管柱

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胶筒座 滤网罩
下接头
㈡配套工具

为了简明与统一,井下管柱中的分层作用工具均
以代号标记,其具体编号方法与封隔器的统一编号基
本相似。(旧)分层作用工具的类型代号是:
▪ 01—零杂工具类; ▪ 03—活动接头类 ▪ 05—锚类
02—凡尔与开关类 04—喷砂器类 06—配水器与配产器类

例如:DQ0653型偏心配产器,表示大庆(DQ)研
▪ 第一讲:井身结构 ▪ 第二讲:井下生产管柱
第一讲 井身结构
一、什么是井?
井是石油开采的永久性通道。 一口油井从开钻到完井交付生产,要经过的工艺程序一般 是:钻井——测井——下套管柱——注水泥固井——射开油层 (井底完成)——下油管柱、装井口装置——诱导油流投产。
二、井身结构
在裸眼井内下入的直径不同、长度不等的多层套管,封固各套管 环形空间水泥环等所形成的轴心线重合的套管柱组合。
管柱结构如图 工艺特点:该堵水管柱与生产管柱脱开,可任 意多级使用,封堵多个高含水层。由于封隔器 处于自由悬挂状态,坐封时,封隔器居中,密 封率高,泵抽生产和检泵作业对堵水管柱无影 响。缺点是管柱结构复杂,施工周期长,易砂 卡。 适用范围: 该管柱适用于大泵井和电泵井多层堵水。
生产层 堵水层 生产层
配注层 配注层 配注层
空心活动 式配水器 封隔器
单流球阀 筛管 丝堵
1、分层配水井管柱
1、固定式 2、空心活动式 3、偏心活动式
配注层 配注层 配注层
偏心活动 式配水器 封隔器 Y341-114-X-JH1-90/15
单流球阀 筛管 丝堵
2、自喷分层采油井管柱
1、同心配产管柱
配产层
2、偏心配产管柱
适用范围:该管柱适用于Ф56mm以下无自 喷能力的深井堵水,最多只能封堵两个层 段。
生产层 堵水层 生产层
抽油泵
封隔器 筛管 支撑卡瓦
4、机械卡堵水生产管柱
⑴常规机械堵水生产管柱
2)平衡式堵水生产管柱
工艺特点:该管柱无卡瓦支撑,结构简单,起 下安全,封隔器密封性能好,平均使用寿命两 年以上。解封可靠,能封堵多个高含水层。
采油井
注水井 非自喷采油井
1.按井的作用分
采气井 注气井
水源井
观察井
实验井
浅 井 500m——1000 m
2.按井的深度分
中深井 1000m——2500m 深 井 2500m ——4000m
超深井 4000m以上
四、有关名词术语
1、油补距:在旋转钻井时,指转盘上平面到套管四通上部平面间的距离。 2、套补距:指转盘上平面到套管法兰上平面之间的距离。 3、完钻井深:也叫钻井井深,是指完钻井裸眼井底至方补心顶面的高度。 4、套管深度:是指转盘上平面到油层套管鞋位置的深度。 5、人工井底:油井固井完成后留在套管内最下部一段水泥凝固后的顶面,
上接头 护罩
调节环 中心管
压簧 阀 密封圈
阀座
水嘴 滤网 下接头
⑵空心活动式配水器(KHD)
KHD—106配水器
结构:如图所示
原理:油管加液压,高 压水经芯子上的水嘴作 用在阀上,阀压缩压簧 离开阀座,高压水进入 油套环行空间,实现分 层注水。
上接头
调节环 垫环
压簧 中心管 阀 水嘴 芯子 阀座接头
适用范围:该管柱用于机采井堵水,也可应用
于定向井堵水。对于Φ83mm以上有杆泵井的
堵水,选用有活门平衡丢手堵水管柱,对于 Φ70mm以下有杆泵井的堵水选用无活门平衡 丢手堵水管柱。
生产层
应用方法:需调整堵水层位,只要下入打捞管 堵水层
柱将堵水管柱捞住后,直接上提封隔器即可解封。
当用于定向井堵水时,在堵水封隔器两端加刚性 生产层
压缩距垫环 下接头
2.常用封隔器简介
⑶ K344-110型封隔器:
结构:如图所示。
工作原理:封隔器下至预定位 置,从油管内加液压,液体作 用到活塞上,使活塞上行压缩 扩张液,扩张液经中心管的轴 向槽进入胶筒内腔,使胶筒胀 大。从而封隔油套环形空间。 需解封时,卸压即可。
上接头 密封圈 胶筒座 硫化芯子 中心管
套环形空间,分隔封隔器上下的油(气、水)层,从而实现油、水井的分
层作业施工。

封隔器被是正确认识油田和合理开发油田的重要井下工具之一。
▪ 1.封隔器的分类及型号编制

我国目前各油田所使用的封隔器型式很多,一般按照其封隔件(密封胶
筒)的工作原理不同,可分为自封式(靠封隔件外径与套管内径的过盈和压差
来实现密封)、压缩式(靠轴向力压缩封隔件,使封隔件直径变大以实现密
泵上工具总长
回音标位置
泵尾 挂管 深深
泵长
筛管长 尾管长 丝堵长
⑴抽油泵井采油管柱
⑵螺杆泵井采油管柱
⑶潜油电泵井采油管柱
油层
抽油杆扶正器
油管扶正器 螺杆泵转子 螺杆泵定子
油管锚 筛管
丝堵
⑴抽油泵井采油管柱 ⑵螺杆泵井采油管柱 ⑶潜油电泵井采油管柱
油层
油层
套管 油管
电泵电缆 测压阀 单流阀
电泵 分离器 保护器 电机
配产层 配产层
套管 配产器
封隔器
丝堵
3、机械采油井管柱
按大庆油田目前所采用的机 械采油形式,机械采油管柱可分 为下列三种形式:
⑴抽油泵井采油管柱
⑵螺杆泵井采油管柱
⑶潜油电泵井采油管柱
油管 抽油杆
帽型活门 脱卡工作筒
抽油泵
筛管
丝堵
方补心
油补距

油管挂长

油管挂短节长
Hale Waihona Puke 泵井采油

泵上油管总长





抽油泵 筛管 丢手接头 Y445—114 封隔器
Y341—114 封隔器
偏心配水器
应用方法:
由于该类堵水管柱为卡瓦悬挂式,施工时可不必冲砂至人工井底, 管柱下至预定位置后,通过水力实现坐封、丢手;可封堵多个高含水层 段,上提管柱实现解封。对于出砂严重,易造成封隔器胶筒以上部分钢 体砂埋,致使封隔器解卡难的井,可选用Y445型可取可钻封隔器。该 封隔器具有可取和可钻双重性能。封隔器自身带有卡瓦用于悬挂整体堵 水管柱和Y341型封隔器配套使用可封堵任意层,并实现不压井起下作 业。需要起出管柱时,下入专用打捞工具,上提管柱即可将封隔器解封, 如果少数井出现封隔器不解封的现象,可以下入专用钻铣工具将封隔器 的锁紧机构钻铣掉,使之解封。
工作原理:按所需坐封高度上提 管柱,然后下放到预定位置。因 承压接头和封隔器下接头和尾管 (或卡瓦封隔器)相接,并以此为 支点,坐封剪钉在一定管柱重量 的作用下被剪断,上接头等下行 压缩封隔器胶筒,使胶筒的外径 变大,封隔油套管环形空间。解 封时上提管柱即可。
上接头 销钉 调节环
隔环 中心管
胶皮筒
承压接头 密封圈 坐封剪钉 键
扶正器 封隔器
滑套活门
4、机械卡堵水生产管柱
①整体式堵水生产管柱
⑴常规机械堵水生产管柱
②平衡式堵水生产管柱 ③卡瓦悬挂式堵水生产管柱
④可钻式封隔器堵水生产管柱
⑵可调层机械堵水生产管柱 ①液压可调层堵水生产管柱
a 一次性调两层堵水生产管柱 b 一次性调多层堵水生产管柱
②机械可调层堵水生产管柱
c 液压滑轨可调层堵水生产管柱 a 悬挂式细分堵水生产管柱
人工井底深度是从转盘上平面到人工井底之间的距离来表示。 6、水泥返高:固井时油层套管和井壁之间环形空间的水泥上返高度,水泥
返高的深度等于转盘方补心到环形空间水泥面之间的距离。一般应在最 上部油层顶界以上100—150m. 7、水泥塞:固井后,从完钻井底至人工井底这段水泥柱。
第二讲 井下生产管柱
分层开采是在非均质多油层油田注水开发中,解决层间、层 内、平面三大矛盾,取得较好开发效果的正确方法。
井身结构的组成 (1)导 管:第一层套管叫导管。导管的作用主要是建立开钻的泥浆循环系
统,钻井时是否下入导管要依据地表层的坚硬程度与结构状态来确定。通 常导管下入深度为2~40米。 (2)表层套管:在井身结构中下入的第二层套管叫表层套管。表层套管的作 用是用以封隔上部松软地层和水层,加固上部疏岩层的井壁,供井口安装 封井器用,下入深度几十米到几百米,管外水泥返至地面。 (3)技术套管:是在表层套管和生产套管之间,用来封隔表层套管以下的较 复杂的地层,如高压水层、气层、漏失层或坍塌层。
⑵空心活动式配水器(KHD)
KHD—114配水器
结构:如图所示
工作原理:
油管加液压,高 压水从分水工作筒的 竖槽流出,通过导向 头的小孔推开球阀产 生压力降,从分水工 作筒的侧壁孔进入油 套环行空间,实现分 层注水。
上接头 上壳体
出水套总成 下壳体 下接头
打捞头
调节头
垫片 弹簧
密封圈 上凡尔座 凡尔球 下凡尔座 配水嘴 导向头
扶正器,以保证封隔器居中,提高了封隔器在定
向井中的密封率。堵水层光油管通过,生产层装
有爆破阀,完成封隔器坐封后,提高油管压力打
开爆破阀,实现油套连通。
抽油泵 筛管 丝堵 丢手接头 配产器 封隔器
工作筒
4、机械卡堵水生产管柱
⑴常规机械堵水生产管柱
3)卡瓦悬挂式堵水生产管柱
该堵水管柱与生产管柱脱开,堵水管柱 由双向卡瓦封隔器悬挂,进行水力坐封,封 堵高含水层。
b 滑套式找、堵水生产管柱
4、机械卡堵水生产管柱
⑴常规机械堵水生产管柱
1)整体式堵水生产管柱
结构组成:该堵水管柱与生产管柱合为 一体,其下部为堵水管柱,上部为泵抽 管柱。
工艺特点:该类管柱随生产管柱一同起 下,施工简便,但堵水管柱的寿命取决于 生产管柱的生产周期,并且在泵抽时,管 柱上下蠕动,影响封隔器的密封性。目前 这类管柱用量在逐渐减少。
制的配产器(06),用于5英寸套管,是第3种结构的。
▪ 1.井下分层配水工具

分层配水工具是按不同地层的不同要求,进行分层定量
注水的工具,主要指各种型号配水器。

配水器主要分三种形式:
⑴固定式配水器(KGD)
⑵空心活动式配水器(KHD)(工作筒、堵塞器) ⑶偏心活动式配水器(KPX) (工作筒、堵塞器)
井下分层工作的实现,主要靠各种井下工具所组成的不同 类型的分层管柱来完成。
一、井下工具
▪ ㈠封隔器
▪ 封隔器:为了实现油田井下某种技术目的,起到井下层间封隔作用的 设备称为油田用井下封隔器。

封隔器是用于井下套管或裸眼里封隔油、气、水层的专用工具。
它通过外力(水力或机械)作用,使胶皮筒长度缩短和直径变大密封油、
(4)油层套管:用来封隔油、气、水层,建立一条封固严密的永久性通道, 下入的深度一般应超过油层底界30米以上。
表导
方转盘
层管
套深 管度
导管
井 身 结 构 示 意
水 泥

深 度
返术
高套
深 度
管 深
表层套管 高压层
技术套管


完 钻 深
人 工 井 底
水 泥 返 高
度深

油层套管 油层
三、井的分类
自喷采油井
坐封方式、解封方式及封隔器刚体最大外径五个参数依次排列而成的。其
型号的编制应符合下面的规定。
封隔器编号解释:
















自封式 Z 压缩式 Y 楔入式 X 扩张式 K
尾管 1 单向卡瓦 2 无支撑 3 双向卡瓦 4 锚瓦 5
提放管柱 1 转管柱 2 自封 3 液压 4 下工具 5
提放管柱 1 转管柱 2 钻铣 3 液压 4 下工具 5
刚 体 外 径
▪ 封隔器编号解释示例:
▪ K344—114型封隔器 ▪ K——表示扩张式封隔器 ▪ 3——无支撑 ▪ 4——液压坐封 ▪ 4——液压解封 ▪ 114——最大刚体外径
2.常用封隔器简介
⑴Y111-114型封隔器
结构:如图所示。
封)、楔入式(靠楔入件楔入封隔件,使封隔件直径变大以实现密封)和扩张
式(靠一定压力的流体作用于封隔件的内腔,使封隔件直径扩大以实现密封)
四种类型。

为了使用方便,石油部对封隔器型号的编制方法作了统一的规定。按
1986年底实施部标准SY 5105-86地《油气田封隔器分类及型号编制方法》
规定,封隔器型号编制的基本方法是按封隔件分类代号、封隔器支撑方式、
⑴固定式配水器(KGD)
KGD—110节流器
结构:如图所示
原理:油管加液压,经中心 管水槽作用在阀上,阀压缩 压簧,离开阀座接头,阀开 启,高压水经油套管环行空 间注入地层。
上部接头 护罩
调节环 压簧
中心管
阀 密封圈 阀座接头
⑴固定式配水器(KGD)
KGD—110配水器
结构:如图所示
原理:油管加液压,经滤罩 口、水嘴和阀接头的孔眼作 用在阀上。阀压缩压簧,离 开阀座接头上行,阀开启, 高压水经油套管环行空间注 入地层。
水嘴 滤罩
▪ 2.井下分层采油工具

在不同的地质条件下,进行分层定量采油的工具主要指
各种形式分层配产器和相配套的封隔器等。
略。。。。。
二、生产管柱
1、分层配水井管柱
1、固定式 2、空心活动式
3、偏心活动式
配注层 配注层 配注层
套管 封隔器 节流器 测试球座
测试球座
单流球阀
1、分层配水井管柱
1、固定式 2、空心活动式 3、偏心活动式
⑶偏心活动式配水器(KPX)
偏心活动式配水器是由工 作筒和堵塞器两部分组成。
结构如图
工作原理:
①注水。高压水 堵 塞器底部进水槽 水 嘴 堵塞器出水孔 工作筒出水孔 油套 环行空间 油层。 ②捞堵塞器。 ③投堵塞器
组合体
上接头 上连接套 扶正体
主体 下连接套 导向体
下接头
打捞头 压盖 压簧 主体 凸轮
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