第7章 完井管柱

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第一节 完井管柱
(4) 按井下泵的安装方式分类
固定式安装:整个泵随油管下入井内,优点是泵径大、
排量大,缺点是起泵必须起油管。
插入式安装:泵工作筒随大直径油管下入井内,而沉没
泵机组则用小直径油管下入 插到泵工作筒内 泵机组则用小直径油管下入,插到泵工作筒内。
投入式安装: 投 式安装 又分单管封隔式和平行管柱式,泵工作筒 管 式 管 式 泵 筒
第一节 完井管柱
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第一节 完井管柱
6、螺杆泵完井管柱
1930年,Moinean发明,并在美国获得第一个专利,31-32
年在法国制造。 我国1986年开始研究地面驱动螺杆泵。 我国1986年开始研究地面驱动螺杆泵
螺杆泵是一种容积泵,运动件只有螺杆,没有阀和复杂
的流道。油流扰动少,使水力损失大大降低。由于螺杆在 橡皮衬套表面的运动带有滚动和滑动的性质,使砂粒不易 沉积。 沉积 突出优点:尺寸小,质量轻,制造容易,维修方便,运动 部件少 排量均匀 部件少,排量均匀。 缺点:橡皮衬套易磨损,下部径向上止推轴承损坏,偏 心联接轴不够可靠,周期短。
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第一节 完井管柱
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第一节 完井管柱
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第一节 完井管柱
附:各种人工举升方法适应性对比
气举:适用于出砂井、气液比高的井、大斜度井、海
上采油井 特别适用于有高压气可供利用的油井 上采油井。特别适用于有高压气可供利用的油井。
日排液最高可达7950m³,举升高度可达3658m。
抽油机有杆泵:不适用于海上采油及小井眼、深井
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第一节 完井管柱
1、自喷井完井管柱 适用于能够自喷生产的油井。 技术关键是油管合理直径的确定。 技术关键是油管合理直径的确定 包括全井合采管柱、分层开采管 柱和其它特殊管柱。 (1)全井合采管柱,适用于单 层系的油井或层数不多 层间差 层系的油井或层数不多、层间差 异不大的油井。
自喷井全井合采采油管柱
螺杆泵采油井下管柱
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第一节 完井管柱
7、气举井完井管柱 • 工艺过程是通过向井筒内注入高压气体的方法来降低油 管内从注气点到 面的液柱密度 使原油及液体 续 管内从注气点到地面的液柱密度,使原油及液体连续地 从油层流向井底,并从井底举升到地面。 • 适应性强,可用于高气液比、出砂井及定向井、水平井。 适应性强 可用于高气液比 出砂井及定向井 水平井 • 要求有稳定充足的气源,一次性投资大,但管理方便、 生产测试工艺简单、运行费用低,总体经济效益好。 • 连续气举和间歇气举 • 单管气举井下管柱、多管注气管柱
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第一节 完井管柱
主要优点
(1) 没有运动部件,结构紧凑,泵排量范围大; (2) ( ) 由于可利用动力液的热力及化学特性,适用于高凝油、稠油、高 于可利用动力wenku.baidu.com的热力及化学特性 用于高凝油 稠油 高 含蜡油井; (3) 对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。
主要缺点
(1) 泵内存在严重的湍流和摩擦 泵内存在严重的湍流和摩擦,系统效率相对较低(一般为 系统效率相对较低( 般为15%~ % 20 %,最高不超过33%); (2) 在一定条件下泵会出现气穴作用 在一定条件下泵会出现气穴作用。为避免气穴作用,要求吸入压力 为避免气穴作用 要求吸入压力 高; (3) ( ) 对回压的任意变化都很敏感 ; (4) 地面需要高压泵站,要使其长期稳定运转,技术上尚有较大困难。 25
第7章 完井管柱与井口装置
• 教学内容:完井管柱、油管设计、油气井井口装置。 • 基本要求:了解油井完井管柱、注水井完井管柱、气井 完井管柱、其它特殊井完井管柱,理解油管尺寸、材料 选择和设计方法、了解油气井井口装置。 • 重点:完井管柱组成、油气井井口装置 重点 完井管柱组成 油气井井口装置 。 • 难点:油管设计方法 。
闭式循环方式: 动力液不与产出液混合。(应用少,多用海上) 开式循环方式: 动力液与产出液混合。(尤其稠油开采应用多)
(3) 按动力液性质分类
原油动力液水力活塞泵采油系统 (润滑性好,成本低,优先选择) 原油动力液水力活塞泵采油系统。 (润滑性好 成本低 优先选择) 水基动力液水力活塞泵采油系统。(污染小,安全,易腐蚀)
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第一节 完井管柱
适 应 条 件
油层深度与排量范围大; 含蜡; 稠油; 井斜 井斜。
主要缺点:
(1) 机组结构复杂,加工精度要求高; (2) 地面流程大,投资高(规模效益);
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第一节 完井管柱
分类:
(1) 按系统井数分类
单井流程系统; 多井集中泵站系统; 大型集中泵站系统。
(2) 按动力液循环分类
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井下电机驱动螺杆泵
第一节 完井管柱
1-电控箱;2-电机;3-皮带;4-方卡子 5-减速箱; 6-压力表;7专用井口; 8 抽油杆; 8抽油杆 99 抽油杆扶正器; 抽油杆扶正器 10-油管扶正器;11-油管;12-螺杆泵 13-套管;14-定位销;15-油管防脱器 16 筛管; 16筛管 1717 丝堵; 丝堵 1818 油层 地面驱动螺杆泵采油系统
射流泵工作原理 动力液地面加压; 动力液地面加 油管或专用动力液管输送; 动力液被传至井下喷嘴; 通过喷嘴将压能转换动能; 嘴后形成低压区; 动力液与油层产出液在喉管中混合; 经扩散管动能转换成压能; 混合液的压力提高后被举升到地面 混合液的压力提高后被举升到地面。
井下射流泵工作示意图
水力射流泵排量、 扬程取决于喷嘴 面积与喉管面积 的比值。
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第一节 完井管柱
1-扶正器;2-套管;3-潜油电机; 4-保护器;5-潜油减速器; 6-电缆护罩;7-螺杆泵; 8 螺杆泵排出头; 8螺杆泵排出头 99 引接电缆; 引接电缆 10-油管;11-单向阀;12-泄油阀 13-动力电缆;14-地面电缆; 15-井口装置;16 15 16-接线盒; 17-控制柜;18-变压器 井下驱动螺杆泵采油系统
采油。对于出砂、高气油比、结蜡或腐蚀性严重的井 都会降低容积效率和使用寿命。
日排液最高可达410m³,举升高度可达4420m。 举升高度可达4420m。
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第一节 完井管柱
地面驱动螺杆泵:适用于低产浅井、高气油比油井、 地面驱动螺杆泵 适用于低产浅井 高气油比油井
出砂井、粘度不是过高的油井。对砂、气不敏感。
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第一节 完井管柱
工作原理
当螺杆在衬套内偏心旋转时,形成一 系列密封腔,流体就是通过这些密封腔从泵吸 入口到排出口的。当泵吸入端第一个密封腔的 容积增大时,压力下降,流体进入这个腔室, 随着螺杆转动,这个腔室开始封闭,并向排出 口移动,流体通过密封腔压力不断上升,排量 保持不变 保持不变。
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第一节 完井管柱
第一节 完井管柱
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第一节 完井管柱
4、电潜泵完井管柱
电潜泵是井下工作的多级离心泵,同油管一起下入井内, 电潜泵是井下工作的多级离心泵 同油管 起下入井内 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 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。 电潜泵采油装置组成: 井下机组部分 电力传输部分 地面控制部分 潜油电机 保护器 分离器和多级离心泵 潜油电机、保护器、分离器和多级离心泵 潜油电缆 控制屏、变压器和接线盒
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地面控制部分 井下机组部分
变压器 控制屏 接线盒 泄油阀 单流阀 多级离心泵 分离器 保护器 潜油电机
电潜泵采油系统示意图
电潜泵供电流程:地面电源 变压器控制屏潜油电 缆潜油电机。 电潜泵抽油工作流程:分离 器多级离心泵单流阀 泄油阀井口 井 出油干线。 出油 线
潜油电缆 电力传 输部分
地面流程
井下器具管柱结构 水力活塞泵井下机组
油井装置
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第一节 完井管柱
工作原理: 工作原理
动力液地面加压; 油管或专用动力液管输送; 动力液被传至井下液马达处; 动力液被传至井下液马达处 滑阀控制机构换向; 动力液驱动液马达; 液马达做往复运动;
开式水力活塞泵采油系统
液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动; 原油被增压举升。
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第一节 完井管柱
对于开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时,同其它采 油方式相比 螺杆泵具有灵活可靠 抗磨蚀及容积效率高等特 油方式相比,螺杆泵具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特 点。
液压驱动螺杆泵
调速方式
机械无级调速 固定转速 变频无级调速 连续抽油杆
螺杆泵
地面驱动 抽油杆传动 螺杆泵
抽油杆类型 普通抽油杆 空心抽油杆
自喷采油
有杆泵采油
地面能量通过抽油杆提供给 抽油泵,将井底原油举升至 地面的采油方式 地面的采油方式。
采油方法
人工举升采油
无杆泵采油
地面能量通过高 压液体或电缆提 供给抽油泵,将 井底原油举升至 地面的采油方式。
水力活塞泵 电动潜油泵 螺杆泵
气举采油
利用气举气体的膨胀使井筒 中的混合液密度降低 将流 中的混合液密度降低。将流 到井内的原油举升到地面。
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第一节 完井管柱
下入完井管柱使生产井或注入井开始正常 生产是完井工程的最后一个环节。 生产管柱设计的合理性直接关系到生产井 生产管柱 的合 性直接关系到生产井 或注入井投产后能否正常生产。 或注入井投产后能否正常生产 完井管柱与采油方式有很大关系。 完井管柱与采油方式有很大关系
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第一节 完井管柱
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第一节 完井管柱
(2)分层开采管柱, 分层开采管柱 主要由封隔器、配产 器和其它配套的井下 工具组成。主要用于 层间差异大的自喷井, 可解决或减少层间干 扰和矛盾 提高采油 扰和矛盾,提高采油 速度。
自喷井分层采油管柱
双管分采管柱示意图
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第一节 完井管柱
2.有杆泵完井管柱 适用于油井无自喷能力, 但又有一定深度的动液 面,原油粘度适中。 主要由机、泵、杆、管 组成。
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第一节 完井管柱
电潜泵完井管柱
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第一节 完井管柱
电动潜油泵井下管柱示意图
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第一节 完井管柱
5、水力射流泵完井管柱
井口 油井 井 装置 井下器具管柱结构 射流泵 高压泵机组 高压控制管汇 地面 流程 动力液处理装置 计量装置 地面管线
射流泵采油井下系统示意图 23
系 统 组 成
第一节 完井管柱
第一节 完井管柱
电潜泵举升方式的主要优点: (1) 排量大; (2) 操作简单,管理方便; (3) 能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油; (4) 在防蜡方面有一定的作用。 电潜泵举升方式的主要缺点: (1) 下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制; (2) 比较昂贵,初期投资高; (3) 作业费用高,日常维护要求高; 作业费用高 日常维护要求高 (4) 电机、电缆易出现故障; (5) 受原油气液比限制。
日排液最高可达250m³,举升高度可达1700m。
电动潜油离心泵:适用于中深、大排量油井,海上 电动潜油离心 适 中深 大排 油井 海上
随油管下至井底,沉没泵机组则从油管中投入,使用液力 下泵和起泵 优点是起下泵方便 缺点是泵径受到限制 下泵和起泵,优点是起下泵方便,缺点是泵径受到限制, 排量较小。
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第一节 完井管柱
开式水力活塞泵采油系统
闭式 力 塞 采油系统 闭式水力活塞泵采油系统
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第一节 完井管柱
全井段合采单管柱示意图
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有杆泵井标准井下管柱示意图
第一节 完井管柱
(a) 封下采上
(b) 封上采下 (c) 封中间采两头 有杆泵生产管柱型式
(d) 封两头采中间
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第一节 完井管柱
3、水力活塞泵完井管柱-系统组成
高压泵机组 动力液处理装置
高压控制管汇 计量装置
地面管线 井口 液马达 抽油泵 滑阀控制机构
开式水力活塞泵采油系统
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第7章 完井管柱与井口装置
第 节 完井管柱 第一节 第 节 油气井井口装置 第二节 第 节 油管设计简介 第三节
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第一节 完井管柱
一口井从上到下是由井口装置、完井管柱和井底结构三部分组成。 口井从上到下是由井口装置、完井管柱和井底结构三部分组成。 井口装置主要包括套管头、油管头和采油(气)树,作用是悬 挂井下油管柱、套管柱,密封油套管和两层套管间环空以控制油 气井生产、回注(蒸汽、注气、注水、酸化、压裂、注剂等)和 安全生产。 完井管柱则包括油管、套管和按一定功用组合而成的井下工具。 完井管柱则包括油管 套管和按一定功用组合而成的井下工具 井底结构是指连接在完井管柱最下端的与完井方法相匹配的工 具和管柱的有机组合体。
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