井下节流汇报解读

三、井下节流油嘴工作原理
投放井下油嘴时，油气井不需压井和提下油管。采用井口 防喷管和钢丝作业，将钢丝绳帽接上加重杆和座封工具，用座封 工具下压油嘴套，进而压缩弹簧，装上座封销钉。这时井下油嘴 的胶筒处于最小外径，因此可以在防喷管和油管内自由下放。当 油嘴下到设计位置时，上提钢丝，座封工具和中心管上行，打捞 头和卡瓦下行，中心管锥面沿卡瓦内锥面上行撑开三片卡瓦，卡 住油管内壁，再增大上提力，剪断座封销钉，此时被压缩的弹簧 释放出弹力顶住活塞杆上行，带动锥体上行，胶筒涨开贴紧油管 内壁。此时三片卡瓦便紧紧卡在油管内壁上，胶筒在弹簧弹力作 用下膨胀，外径增大，密封井下油嘴中心管与油管的环形空间。 提出座封工具后，井下油嘴依靠卡瓦和胶筒的涨紧力悬挂于油管 内。开井后，井内油气经防砂罩、活塞杆从陶瓷油嘴通过时节流 降压，节流压差作用在活塞杆和下活塞上，产生向上的推力，带 动锥体继续上行，进一步涨开胶筒，挤紧油管内壁。同时，胶筒 上下压差产生的向上推力带动中心管锥体上行，进一步涨紧卡瓦， 卡紧油管内壁。
井下 油嘴 更优 越
二、新型井下节流油气嘴介绍
2.1应用范围：适用于Φ73mm油管的自喷油气井。 2.2主要规格及技术参数 1、井下油嘴总成长度：单胶筒310mm、 双胶筒360mm。 2、最大外径：Φ56mm和Φ57mm两种。 3、耐压：25Mpa, 4、嘴径：Φ2.0-Φ9.0mm。
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4、投放防喷管长度1.0m,防喷管耐压50Mpa。 5、投放工具串长度1.0m： 管串：绳帽+加重杆+井下气嘴。 6、打捞工具串长度1.6m： 管串：绳帽 + 加重杆 + 打捞工具 + 井下气嘴 。
1.4地面油气嘴与井下油气嘴的比较
地面油嘴与井下油嘴最根本的异同点归 纳为： （1）前者处于地面，后者处于井下，从 热力学观点看，两种节流的绝热膨胀过程的 环境不同，因而对地热条件的利用不同。 （2）二者均满足伯努利方程所规定的能 量平衡定律。它们在水动力学方面确有些差 异，即地面油嘴属于水平管喷嘴流动；井下 油嘴属于垂直管喷嘴流动。
续上表
处于地面，不能充分利用地热。 接近井底，能充分利用地 地热环境 节流后温度很低，易在油井产生 热，提高油气出口温度 冻堵，在气井出现水合物冻堵。 安装、更 较难，可用试井作业车投 易于安装或更换 换 放或起出 ①～⑤同左 另有如下优点： ① 井口压降，使出油管线至分 ⑥ 避免井下及地面管线水 离器保持安全 合物冻堵 ② 让井在规定的产率下生产 ⑦ 增加气举速度，提高气 功能与优 ③ 对易出砂井可维持一个防砂 井排液能力 的自喷产量上限 点 ⑧ 防止气体在环空聚集， ④ 在最有效的产率下开采油气 缓和井底激动， 减缓油气 藏 井出砂 ⑤ 预防水（或气）的锥进 ⑨ 油管内结蜡点上移，甚 至不结蜡。 不同 不同
1.3井下节流与自喷管举升效率的关系
从地下采出天然气，多数情况下都伴随产出 气、液两相或多相混合物，对气井，液相物质可 能是借助于气体膨胀而被带出地面的。采用井下 节流时，由于井口压力下降很大，因而提高了气 体的举液能力。一些井口压力较高的出水气井， 在采用井下油嘴后，不仅提高了井口出气温度， 消除了冻堵，而且增强了井的排水能力，若在套 管环空定期注入泡排剂，效果更明显，能消除或 减缓气井的井筒积液降低液面上升速度，从而延 长了油气井的自喷生产周期。
由此可见，地面油嘴和井底油嘴就是在多相 流程的不同部位设置的节流器。在井口管线 上安装地面油嘴，能够产生井口压力降，以 增大井口的安全程度和减少分离器的压力； 而在井下安装油嘴 , 则可产生井筒压力降， 调节举升管中地层能量的利用，从而调节地 层气液流体的产量。地面油嘴与井下油嘴的 比较见表一。
1.2油气混合物通过油气嘴流动的热力学基础
气体（或可压缩气、液混合物流体）在节流嘴 中流动时，由于流速极快（可达声速），流动介质 （气、液混合物）与外界（如油管环空、套管水泥 环以及地层等所组成的多壁层之间）来不及进行热 交换，这一过程可视为绝热膨胀过程。对油嘴流动 系统而言，气液混合流体在通过节流嘴的瞬间，与 外界无热交换，内能的减少全部用于动能的增加。 内能消耗的结果使气液混合物流经油嘴瞬间的温度 急剧下降，这就是为何节流易出现冻堵的缘故。
井下节流技术研究与应用
汇报人:杜国梁
华北油田方园科技开发有限公司
目
录
一、油气井井下节流的机理 二、新型井下节流油嘴介绍 三、井下节流油嘴工作原理 四、现场应用 五、经济效益分析 六、结论
一．油气井井下节流的机理
1.1概 述
油、气、水混合物从油（气）藏到分离和储存 系统过程中，为了控制油、气、水经多孔介质渗流 （流入动态）、垂直管流及水平或起伏管流的流动 型态，使井按预期的要求生产，必须施加相应的机 械条件，这些机械条件是：⑴、从产层到井筒的设 备如套管、油管、封隔器、井下油嘴等。其中井下 油嘴是自喷井最重要的井下控制器。⑵、从井口到 地面集输系统的设备，如井口装置、出油管线、地 面油嘴等，其中地面油嘴又是自喷井最重要的地面 控制器。⑶、各种地面设施，如油气（或气水）分 离器、储罐等。
水合物冻堵现象发生在地面油嘴，而井下油 嘴却能避免的原因主要有两点：①由于井内自 下而上压力下降幅度较小，而井内温度下降幅 度较大；②气液混合物经井下油嘴节流后在管 线流动与外界油管、环空、套管、地层等所组 成的多层壁之间进行热交换，温度升高。而气 液混合物经地面油嘴节流后在管线流动时与外 界油管、空气之间进行热交换，温度不一定升 高，地面与井下热交换场所的环境温度相差很 大，特别是北方冬季。 因此，井下油嘴安装在一定的深度后，能 达到防止井下冻堵的目的。
表一：地面油嘴与井下油嘴的比较表
地面油嘴 水平管喷嘴流动 ① 连续性方程 水动力学原理 ② 伯努利方程 ③ 多相管流能量平衡方程 上流压力(P1) 井口油管压力 Pwhf（实例） 下流压力(P2) 出油管压力 Pwhf（实例） 节流压力比 热力学过程 临界压力比β k=0.546 等熵（绝热）过程 项 目 流动特征 井下油嘴 垂直管喷嘴流动 同左 所在深度处的流压 （实例或计算） 油嘴出口处油管流压 （难实测，估算） 同左 同左 同或异 类似 相同 类似 类似 相同 相同