：水下采油树；金属密封；镍基合金；压力自紧密封；金属弹性性能；表面镀银中图分类号：TE95文献标识码：AResearch0nManufacturingAnnularTechnolOgy0fTubingHangerMetalSealGUOJunl，ZHUSheng—don91，ZHANGPeng—ju2，YUANJin—hon92，SHIJia2(1．ChinaNational0ffshoreOilCorporation，GuangdongShenzhen5180

3、00，China；2．MSP／DRILEX(Shanghai)Co．，Ltd，Shanghai200943，China)AbStr神t：AccordingtotheappliedenvironmentandrequirementsofthesubseaChristmastree，thisarticleconductedatechnicalanalysisontheconstruction，designedprinciple，per—formancerequirementsandprocesstechnologyofthetubinghangerannula

4、rmetalsealonsub—seaChristmastree，inaddition，anelaboratingofthetechnicaldifficultiesandsolvingmeas—uresduringmanufacturingprocesswasgiveninthisarticle．Onthisbasis，thespecimenofthemetalsealforthetubinghangerhasbeendevelopedandappliedtothesubseaChristmastreeproject．Theresultsofeveryr

5、elevanttestindicatedthatthequalityandperformanceofthemetalsealiscapableofmeetingthedesignrequirements．Keywords：subseachristmastree；metalseal；nicke卜baseda110ys；pressureself—tightseal；elasticpropertiesofmetals；silverplanting0引言水下采油树作为海洋油气开采过程中的关键油气生产控制设备，是位于海底井口顶端开口处的一个系统组件，它提供了一系列用

6、于原油生产、控制、测试及维修的通道和各种用来测量和维修的阀门。水下采油树油管挂环空金属密封是位于油管挂与树本体的环形空间内的一道关键密封，其密封介质是从海底地层开采出的具有高温、高压及高腐蚀性的原油(气)，恶劣的工况条件对密封件的性能提出了很高的要求，其核心制造技术长期被国外垄断，我国一直依赖进口。因此，作为水下采油树关键密封件，有必要对其进行研发制造。收稿日期：2015—10一22作者简介：郭骏(1978一)，男，工程师。第1期郭骏，等油管挂环空金属密封制造技术研究·13·1油管挂环空金属密封设计原理及结构水下采油树在油管挂与树本体之间存在环形间隙空间(

7、环空)，当生产油气介质水平生产出口时，必须防止流体从环形间隙空间泄漏出去，因而在水平生产出口的两侧分别设计了一道双U型金属弹性密封件作为主密封，如图1所示。图l油管挂环空双U型弹性金属密封油管挂双U型弹性金属密封原理如图2所示，其密封原理是利用金属弹性在介质压力作用下产生弹性形变，使之与密封配合面达到紧密贴合，从而实现压力自紧密封。图2双U型金属密封的结构形式2油管挂环空双U型金属密封的设计要求设计上油管挂双U型金属密封为油管挂与树本体之间的环空主密封，其密封技术参数及要求如下：工作压力为10000psi；试验压力为15000psi；产品API规范等级为P

8、SL3／3G；性能测试为PR2。要实现以上设计性能，对密封件材料的