培训讲义井下作业技术及应用.ppt

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1、井下作业技术及应用 2008年4月,提纲,修井作业 人工举升 井下工具,海上油水井主要井型,水平井井身结构,井口装置,采油树,井口装置,可调式油嘴,井下电泵,定压放气流程,井下作业洗井,井下作业防喷装置,洗压井管汇流程,修井作业分类标准,种 类 划 分（按作业类别划分） 1 常规修井及检泵作业 作业内容: 检泵、冲砂 2 增产措施井 作业内容: 换泵、注水、 开层、 上返作业、酸化、压裂作业 下小筛管、连续油管、螺杆泵作业。 3 油（气）井大、中修作业 作业内容:管柱切割、磨铣、套铣、打捞作业,管柱类型介绍,1 设计生产管柱的基本原则 2 自喷管柱 合采管柱 分采管柱 3 机采管柱 4 注水管

2、柱 合注管柱 分注管柱,设计生产管柱的基本原则,1、符合安全要求； 2、满足地质油藏、生产工艺要求； 3、满足生产测试和增产措施要求； 4、结构简单，施工容易。,插入可取式合采自喷管柱,安全阀控制管线,固定封隔器,定位密封接头,井下安全阀,.适用范围 有自喷能力的、低温、需要分采的油、气井。 .操作注意事项 1、密封段应尽量选择长一些； 2、生产管柱应略在压缩状态下座井口，以补偿油管收缩可能带来的密封问题； 3、轻轻地将密封件插入密封孔内，防止损坏密封件； 4、定期检查和更换控制盘内液压泵上的滤网, 防止脏物堵塞控制管线； 5、若安全阀本身不带平衡机构，打开安全阀之前，必须先给油管内打平衡压力

3、,否则，将损坏密封件和有关运动部件；,插入可取式分采自喷管柱,安全阀控制管线,.适用范围 有自喷能力的、低温、需要合采的油、气井。 .优点、缺点 管柱结构简单、安全；因为可以分采，因此，在一定的范围内有利于合理调节各层的产量，满足生产要求； 分采的层数越多，使用的滑套（或其他分采工具）越多,为了达到分采的目的，需要进行频繁的钢丝作业，这样，不仅钢丝作业量大，而且增加了事故的可能性； .操作注意事项 .分层密封段的长度尽量不短于1m； .生产管柱应略在压缩状态下座井口，以补偿油管收 缩可能带来的密封问题； .轻轻地将密封件插入密封孔内，防止损坏密封件； .定期检查和更换控制盘内液压泵上的滤网,

4、防止赃物堵塞控制管线； .若安全阀本身不带平衡机构，打开安全阀之前，必须先给油管内打平衡压力,否则，将损坏密封件和有关运动部件；,射流泵管柱,1.适用范围 一般来说，只要原油地层粘度不太高、或油气比太高而不适宜使用电潜泵的油井、大斜度井和水平井都可以使用射流泵生产； 2.工作原理 高压动力液从油管泵入（虚箭头所示），因喷嘴和喉管直径、喷嘴和喉管之间的环形空间都很小，动力液在喷嘴前端、喷嘴和喉管之间的环形空间以及喉管内形成高速流动低压区（即高压动力液通过喷嘴时将势能-压能，转换成了高速液流动能）。因此,高压地层液(相对于喷嘴/喉管处的低压区而言)被吸入喉管内（见实箭头所示），并和动力液混合进入扩

5、散管区。这时,液混合液速度降低，压力升高（即动能转换成举升液柱的压力能），因此，混合液被举升到地面(见半边箭头所示)。,地面驱螺杆泵管柱,1.适用范围 直井、油稠井。 2.优点 井下管柱简单，可以举升含有固体颗粒的液体； 3.缺点和操作注意事项 抽油杆断脱，增加作业难度。 作业相对复杂，需要二趟管柱。 对于斜井，因井斜原因，井下工艺设计不具有通用性，泵挂加深有难度。,普通电潜泵管柱,1.适用范围 静液面确实已位于泥面以 下的油井; 2.优点 管柱结构非常简单； 3.缺点和操作注意事项 因管柱结构太简单（未装井下安全阀和电缆封隔器）,不符合海上机采井的安全要求。因此，只有在完全确认该井静液面确实

6、在泥面以下时，才能作为一种临时机采管柱使用；,普通电潜泵管柱,1.适用范围 任何可以混采、气油比不超过电潜泵适用范围的油井,都可以使用这种机采管柱； 2.优点、缺点 管柱结构简单、安全； 每起一次管柱,都必须对电缆封隔器进行撤卸/维修/组装，需要花费不少人力物力； 3 操作注意事项 a下生产管柱时,应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而(可能)损坏控制管线; b. 若安全阀本身不带平衡机构，打开安全阀之前，必须先给油管内打平衡压力，否则，将损坏密封件和有关运动部件；,电潜泵丢手管柱,.适用范围 需要分采而又无法使用Y管柱的、适合于电潜泵机采的小套管井都可以使用这种管柱； 优点 1

7、.在小直径套管里使用电潜泵的条件下,仍然可以满足分采的要求； 2.管柱安全、可靠 缺点 管柱结构比较复杂，现场作业难度大； 操作注意事项 1、插入丢手管柱时,严禁猛提猛放,防止损坏密封件; 2、分层密封段的长度尽量不短于1m; 3、严防井内落物； 4、下生产管柱时，应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而(可能)损坏控制管线; 5、若安全阀本身不带平衡机 构，打开安全阀之 前，必须 先给油管内打平衡压力，否则，将损坏密封件和有关运动部件；,电潜泵“Y”管柱,1.适用范围 用于随时需要分采、分层测试的电潜泵机采的井; 2.优点 1）在采用电潜泵机采的情况下,仍然可以满足适时分采和随时

8、测试的工艺要求; 2）管柱安全; 3.缺点 管柱结构复杂，现场作业难度大； 4.操作注意事项 1）下入管柱时，轻轻地将密封件插入密封孔内，防止损坏密封件； 2）下生产管柱时,应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而(可能)损坏控制管线; 3）若安全阀本身不带平衡机 构，打开安全阀之前，必须先给油管内打平衡压力，否则，将损坏密封件和有关运动部件；,电潜螺杆泵管柱,1.适用范围 适用于斜井、油稠井。 2.优点 (1)适合海上斜井。 (2)地面设备与电潜泵设备通用，空间小。 (3)泵挂深度可调整。 3.缺点和操作注意事项 (1) 油井液面检测重要，要防止供液不足导致的泵干磨损坏。 (2)

9、 停产后启动困难。 (3) 大排量机组仍在试验阶段。,插入可取式合注管柱,插入可取式分注管柱,修井作业流程图,机组故障,作业区组织检查排除故障,确认排除故障,发故障报告至作业区和作业室,实施恢复生产,恢复后报作业区和作业室,与油藏商量是否检泵？,结束,油藏室提供地质设计,1、收到故障报告后油藏在12小时提供地质设计。,采技服选泵,编写施工设计,平台实施挤柴油作业，关井浸泡，做好洗井作业前期准备（海上洗井队伍到位），平台配合洗井。,组织物料及人员动员到位,人员及海上监督到平台与洗井班交接,油井作业正常起下48小时。 （不包括打捞、冲砂等复杂作业）,作业完毕，启泵、与平台油井交接。,是,否,12小

10、时,12小时,8小时,8小时,12小时,48小时,24小时,合计：,128小时,（5.17天）,修井作业例：常规检泵作业施工程序,1 由作业监督组织接井 2 施工前的现场准备 3 捞Y堵 4 移井架 5 洗井、压井 6 拆采油树 7 组装立管防喷器 8 起原井生产管柱,9 解泵 10 下入油层防污染阀 11 联泵注油 12 下入Y管电泵分采生产管柱 13 拆防喷器，安装采油树 14 油井投产 15 电泵井的交接,SZ36-1 C15井检泵施工设计,修井作业例2：注水井酸化作业施工程序,JZ9-3 W5-3井酸化设计,提纲,修井作业 人工举升 井下工具,人工举升方式选择,海上油田主要人工举升方式

11、,人工举升方式： 潜油电动离心泵采油 螺杆泵采油 水力喷射泵（射流泵）采油 气举,海上主要人工举升方式特点,电动潜油离心泵 优点：排量大，易操作、地面设备简单，适用于斜井，可同时安装井下测试仪表，海上应用广泛。 缺点：不适用于低产液井，高电压，维护费高，不适用于高温井，一般泵挂深度不超过3000m,选泵受套管尺寸限制。,海上主要人工举升方式特点,水力喷射泵 优点：易操作管理，无活动部件，寿命长，适用于定向井，易维护和更换，可在动力液中加入所需的药剂。 缺点：泵效低，系统设计复杂，不适用于含较高自由气井，地面系统工作压力较高，油田中高含水期间，地面处理装置容量要求较大。,海上主要人工举升方式特点

12、,气举 优点：适应产液量范围大，适用于定向井，灵活性好，可远程提供动力，适用于高气油比井况，易获得井下资料。 缺点：受气源及压缩机的限制，不适用于稠油和乳化油，工况分析复杂，对油井抗压件有一定的要求。,海上主要人工举升方式特点,螺杆泵 优点：系统具有高泵效，适用于高粘度油井，并适用于低含砂流体。 缺点：工作寿命相对较低。,人工举升时机选择,井底流压变化 产量要求,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,井下管柱,潜油电泵采油技术,潜油电泵采油技术 基本概念 选型设计 日常管理 潜油电泵相关工艺技术 潜油电泵相关测试技术,基本

13、概念,潜油电泵采油系统,基本概念,潜油电机主要结构、工作原理和电性能测试 潜油电机为两极、细长式、三相鼠笼式异步电动机。它主要由定子、转子、轴承构成。 大功率潜油电机可以由个单节电机串联组成,国内单节长度一般为5-10m 定子的铁心中均匀分布三相绕组，绕组为电机提供旋转磁场；当绕组接通交流电时，转子为电机提供电磁转矩,目前国内潜油电机主要分900C、1200C和1500C三种； 国内潜油电机常用规格为456系列和540系列 轴承全部为滑动轴承。其中一个为止推滑动轴承，承载转子的重量；其余的为径向滑动轴承，起扶正转子的作用； 电机内部充满绝缘性能很高的润滑油，在电机中起绝缘、润滑和转递热量作用。

14、,保护器,为电机的动力端提供密封功能，防止井液进入电机内造成绕组短路，并保持电机内的压力和井内的压力系统想连通； 补偿电机升温后电机油体积的膨胀； 承担电机的部分轴向负荷（带一个止推轴承）；,保护器结构,保护器机械密封,油气分离器,旋转分离器的主要结构和工作原理 a、主要结构 主要由上下接头、分离腔、分流壳、轴、导向轮、导轮、叶轮和诱导叶轮等组成。 b、工作原理 首先诱导叶轮将油气引入低压吸入叶轮区，然后，低压吸入叶轮使油气混合液获得稳定的压头。叶轮的高速旋转使混合液的流向经过导向轮后，由径向流变为轴向流进入分离腔。混合液在高速旋转分离腔内做匀速圆周运动。由于离心力原理，比重大的液体甩向外围，

15、比重轻的气体则聚集于轴心附近。被甩向外围的液体，经分流壳进入泵的第一级；气体则经过分流壳的分叉流道、再经过上接头放气孔进入油套环空。,旋转气体分离器工作原理,1,上接头,分流壳（不转）,分流腔（转）,轴（转）,导向轮（转）,导轮（不转）,诱导叶轮（转）,下接头,叶轮（转）,油气水混合液,油和水进入上面泵,气体进入套管环空,潜油离心泵主要结构、工作原理及有关基本概念,潜油泵是由多个单级离心泵串联而成。每一级由一个转动的叶轮和一 个固定的导轮（壳）组成；叶轮内的油液随着叶轮的旋转而旋转，以实现压能的转换。导轮的主要作用是在转换液体压能的同时，把部分 高速动能变成低速（举升）能量（势能）； 泵的叶轮

16、分“浮式”叶轮和“固定”式两种。 浮式叶轮多用于中小排量泵；固定式叶轮一般用于大排量泵；,浮式泵结构及原理,叶轮 （随轴转动）,导壳（固定）,平衡孔,上轴承,下轴承,潜油离心泵特性,潜油离心泵基本知识,1、离心泵的排量取决于：转速、叶轮尺寸、出口压力和液体性质，与泵的级数无关； 2、离心泵的扬程取决于：叶轮的圆周速度（Hu2/g）和泵的级数； 3、泵的扬程与所泵送的液体的比重无关;,4、额定电流不同的电机不能串联使用； 5、泵应在厂家所推荐的最佳范围内运转。 若实际排量超过最佳排量范围上限，则上止推轴承加速磨损； 若实际排量超过最佳排量范围下限，则下止推轴承加速磨损； 偏离的越多，上止推轴承或

17、下止推轴承磨损得越快； 6、一旦泵的型号和泵的级数定了之后，就意味着泵的最大扬程定了，再增加多大的功率也不会增加泵的扬程； 7、如果电机在低于额定电压下工作，电机转速下降，电流上升，长此下去，对电机寿命是非常不利的；电机在稍微高于额定电压下长期工作，通常对电机不会有明显的影响，只是功率因数稍有下降。,气锁 如果井液中有大量的游离气存在，当游离气多到一定程度，进到泵内的基本上都是气体时，泵就会抽空，这种现象叫气锁；发生气锁时，泵即表现为欠载停机。为了克服气锁现象，应尽量增加泵沉没度，减少气泡体积。 气穴 由于井液进入泵叶轮后，液体流速加快，同时压力降低，当压力下降到泡点压力以下时，液体会汽化，在

18、泵中形成气体段塞，当气体段塞进入到叶轮的高压区时，气体段塞被压碎。此时，被压碎的气体段塞产生巨大的能量而破坏叶轮。这种现象叫气穴,潜油电泵选型设计,电潜泵机组选型设计计算的核心 要求的产量下: 泵的扬程 电机功率,潜油电泵选型设计,潜油电泵泵挂的确定 1 泵入口气液比 2 定向井狗腿度的影响 3 井温的限制 注：稠油井要考虑温度及溶解气油比对稠油粘度的影响,潜油电泵选型设计,任何厂家提供的潜油泵的排量和扬程数据，都是按泵送水（或轻质油）条 件提供的。如果泵送介质变了，在计算泵的排量、功率和扬程时，应根据有关公式或有关图表或实验数据对 排量、扬程和功率进行修正.,潜油电泵选型设计,稠油电泵井电泵

19、设计扬程计算： 1 稠油对电泵扬程的影响 2 稠油对垂直管流的影响 稠油电泵电机功率的计算 1 稠油对电泵泵效的影响 2 稠油对潜油电泵功率的影响,潜油电泵选型设计,潜油电泵采油原油乳化现象：,地面控制设备的选型,变压器选型基本原则： 合适足够的防爆、防雨水性能（防护等级IP23，绝缘等级F） 容量能满足目前最小机组功率和今后可能的最大机组功率要求; （多档；一般1档基本够用） 电压、电流的取值范围至少能基本上覆盖目前国内几大电潜泵生产厂家机组的电压、电流值；,日常管理,启动（尽量使用变频器启动） 1、如果是新机组刚下井，而且事先已经知道目前井里静液面离井口的深度超过500m的话，启动前最好往

20、井里灌满轻质的清洁液体； 2、按规定要求在电控柜上或变频器上实施启动程序； 3、启动成功之后，应尽快用钳型电流表检查三相实际电流值，并和圆盘记录卡上的电流值进行比校 4、根据井口压力和产量以及现场的工作经验判断相序是否接错； 5、待油井出液完全稳定运转后，再重新调整好电流欠/过载值和启动延时时间值； 6、两次启动之间的间隔时间不得少于5分钟； 7、启动过程和启动后的机组正常运行电性能数据应有文字记录,日常管理,机组远行过程中日常应收集的主要数据 1、检查记录卡片上的电流曲线是否正常； 2、三相电流值/并和额定值比较是否异常,三相电压值/并和额定值比较是否异常； 3、原设定的欠/过载、延时值是否

21、漂移； 4、日产量； 5、出砂情况描述； 6、井口油/套压力值、温度；井下压力/温度值及变化情况（如井下安装有测试仪的话）； 7、监测动液面深度,潜油电泵憋压诊断技术 1 判断电泵正反转 2 判断电泵工况 3 判断生产管柱是否漏失,电泵井反洗井作用 1 判断电泵工况 2 有一定的清洗作用,电泵电流诊断法,电泵正常运转情况下的电流曲线,电泵电流诊断法,油井含较多游离气,电泵电流诊断法,井内有杂质,潜油电动离心泵工况诊断主要内容 1 离心泵 2 潜油电机 现采用主要手段有： 1 旋转机械振动信号诊断泵及电机的轴承运转情况 2 电机在线绝缘情况预测电机寿命,潜油电泵相关工艺技术,1.潜油电泵加导流罩

22、技术 加深泵挂解决方法 提高液体流动速度，降低电机温升,潜油电泵相关工艺技术,大流道泵技术 潜油电泵自带加热器开采稠油技术 高气油比电潜泵 双分离器 游离气压缩处理 5.悬缆电潜泵,潜油电泵测试技术,动液面测试 毛细管测试技术 PSI测试技术 Y管测试技术 测压阀测试 永久式压力计,动液面测试,毛细管测压系统,目前较先进的测试技术： 1 电泵出口压力、温度 2 电泵入口压力、温度 3 电泵机组振动信号 4 潜油电机在线绝缘信号,射流泵采油技术,射流泵采油系统基本原理及组成 射流泵选泵设计 射流泵管柱、作业及测试 射流泵抽油井故障分析,1 概述 主要优点： 结构简单，无运动部件，紧凑可靠，使用寿

23、命长。 作业简单，检泵维修方便。 射流泵适用于深井，一般井深可达4000m。 射流泵适用于大排量、也适应于排量变化大的井。 射流泵对井下流体适应性很强，耐高温:超过150 耐腐蚀，适用于含砂、结垢、结蜡、高油气比、高含水井。 可在流程中加入化学药剂，解决产液对泵和管柱的腐蚀。 综合投资很有竞争力，特别是井下设备费用低，日常生产中井 下维修作业费用低，作业时间短。,缺点： 抽油效率较低，一般不超过35%. 为避免气蚀，需要较高的吸入压力. 地面设备长期处于高压下工作，地面设备维修费用相对较高. 如果用水作动力液，存在乳化现象，油水分离难度增加. 气油比过大时，由于泵排气体，会使泵抽液能力下降.

24、一定条件下，会出现气穴现象.,2 射流泵工作原理示意图,3 射流泵工作特性,射流泵无量纲特性曲线,4 射流泵采油系统分类 按射流泵起下方式： 钢丝起下式射流泵 液力投捞式射流泵 按动力液循环方式： 正循环方式射流泵 反循环方式射流泵,正循环射流泵排酸管柱,正循环连续油管射流泵采油管柱,射流泵选泵设计,一般原则： （1）选择合适的喷喉面积比R值，常用的射流泵面积比在0.2350.400 之间。R值大于0.400的泵用于深井或井底压力低扬程高的井；R值 小于0.235的泵用于浅井或井底压力高而高排量举升的井。 （2）选泵时要注意防止气蚀现象。R值小的泵由于其气蚀流量Mc值高 不易产生气蚀；泵工作点

25、的流量比M值小于Mc值或泵吸入口压力P3高于 气蚀吸入压力Pc，不会发生气蚀。 （3）选泵时力求获得最大效率。,数学模型： （1）流量比,(2) 面积比,(3) 压头比H,(4) 泵效,(5) 气蚀流量比Mc,(6) 气蚀吸入压力Pc,喷射泵无因次特性曲线,Guiberson公司喷嘴和喉管组合,射流泵管柱、作业及测试,1 射流泵管柱,单管合采射流泵管柱,单管分采或合采射流泵管柱,双管分采射流泵管柱,射流泵电泵复合采油管柱,正循环射流泵排酸管柱,正循环连续油管射流泵采油管柱,2 射流泵作业方式,钢丝打捞作业施工程序,下泵施工程序,捞泵施工程序,液力投捞作业程序 液力投捞式作业适用于自由式射流泵作

26、业，特点是无需动管柱，靠动力液正反循环来实现。,3 射流泵测试,射流泵测试一般是指用钢丝进行投捞作业的射流泵井,按测试仪器悬挂位置划分： 射流泵底部测试 NOGO部位测试,射流泵抽油井故障分析,常见故障分类： 堵塞问题 漏失问题 气蚀问题,螺杆泵采油技术,螺杆泵采油技术,概述 地面驱动螺杆泵 电动潜油螺杆泵 电动潜油双金属螺杆泵,概述,e-偏心距 D螺杆断面直 T-衬套导程 N-转速,地面驱动螺杆泵,新型驱动杆(GB38,1100m),将传统的丝扣连接方式改进为插接式连接方式，增加连接部位的抗扭强度 将传统的摩擦焊接加工工艺改进为镦锻式加工工艺，增加了连接部位的强度,新型驱动装置(45Kw,8

27、00*900*1000m,1t),将传统的润滑油密封方式改进为油杯式密封方式，解决了传统驱动头漏油问题 将光杆和驱动头之间的动密封改进为静密封，结构紧凑，方便维修、更换,光杆锁紧密封器装在螺杆泵驱动装置底部出油口上方，由光杆、四通管、带牙芯子、密封胶皮、支架、螺杆、螺母、四通横管、出油管等部件组成。驱动装置正常工作时，带牙芯子、密封胶皮处于打开状态，与光杆没有接触。当驱动装置出现故障需要维修或更换时，两侧同时悬紧螺杆，使带牙芯子咬住光杆，密封胶皮同时也封住了光杆和井液，维修或更换完毕后悬出螺杆即可工作。 螺杆泵光杆锁紧密封器实现了不使用吊车设备、不动井口连接流程，就可以现场维修更换驱动装置，降

28、低了螺杆泵维护费用。,光杆锁紧密封器(螺栓孔234mm,外圆面380mm),新型扶正器,扶正器上、下连接采用防脱扣型连 接，提高杆柱整体强度 胶筒采用高强度耐磨材料，并采用豁 口连接，加工简单安装方便 适合22.542mm的驱动杆配合 2-3/83-1/2油管,电动潜油螺杆泵,电动潜油螺杆泵,电动潜油螺杆泵类型 1 井下四极电机驱动减速器（减速比较小) 井下二极电机驱动减速器（减速比大) 渤海油田应用的都是第一种，而且功率较小，大功率寿命尚待检验。,电动潜油螺杆泵,系统保护器 螺杆泵 减速器保护器 减速器 电机保护器 二极电机,金属双螺杆泵的特点 金属双螺杆泵是旋转容积式泵的种特殊类型。在金属

29、双螺杆泵中，通过泵送元件的液体是沿轴向流动的。当螺杆旋转并啮合(见下图)时，液体被一个或多个转子上的螺旋槽带动，并沿轴向进行输送和增压，其特点是流量平稳，压力脉动小，自吸能力强，噪声低，效率高，工作可靠，结构简单，重量轻；对介质的粘度不敏感，可输送粘度高的介质。,电动潜油金属双螺杆泵,井下金属双螺杆泵装置主要由井下、地面和联系井下、地面的中间部分组成,井下金属双螺杆泵采油系统的组成、工作原理,1）井下部分是井下金属双螺杆泵采油的主要机组，它由井下金属双螺杆泵、保护器和潜油电机三个部件组成。布置方式为：金属双螺杆泵在上，潜油电机在下、保护器在中间，传动轴均用花键联接，外壳通过法兰联接。与传统采油

30、泵相比，无需安装油气分离器。 2）地面部分由变频器、电气控制器、自耦变压器及辅助设备组成。 3）中间部分由铠装圆电缆和扁电缆将电能从地面输送给井下潜油电机。 另外，为了测试井下工况和机组工况可通过变送信号到地面，实现井下金属双螺杆泵的监控。,电动潜油金属双螺杆泵,井下金属双螺杆泵的结构特点 井下金属双螺杆泵主要结构型式如下图所示，主要由转动和固定两部分组成。,电动潜油金属双螺杆泵,转动部分主要包括：动力输入轴、双万向联轴节、泵轴、双圆弧圆柱齿轮、螺杆及上端滑动轴承、下端滚动轴承或止推滑动轴承。上端轴承主要用来固定和防止螺杆过度挠曲；下端轴承主要用来固定、承受来自螺杆的载荷。 固定部分主要由壳体

31、、流道、密封、润滑腔等组成。,工作原理 井下金属双螺杆泵的工作原理是将来自潜油电机的动力通过保护器传至动力输入轴，经双万向联轴节传递给带有双圆弧圆柱齿轮的泵轴，在此进行动力分配，带动两螺杆旋转。 井液从吸入口进入后，经相继形成的腔室逐级增压输送到地面实现采油。根据压力、排量要求及考虑制造、安装等因素，610个腔室构成一个泵级，经双头螺柱联接构成多级泵组以实现采油对泵挂深度的要求。,电动潜油金属双螺杆泵,气举采油简介,气举采油系统组成,气举采油原理,当地层能量降低 到不能使油井自 喷，就需要进行 机械采油。其中， 人为把高压气体 （天然气或空气） 注入井底，延续 自喷，使原油喷 出地面的采油方

32、法称气举采油法。,气举工艺适用范围,自喷油井 启动与 增产,注水井 措施排液,气举采油,水淹气井 排液采气,油井压裂 酸化排液,排液求产 排液找水,适 应 性 强,各机械采油适应性分析,局限性,采用中心集中供气的气举系统 不宜在大井距井网中使用。,套管损坏了的高产井不宜采用。,双层分采井，如下层与上层相 距较长且井底压力低，用气举 开采下层较困难。,高腐蚀性的气源会影响气举 正常工作。,将高压气通过井下气举阀连续注入产液中,连续气举,原理,连续气举,适用 条件,气举原理：注气降低举升流压梯度 气举设计目的：少注气、多提液,连续气举设计原理,连续气举井压力状态,改变注气量，注气压力，注气深度和管

33、径控制气举液量,PC,Pbt,Pt,两个打开的力： 油管压力Pt和注气压力Pc,一个关闭的力： 波纹管充气压力Pbt,工作原理,其它类型气举阀,在地面利用钢丝工具即可更换的气举阀。避免动管柱，具有快速高效、 节约成本的优点。该种气举阀工作原理与普通套压操作气举阀相同。,打开压力受井筒流压控制，能保持较高的注气压力，减少高压气能量 损失，起到增产、节气的作用，并可避免低产井举空和高产井出现阀 间干扰、多点注气等现象。,产生上下冲击力的钢丝工具包括：绳帽、加重杆、振击器、万向节。 打捞和投放气举阀专用工具包括：造斜工具、投放工具和提升工具。,提纲,修井作业 人工举升 井下工具,井下工具分类： 1

34、打捞工具类 2 井下控制工具类,开发井地下采油工艺（一）,注采结合示意图,开发井地下采油工艺（二）,oil,water,泵,注水井,生产井,裸眼 筛管,裸眼 砾石充填,管内射孔 压裂充填,管内射孔 砾石充填,膨胀筛管,分选好，地层砂均匀地层,分选差疏松砂岩地层,各种疏松砂岩地层,各种疏松砂岩地层,疏松砂岩地层,井下安全阀,过电缆封隔器,油井管柱示意图： 下入井下安全阀和过电缆封隔器，使用于地层压力高、气量大的油井。目前共有48口井。,油井管柱示意图：,D ESP 电 潜 泵 封 隔 器 与 环 空 排 气 阀,T 型 自 平 衡 式 井 下 安 全 阀,Y 型 接 头,F 型 座落接头,R 型

35、 座 落 接 头,CMD 型 滑 套,定位密封总成,锚定定位密封总成,单 通 层 电 潜 泵 完 井 管 柱 (可 经 行 电 缆 作 业 通 路),1 防砂完井分层注水技术 空心集成分层注水工艺技术 一投三分分层注水工艺技术 2 简易防砂后分层注水技术 3 套管完井分层注水技术 4 多管分注,分层注水,1、防砂完井分层注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术,渤海油田注水井井况特点 层数多、埋藏浅、胶结疏松易出砂； 防砂完井后管柱内通径较小，密封光筒较短； 注水井井斜较大； 单井（单层）日注水量大； 偏心分注管柱不适应。 关键问题 能适应大斜度井(30-60)钢丝作业投捞； 具有工作可靠的能测

36、量大流量（300m3/d600m3/d）测试仪器和配套的多层测试工艺。,工作原理： 分层：分层配注工具主要由可定位插入密封式配水器工作筒，空心配水器组成。 插入密封式配水器工作筒，在整个注水作业中起层间分隔及密封作用。空心配水器与配水器工作筒密封配合，建立起两个注水通道。,1、防砂完井分层注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术,测试：小直径井下存储式流量计(或压力计)与由导向头、定位器组成的测试仪工具串配合。,分层验封 采用井下电子压力计录取单层资料，通过改变井口注入压力，进行层间分层验封。 分层流量测试 采用小直径井下储存式电子流量计分层测量单层流量。井下计量，地面回放数据。,1、防砂完井分

37、层注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术,1、防砂完井分层注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术,空心集成配注工艺技术特点： 1、一级桥式空心配水工作筒及其空心配水器配合，能实现两层段分层注水，多级配合实现多层段的分层配注； 2、不动空心配水器和不影响其它地层注水的情况下,选择性的进行层段压力、流量的实时测试或吸水指示曲线测试； 3、配水器工作筒设计了桥式通道，使空心配水器上、下压力平衡，更加有利于钢丝打捞； 4、空心配水器：大通径，水嘴径向安装，可装多级水嘴控制水量，流量调节范围扩大，空心配水器通孔内通径大，可满足其它钢丝作业的要求。,1、防砂完井分层注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术,

38、空心集成多水嘴分层配注适用条件: 1、分注层段数：6层； 2、注水井完井管柱最小内通径为3.88、4和4.75； 3、单层最大注入量可达700m3/d； 4、适用井斜小于60; 5、配水器芯子适用3-1/2油管。,1、防砂完井分层注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术,分层配注原理 定位 分注管柱下到井中预定深度，坐落于第二级封隔器上部定位。 分层 各插入密封与其对应的封隔器密封筒配合，实现层段封隔密封。 分注 从井口钢丝作业投送配水器，坐落于配水器工作筒内。配水器与配水器工作筒的分段密封配合。配水器上各出水通道与配水器工作筒出水孔相对应。配水器装有三个水嘴，每个水嘴控制一个注水层，从而实现三

39、层分层注水。,1、防砂完井分层注水工艺技术 一投三分分层注水工艺技术,一投三分分层配注工艺技术特点： 一次钢丝作业可完成三个层段的调配作业； 可满足单层大配注量的要求； 井下流量计直接录取单层配注量； 伸缩接头提高了配注管柱定位、密封的可靠性； 能实现层间验封。 一投三分分层配注工艺技术适用条件： 防砂完井的分注井，分注层段数：3层； 注水井完井管柱最小内通径为3.25（82.55mm）； 单层最大注入量可达400m3/d； 适用井斜小于60。,1、防砂完井分层注水工艺技术 一投三分分层注水工艺技术,1、防砂完井分层注水工艺技术 空心配水验封测试现场应用举例,JZ9-3-W6-6井分五层配水，

40、吸水指示曲线测试,1、防砂完井分层注水工艺技术,海上分层注水技术在现场的应用: 截止06年底，有分注管柱45口：一投三分分注管柱5口；3.88单级空心分注管柱3口； 3.88空心集成分注管柱1口；4空心集成分注管柱1口； 4.75空心集成分注管柱35口。 2006年利用分层配注管柱实现分层调配、分层酸化及调剖作业共计42井次。 2007年新下管柱21口井； 2007年年利用分层配注管柱实现分层调配、分层酸化及调剖作业共计43井次。,2、简易防砂后分层注水技术,1. 可实现多级分层防砂，预留井眼通径大，易实施分层注水、分层测试和调配工艺； 2. 使防砂和注水各成体系，注水检管或采取增注工艺措施时

41、，可只起出注水管柱； 3. 防砂管外径大，地层出砂后，充填层薄，注流阻力小； 4. 考虑到修井作业需要，防砂管柱可配备多级安全接头，以便于后期作业打捞滤砂管。,防砂技术特点和主要技术参数,对于出砂不严重的井可以进行简易防砂后的分注技术，简易防砂常规修井就可以处理，这样分层可以更加灵活方便，达到细分注水的目的。,油层1,油层2,油层4,油层3,人工井底,1.下底部桥封,2.下防砂管柱,坐封工具 总 成,油层1,悬挂封隔器,金属毡滤砂管,油层2,油层4,油层3,分层封隔器,底部桥封,盲堵,密封短节,盲堵,人工井底,单流阀+筛管+盲堵,验封工具 总 成,3.下验封管柱,单层防砂管柱组合：封隔器4.7

42、5密封筒+盲管优质筛管,防砂施工工艺过程,2、简易防砂后分层注水技术,伸缩管,滑 套,1 级配水工作筒,4.75in定位插入密封,4.75in插入密封,圆堵,2 级配水工作筒,防砂完井后的分层注水管柱,上述这种防砂完井完成后，封隔器上下都有密封筒，采用现在防砂完井空心集成注水技术就可以达到分层注水的目的。,2、简易防砂后分层注水技术,在JZ9-3 W8-4井已经成功实施 。,海上油田套管完井分注需要解决的问题： 1、多级封隔器解封难； 2、斜井封隔器密封； 3、大排量注水。 优势： 可以更加灵活 细分层系注水。,3、套管完井分层注水技术,技术特点： 整个管柱由多个集成注水封隔器、隔离封隔器和一

43、个底部支撑桥塞组成。完井时，上部油管下压后开启注水坐封封隔器，通过底部支撑，上部下压，减少管柱蠕动对管柱密封的影响，管柱密封可靠。解封时，由于封隔器没有解封剪钉，上部负荷解除后自动脱开，解封可靠； 注水封隔器与配水工作筒集成一体，一个集成注水封隔器与配套配水器结合，可以分注两层，结构简单； 注水和隔离封隔器，自带扶正器，可以使封隔器胶筒居中，满足斜井中封隔器扶正密封的要求； 封隔器靠井筒液柱压力加上注水压力坐封，不需要额外增加增压高压泵； 封隔器集成工作筒和配水器之间有桥式通道，测试时，在不影响井筒原来的注水状态录取各层段资料，真实反映注水井的注水状态； 配水器采用多水嘴配水技术，配套的大排量

44、流量计，可以满足海上大排量注水的需要。,3、套管完井分层注水技术,三、套管完井分层注水技术,适用条件: 1、分注层段数：6层； 2、7或者9-5/8 套管； 3、单层最大注入量可达700m3/d； 4、适用井斜小于60; 5、配水器芯子适用3-1/2油管。,4、多管分注,适用井况： 注水量不是很大，一般200方以下比较合适 ； 注水层数2-3层。,多管分注优点： 井口控制，不用投捞，也是解决大斜度井分注的一个可行之道。 不足之处：分注层数受限制，初期成本较高。,4、多管分注,采用常规3-1/2油管和1.9油管同心组合的方式，实现三层分注，这样需要套管注水，也就是套管和3-1/2油管环空注一层；

45、 3-1/2油管和1.9油管环空注一层； 1.9油管注一层；达到分三层注水的目的。,改造后井口示意图,正视图,俯视图,4、多管分注,同井注采工艺,1、大排量单管同井抽注技术 2、同井采油注气技术 3、同井采油注水技术,同井抽注技术在96年就已经提出来，并在SZ36-1A32井得到成功实施，当时采用的是双管技术，受井筒的限制，泵的最高排量只能达到800m3/d，现在要求下入采水排量2500m3/d的电泵，因此提出了实施单管大排量同井抽注工艺的设想，设计了一系列配套的井下工具解决工艺实施中的难点问题， 9月份在SZ36-1-A32井成功实施了此工艺，启泵后采水1440m3/d，注水600m3/d，

46、为油田注水稳产做出了积极贡献。,注水管柱,采水管柱,插入密封,双管和单管工艺的比较,1、双管子母井口，比较复杂 2、双管柱,在斜井中电泵管柱作业风险大， 3、最大采水量800m3/d。,1、常规井口； 2、单管柱,在斜井中电泵管柱作业风险较小； 3、最大采水量2500m3/d,4 “油管,丢手工具,6 “密封工作筒,插入密封,采水过流管,2 7/8“油管,3.25“插入密封,2-7/8油管,1.下入封隔器作为定位分流基础,2. 下入下部注水管柱并验封,3. 起出丢手管柱,4. 对接电泵,3.25 “插入 密封工作筒,单管大排量同井抽注工艺简介,单管大排量同井抽注工艺简介续,达到的技术指标： 采

47、 注 层 位：采上层注下层； 适 应 套 管：9-5/8“ ； 采 水 量： 2500m3/d； 采注水压差：12MPa。,该工艺在2006年9月在SZ36-1 A32井成功实施，到目前为止已经运行16个月，除了中间两次检泵外，其它工具都工作正常。,现场应用,同井注气采油工艺技术介绍,LD10-1油田为了 充分 利用伴生气，07年4月份开始将A3井作为注气井使用，现在注气压力10.5MPa，日 注气量11万方；而在注气之前，2007.3.11 A3井产液270m3/d，产油233.98 m3/d，产气13940m3 ，如果能改变目前只注气的状况，能够做到注气的同时又能采油，将大大提高A3井的效益。,采油注气工艺技术背景,1、设计依据 日注入量 11万方 注气压力 10.5MPa 日产液量 250m3/d 9-5/8 “ 40lb 级套管 防砂完井内通径4.75,同井采油注气技术介绍,球座油套阀,油层保护单流阀,丢手注采工具,特殊Y接头,2-7/8油管,4-1