组合举升套管式射流泵研制
射流泵井生产系统优化设计软件的研制与应用
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射流 泵井 生产 系统优化 设计 软件 流程 图如 图 １所示 。
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地 面 原 油 帖 厦
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算 时对 流 体密 度及 体积 流量 分段 进 行 了压 缩 性和 热膨 胀 修正； 软件 提供 了两种生 产方式 的选择 ， 别是油管 注套 分
管 采 、套 管注 油管 采 。用 户可 以根 据 需要 做 出选择 ，如
图 ２所 示 。根据产 能 分析 方法 的设 置 得到 的 Ｉ Ｒ 曲线如 Ｐ 图 ３所 示 。
气油比
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图 ６ 射流 泵抽 油设 计 输入 数据
图 ４ 射 流泵 特性 曲 线
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水力射流泵技术的技术原理与应用
理 论 科学
２ 宰 ５目 科０螽霸 Ｌ ０年 期 蔫 １第
水力射流泵技术的技术原理 与应用
赵 方志 ，朱岸 昌 ，俞 庆 ，赵 蕾 ，秦 斌
（ 中石 化 胜 利 油 田分 公 司 孤 岛 采 油 厂 ，山 东 东 营 ２ ７ ３ ） ５ ２ １
摘 要 本文介 绍了一种水力射流泵 的原理和地面配套工艺 ，提出 了水力射流 泵的应用范 围，为油 田的原油生产提供 了采 油工艺。
可靠性低 的难题 ， 具有结构紧凑 、 施工方便 、 运行可靠 、噪音低 、 使用 寿命长和方便管理 的优点。该系统尤其适用 于边远井 的生产 ， 可完全达 到无人职守的条件下正常运行 。
１３ 单井装置一喷射泵系统 ． 单井装置一喷射泵系统是以水力泵单井装置为动力泵 ，以喷射泵作 为抽油泵构成 的抽油系统 。主要由三相分离器、地面泵机组 、加热炉和 井 口采油树等组成 （ 图３）。经过不断完善和改造 ，该系统运行平稳 ， 工作可靠，方便现场管理 。 图３ 单井装Fra bibliotek～喷射泵系统
１４ 配 套工 具 方 面 ．
图１ 注水管网——水力喷射泵系统
１ 管柱配套的液压封隔器 、 ） 全包卡瓦封隔器和低 坐封力支撑式封 隔器的推广和应用 ，使管柱受力结构得到改善 。延长了射流泵的作业检 泵周期 ，目 检泵周期平均达２ 以上 。２ 研究 、推广应用 了常规测试 前 ａ ） 和随泵测试工艺 ，为弄清油井产液的真实含水情况 ，随泵取样工艺得到 了 大发展 。３ 射流泵工作参数 优化软件的开发，克服 了以往参数选 较 ） 择的盲 目性 ， 达到了依靠准确的动态测试资料 自 如的进行射流泵高效运 行 的优化设计 。４）动力 液高压过滤装置的应用 ，解决 了喷嘴堵塞造成 的频繁起泵的生产难题 ，使投泵一次成功率达Ｎ ｌＯ Ｏ ％。 ２ 水 力射流 泵技 术原理
人工举升方式对比
人工举升方式对比人工举升是在地层的天然能量不足以维持自喷生产或者虽然可以自喷生产，但是产量达不到要求时，在井筒中下入机械设备对流体做功，使流体能流到地面的工艺流程。
目前在油气田开发中常用的举升方式有：有杆泵采油和无杆泵采油，有杆泵细分为游梁式抽油机和螺杆泵，无杆泵采油分为电潜泵举升、水力活塞泵采油和水力射流泵采油等。
以下将对抽油机、螺杆泵以及电潜泵的优缺点、适用条件、应用现状进行对比。
一、工作原理对比1.抽油机有杆泵采油是以地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体的举升方式。
抽油机是最常见的有杆泵采油，它的悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。
工作原理：动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。
曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。
挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。
2.螺杆泵地面驱动螺杆泵是以井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵的采油方式。
工作原理：流体沿着螺杆泵的全长，在转子外表面与定子橡胶衬套内表面间形成多个密封腔室。
随着转子的转动，在吸入端转子与定子橡胶衬套内表面间会不断形成密封腔室，并向排出端推移，最后在排出端消失，油液在吸入端压差的作用下被吸入，并由吸入端推挤到排出端，压力不断升高，流量非常均匀。
螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推移和消失的过程。
3.电潜泵电潜泵地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。
电潜泵采油装置主要由三部分组成：由潜油电机、保护器、分离器和多级离心泵组成的井下机组部分、电力传输部分以及由控制屏、变压器和接线盒组成的地面控制部分。
工作原理：电机带动泵轴上的叶轮告诉旋转时，叶轮内液体的每一质点受离心力作用，从叶轮中心沿叶片间的流道被甩向叶轮四周，液体压力和速度同时增加，经过导流道被引向上一级叶轮，这样逐级经过所有的叶轮，使液体能逐级增加，最后获得一定的压头，将流体举升至地面。
Oudna海上油田射流泵采油技术
口 为 注 水 井 ，开 发 模 式 为 “ 下 设 施 ＋ Ｆ Ｓ 水 ＰＯ
（ 浮式 生产储 油 卸油 装 置 ） 。采 出液通 过 集 输管 线 ”
输送 到 Ｆ Ｓ 进 行 处 理 、储 存 。在 各 方 的 共 同努 ＰＯ 力下 ，经过 一年半 的工程 准备 与工程建设 ，油 田于
捞式 射流 泵 。高 压动力 液从环 空高 压注入 ，经过 射
流泵 ，由于无运 动部件 ，运行 稳定 可靠 ，且对 防砂 要求 不 高 ，最 终 确 定 采 用 射 流 泵 技 术 作 为 Ｏｕ ｎ ｄａ
的采 油方式 。 （ ）射流泵 工作原 理 。射 流泵 下油层 产 出液 的无杆 液力 采油设 备 。射 流泵 采油 系统 由地 面
３ ４
油 气 田 地 面 工 程 第 ２ 卷 第 ９期 （０ ０ ９ ９ ２ １．
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ６６ ９ ． ０ ０ ０ ． １ ｏ ： ０ ３ ６ ｌ ．ｓｎ １ ０ —８ ６ ２ １ ． ９ ０ ５ ／
Ｏｕ ｎ ｄ ａ海 上油 田射 流 泵 采油 技 术
杨廷 胜 孙 东方 李 雪 红
压 区的油层 产 出液在喉 管 中混 合 ，流经截 面不断 扩 大 的扩散管 时 ，因流速 降低 ，将 高 速流动 的液体 动
能转换 成低 速 流动 的压 能 。混合 液 的 压力 提 高后 ，
经 油 管 内腔 被 举 升 到 地 面 。
术 。其 中 ，首次在 海上应 用 Ｗｅｔｅｆｒ 司设 计 ａｈ ｒｏｄ公
生产 的大功 率射流泵 （ｅ Ｐ ｍｐ ，而且 是 迄今 为 Ｊｔ ｕ ） 止世 界上 排 量 最 大 的射 流泵 （ 天 最 大 排 量 达 到 每 ３ ０ ５０ ０桶） ，采用原 油作 为 射流 泵 的动 力 液 进行 生
射流泵举升工艺在煤层气L型水平井的应用研究
重 新 投 放 新 泵 芯 完 成 更 换 工 作 ，不 用 起 管 柱 ； ｃ． 一 机 多 井 排 采 ，可 实 现 一 台 地 面 设 备 同 时
满足 ２～４口煤层气井的排采需求； ｄ． 煤 层 气 井 由 于 深 度 和 排 量 的 变 化 范 围 大 ，
可以很方便地通过调
目前华北油田山西煤层气公司煤层气水平井 形主要为 Ｌ型，排采设备主要是射流泵，这种井型 在煤层气行业 还 属 于 比 较 新 的 井 形，目 前 国 内 外 还无法查 阅 到 煤 层 气 水 平 井 其 他 相 关 的 举 升 工 艺。因此 Ｌ型井射流泵举升工艺作为一种新的技 术，需要研究 和 探 索。 尤 其 是 在 煤 层 气 井 排 采 中 后期，排水量减少，动液面稳定控制是一项 技术难 题。笔者针对 Ｌ型水平井实现稳定排采的技术难 题展开 ３方面 的 研 究：一 是 解 决 排 采 中 后 期 射 流
第 ８期 陈秀萍等．射流泵举升工艺在煤层气 Ｌ型水平井的应用研究
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泵动力液漏失 问 题，二 是 找 出 射 流 泵 合 理 的 参 数 关系，三是解决 一 机 多 井 射 流 泵 举 升 工 艺 控 制 系 统控制参数多、节点多和控制精度不高的问题 。 ［４］ １ 射 流 泵 工 作 原 理 与 排 采 系 统 构 成
近年 来，逐 渐 出 现 了 水 平 井 无 杆 排 采 技 术，Ｌ 型水平井无杆排水的工艺主要是水力泵、气举 等， 国外有少部 分 气 举，但 是 还 未 形 成 规 模。 水 力 泵
主 要 以 射 流 泵 为 主 ，射 流 泵 排 采 具 有 以 下 优 点 ： ａ． 射 流 泵 管 柱 结 构 中 无 运 动 部 件 ，排 采 过 程
完井与修井井控
完井与修井同钻井作业一样，完井与修井作业同样存在井控问题。
简单来说，钻井作业以后的所有作业都是完井和修井作业（remedial operations）,包括修井（workover）、电缆作业（wireline）、提下管住(stripping)、强行提下钻(snubbing)，完井(completion)、射孔(perforating)等等，目的在与恢复产层能量，提高油气井产量，更换或修理井下设备和工具。
常规完井方法( common completions)裸眼完井(open hole or barefoot completion)套管射孔完井（case hole completion）单封隔器完井(single packer completion)多管完井(multiple completion)人工举升完井(artificial lift completion)气举完井(gas lift completion)裸眼完井(open hole or barefoot completion)裸眼完井包括先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井和筛管砾石填充完井。
先期裸眼完井是在油层顶部下入技术套管并固井，然后钻开产层试油投产。
后期裸眼完井是在钻开产层后，将油层套管下入油层顶部完井。
筛管完井是在钻开产层后，把带筛管的套管柱下入油层顶部，然后封隔产层以上的环形空间完井。
筛管分打孔筛管和割缝筛管。
砾石填充完井（gravel packing completion）是油层部位的井眼下入筛管，在筛管与井眼环形空间填入砾石，最后封隔筛管以上的环形空间，油层油流通过砾石和筛管流入井内。
套管射孔完井（case hole completion）这是使用最广泛的完井方法。
套管射孔完井是在钻开油层后，下入油层套管并在环形空间注入水泥，用射孔器射穿套管和水泥环和部分产层，构成井筒和产层的通道。
单封隔器完井(single packer completion)单管完井法是套管射孔完井法的一种，是最常见的一种完井方法。
防沙埋套管水力喷射泵的研制及现场试验
用情况。通过 １ ４井次试验表 明 ， 防沙埋套管水力喷射泵具有 以下技术特 点 ： 工作特性符合普通射流泵 的特性 曲线 、 液力
投捞泵芯 ， 整泵性能参数 ， 调 可正洗井、 清除 油管结蜡 ， 可随时录取 油 井生产流压 ， 可有 效避 免地 层沙埋封 隔器及采 油管 柱等技 术优 点 ， 适应含沙小于 ８ ％的油井 ， 大排量 １ ０ｍ３ｄ 泵使 用寿命大于 ９ ｄ 最 ５ ／ ， ０。 关键 词 ： 防沙埋 ； 油管水 力喷射泵 ； 结构设计 ； 技术特点 ； 现场应用
１１ 构 ．结
防沙埋 套管水 力喷射泵 主要 由泵 筒上接 头 、 泵筒 、 打捞接
头、 固定 环 、 封 环 、 压 环 、 封 套 、 管 、 芯 筒 、 管 、 嘴 、 密 承 密 桥 泵 喉 喷
泵分液总成 、 泵简短接 、 支承套 、 锁紧短接 、 卡簧 、 压力计接 口等 组成 。其工艺 流程由泵筒 、 芯 、 泵 封隔器 、 地面动力液供液流程 等组成 。 １ ． ２工作原理 动力液 从套管 注入 ， 经泵筒 动力液进孔 、 泵分液 总成进入
油 田生产 的影 响非常严 重【 人们 正在采 取各种工 艺措施进 行 ｌ ｌ ， 防治 水力喷射泵无运动件 、 。 尤其适用于含气或沙含井 Ｉ 自由 ４ ］ ， 投捞作业 ， 维护费用低目 目前 主要有三种结 构 ： 。 一是油管进 动 力液套 管出混合液 ； 是并 行双管型 ， 二 即一根管注动力液 ， 一 另 根 管出混合液 ； 是美 国开 发的套管 注动力液 、 管 出混合 液 三 油 型， 需要用钢丝绳或抽 油杆 捞泵芯。分析 以上三种泵 型用 于携
沙 生 产 ， 在 以下 技 术 缺 欠 ： １ 由 于 油 套 管 环 形 空 动面积增 加 ， 流速逐渐降低 ， 压力逐渐升高 ， 最终克服管
射流泵理论与技术
一、工作流程1．射流泵的系统组成射流泵也称水力喷射泵，突出优点是井下机组没有运动件，对动力液质量要求低（回注污水即可作动力液）；泵的核心部件喷嘴、喉管、扩散器等结构紧凑，适用于任意型喷射泵工作筒；依靠液力传递能量，更易发挥动力液的载体潜能，对特殊油藏的开发具有较强的适应能力。
射流泵系统组成见下图。
射流泵系统组成2．射流泵的工作流程按系统管辖井的数量不同，与水力活塞泵一样，射流泵工作流程分为大型系统泵站和单井系统两种型式，大型系统泵站工艺流程图单井射流泵系统工艺流程图3．射流泵的井下安装型式射流泵的井下安装型式有投入式和固定式两种。
a)投入式安装b)固定式安装射流泵安装型式示意图二、井下泵及专用工具1．射流泵1）固定式射流泵固定式射流泵的射流元件与工作筒设计为一体，泵体尺寸小、排量大，结构见下图。
a)反循环泵 b)正循环泵固定式射流泵结构示意图2）投入式射流泵 （1）型号表示（2）基本结构投入式射流泵基本结构见图6-34。
喉管入口直径，用阿拉伯数字表示，单位为mm喷嘴出口直径，用阿拉伯数字表示，单位为mm油管内径尺寸，用油管内径（mm ）与25.4的商表示。
双管柱时应写成大直径油管内径尺寸乘小直径油管内径尺寸 “水”、“喷”、“泵”汉语拼音第一个字母SPB3.0型射流泵SPB2.5型射流泵投入式射流泵结构示意图2．固定阀固定阀为常开式单向阀，位于泵工作筒下部用于支撑沉没泵，结构见图6-35，主要技术参数见表6-33。
固定阀结构示意图固定阀打捞器结构图图6-37 油管试压堵塞器结构示意图 图6-38 射流泵取样器结构示意图5．射流泵取样器射流泵取样器结构见图6-38，主要技术参数见表6-36。
表6-36 射流泵取样器主要技术参数6．射流泵测压器射流泵测压器结构见图6-39，主要技术参数见表6-37。
图6-39 射流泵测压器结构示意图表6-37 射流泵测压器主要技术参数7．高压过滤器高压过滤器结构见图6-40，主要技术参数见表6-38。