油水井结构作用课件

采油基础知识采油基础知识采油基础知识采油基础知识采油基础知识一、认识油水井一、认识油水井油水井的结构油水井的结构采油工程是油田开发过程中非常重要的一个环节，它是从油田人工补充地下能量到人工举升（或自喷）的采油工程，包括注水（或其他注入剂）井和采油井两大管理对象。一、认识油水井油水井的结构采油工程是油田开发过程中非常重要认识油水井认识油水井油水井的结构油水井的结构认识油水井油水井的结构 掌握油水井结构是采油工日常管理中油水井的基础。通过井身结构图可以直接的了解油水井的井深管柱结构，油层情况；完井情况，为油水井动态分析提供技术依据。井身结构通常是指钻井深度和相应井段的钻头深度，下入的套管层数，直径和深度，各套管外的水泥返高和人工井底等。认识油水井认识油水井油水井的结构油水井的结构 掌握油水井结构是采油工日常管理中油水井的基础。认识油水井认识油水井完井的概念完井的概念 完井是指裸眼井钻到设计井深后，使井底和油层以一定结构连通起来的工艺。它是钻井工程最后的一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油气田的开发是紧密联系的。而油井完成质量的好坏直接影响到油井的生产能力与经济寿命，甚至关系到整个油田能否得到合理的开发。完井是衔接钻井和采油工程的而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井方式选择应考虑油气藏类型、油气层特性和工程技术及措施要求三方面因素。认识油水井完井的概念 完井是指裸眼井钻到设计井深认识油水井认识油水井油水井的结构油水井的结构套补距：钻井时的方补心与套管头的距离 套管深度：下入油层套管的深度 人工井底深度：完井时套管内最下部水泥顶界面至方补心的距离 射开油层顶部深度：射孔井段最上部至方补心的距离 射开油层底部深度：射孔井段最下部至方补心的距离 在钻井架一撤之后现场就不存在了，但在以后的生产过程中，如补孔、下泵、抬高井口、修井等措施时的丈量管柱都要用到认识油水井油水井的结构套补距：钻井时的方补心与套管头套管深二二.认识油水井认识油水井注水井注水井油田投入生产以后，随着油气的采出，地层压力就会下降，这就需要向地层补充能量。目前补充地层能量的方法有向油气藏中注水和注气，但绝大部分油田都是采用注水来补充地层能量。注水是通过注水井江水注入地层，从而保持地层压力，提高采油速度和采收率的一种有效措施。注水开发是油田开发的一种十分重要的开采方式，是补充地层能量，维持油田长期高产稳产的有效方法。二.认识油水井注水井油田投入生产以后，随着油气的采出，地层认识油水井认识油水井注水井注水井注水井井身结构：通常是指在完钻井基础上，在井筒套管内下入油管，配水管柱，再配以井口装置。生产原理：一定压力的地层动力水通过井口装置，从油管（正注）进入到井下配水器对油层进行注水。注水原则：注够水、注好水认识油水井注水井注水井井身结构：通常是指在完钻井基础上，在认识油水井认识油水井注水井注水井水源类型1.地面水源2.地下水源4.工业废水3.油层采出水2.海水水源1.地面淡水水源2.深层地下水1.浅层地下水认识油水井注水井水源类型1.地面水源2.地下水源4.工业废认识油水井认识油水井注水井注水井注水井井身结构数据：(1)套管规范：即下入的套管直径与壁厚，如141mm772mm。(2)油管规范及下入深度：油管规范指下入油管的直径与壁厚，如62mm55mm。下入深度指下入油管的底部到方补心的距离。(3)注水管柱深度及级数：即下入管柱有几级几段封隔器。(4)油层中部深度：主力油层深度至方补心的距离。(5)井口装置：所采用的采油树型号。认识油水井注水井注水井井身结构数据：水源井水源井水源井水源井水源井水源井水源井水源井水源井水源井水源井水源井供水站供水站供水站供水站注水站注水站注水站注水站配水间配水间配水间配水间注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井从水源到注水井的注水地面系统通常包括供水站、注从水源到注水井的注水地面系统通常包括供水站、注从水源到注水井的注水地面系统通常包括供水站、注从水源到注水井的注水地面系统通常包括供水站、注水站（水处理站）水站（水处理站）水站（水处理站）水站（水处理站）、配水间和注水井、配水间和注水井、配水间和注水井、配水间和注水井。认识油水井认识油水井注水井注水井水源井水源井水源井供水站注水站配水间注水井注水井注水井从水源认识油水井认识油水井抽油机抽油机抽油机井采油是油田应用最广泛的采油方式，它是靠人工举升井筒液量来采油的。图3-30为常见的最简单的抽油井结构。抽油机井结构由井口装置(采油树)，地面抽油机设备、井下抽油泵设备、，抽油泵吸入口(筛管)、机械动力传递装置(抽油杆)、油管、套管等组成 认识油水井抽油机抽油机井采油是油田应用最广泛的采油方式，它认识油水井认识油水井抽油机抽油机抽油机井身结构数据：(1)抽油泵规格：泵径，mm。(2)抽油泵深度：泵筒下入深度，m。(3)吸入口深度：泵进液孔深度，m。(4)抽油杆深度及规范：活塞深度及以上杆的直径(5)油管规格：下入油管直径。(6)套管规格及深度：下入套管直径及深度。(7)采油树型号：井口实际安装的。(8)抽油机型号：即井口实际安装的抽油机型号。采油生产原理：地面抽油机的机械能通过抽油杆带动井下抽油泵往复抽吸井筒内的液体降低井底压力(流压)，从而使油层内的液体不断地流入井底，泵抽出的液体由井口装置即采油树不断地抽出 认识油水井抽油机抽油机井身结构数据：采油生产原理：地面抽油抽油机井可以是自喷井转抽的，也可是油井开采投产时直接安装抽油机井采油的。认识油水井认识油水井抽油机抽油机抽油机井可以是自喷井转抽的，也可是油井开采投产时直接安装抽油认识油水井认识油水井自喷井自喷井自喷井采油一般是在油田地下油层天然能量较强，石油足以自喷到地面的情况下采取的采油方式，图3-29为最简单的自喷井结构。在完钻井身结构内下入油管及喇叭口（如是分层开采，则下入分层管柱），井口装置只是采油树。自喷井采油树主要是依靠油嘴来调节产量。自喷井采油生产原理：油层液从油层流入到井底，靠自身能量由喇叭口（或配产管柱）进入油管，再到井口通过油嘴喷出。优点：不需要补充能量，设备简单、操作方便、投资少，经济效益高认识油水井自喷井自喷井采油一般是在油田地下油层天然能量较强认识油水井认识油水井自喷井自喷井自喷井自喷井从油层流到地面转油站可以分为四个基本流动过程地层渗流、井筒多相垂直管流、嘴流、地面管线流（水平管流），如图3-34.渗流：从油层流入井底。流体是在多孔介质中渗流，故称为渗流。若井底压力大于饱和压力，此时是液体的单向流，其流动规律符合向心流公式。垂直管流：从井底到井口，流体在油管中上升，一般在油管某断面处以低于饱和压力，故属于油、气、水多相流。嘴流：流体通过油嘴，流速较高。水平管流：流体进入出油管线后，沿地面管线流动，属多相水平管流。认识油水井自喷井自喷井自喷井从油层流到地面转油站可以分为四电动潜油泵井在油田开采中也是被广泛应用的采油方式。它也是人工举升才有的一种方式，其特点是抽油排量大，操作方便，有些特殊井如斜井、水平井、超深井等也采用电动潜油泵抽油。电动潜油泵是机械采油中相对排量较大的一种无杆泵采油方式，它是很多油田不可缺少的采油设备。认识油水井认识油水井电动潜油泵电动潜油泵电动潜油泵井采油生产原理：地面电能通过电缆传递给井下潜油电动机，潜油电动机再把电能转换为机械能带动多级离心泵，把井内液体加压通过油管经采油树举升到地面；在多级离心泵不断抽吸过程中，井底压力（流压）降低，从而使油层液体不断流入井底。电动潜油泵井在油田开采中也是被广泛应用的采油方式。它也是人工 常见电动潜油泵结构：井口装置采油树，油管、套管、地面电源输入设备、电能传递线（电缆）、潜油电动机、多级离心泵、分离器等。如图3-31。需要注意的是：泵的吸入口与抽油机井基本相同，可以是各种管柱。认识油水井认识油水井电动潜油泵电动潜油泵 常见电动潜油泵结构：井口装置采油树，油管、套管、地面电源输认识油水井认识油水井电动潜油泵电动潜油泵电潜泵井身结构数据：（1）多级离心泵排量：（下入）离心泵最大 排量，m/d；（2）潜油电动机功率：（下入）潜油电动机额度功率，kw；（3）下泵深度：离心泵下入深度，m；（4）吸入口深度：油气分离器进液孔深度，m；（5）油管规格：下入油管公称直径及壁厚，mm x mm；（6）套管规格：下入套管公称直径及壁厚，mm x mm；（7）井下电缆：随电动机下入并附在油管外壁的电缆；（8）采油树型号：井口采油控制装置。认识油水井电动潜油泵电潜泵井身结构数据：认识油水井认识油水井电动潜油泵电动潜油泵电动潜油泵装置由三大部分组成：（1）井下部分包括：多级离心泵、潜油电机、保护器、油气分离器。（2）中间部分：电缆。（3）地面部分：变压器、控制屏、接线盒。认识油水井电动潜油泵电动潜油泵装置由三大部分组成：螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。认识油水井认识油水井螺杆泵井螺杆泵井采油生产原理：地面电源由配电箱供给电动机电能，电动机把电能转换为机械能并通过皮带带动减速装置启动光杆，进而把动力再通过光杆传递给井下螺杆泵转子，使其旋转给井筒液加压举升到地面；与此同时井底压力（流压）降低。螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两认识油水井认识油水井螺杆泵井螺杆泵井认识油水井螺杆泵井冀东油田冀东油田 2002年年以以来来主主要要是是在在稠稠油油出出砂砂区区块块应应用用螺螺杆杆泵泵提提液液，不不仅仅解解决决了了高高104-5区区块块油油稠稠，同同时时也也解解决决了了油油井井出出砂砂影影响响生生产产的的问问题题，提提高高了了油油田田的的经经济济效效益益，总总体体效效果果显显著著。高高104-5区区块块共共应应用用37口口井井，平均检泵周期达平均检泵周期达1年。年。泽泽70断断块块共共应应用用35口口井井，平平均均下下泵泵深深度度1423m，最最大大下下泵泵深深度度1900m，在在螺螺杆杆泵泵开开采采重重油油井井中中，采采用用了了井井口口加加装装载载荷荷传传感感器器的的过过载载保保护护装装置置实实现现过过载载保保护护，井井下下加加化化学学降降粘粘剂剂降降低低螺螺杆杆泵泵载载荷荷等等八八项项配配套套工工艺艺技技术术，提提高高了了螺螺杆杆泵泵的的开开采采效效果果，平平均均泵泵效效达达到到80%，平平均均检检泵泵周周期期594天天，长长寿寿井井已已达达1592天。天。华北油田华北油田 认识油水井认识油水井螺杆泵井螺杆泵井冀东油田 2002年以来主要是在稠油出砂区块51236789101112131415161 1电控箱；电控箱；2-2-电机；电机；3-3-皮带；皮带；4-4-方卡子；方卡子；5-5-光杆；光杆；6-6-减速箱；减速箱；7-7-专用井口；专用井口；8-8-抽油杆；抽油杆；9-9-抽油杆扶正器；抽油杆扶正器；10-10-油管扶正器；油管扶正器；11-11-油管；油管；12-12-螺杆泵；螺杆泵；13-13-套管；套管；14-14-定位销；定位销；15-15-防脱装置；防脱装置；16-16-筛管筛管可分为地面和井下两大部分。可分为地面和井下两大部分。地面部分包括地面部分包括:驱动头和控制柜，井下部分包括：，井下部分包括：井下泵、抽油杆、油管、配套工具（如锚定工具、扶正器）等。见左图。见左图。认识油水井认识油水井螺杆泵井螺杆泵井51236789101112131415161电控箱；3 3、配套工具部分、配套工具部分 （1 1）专专用用井井口口：简简化化了了采采油油树树，使使用用、维维修修、保保养养方方便便，同同时时增增强强了了井井口口强强度度，减减小小了了地地面面驱驱动动装装置置的的振振动动，起起到到保保护护光光杆杆和和换换盘盘根根时时密密封井口的作用。封井口的作用。（2 2）光杆：强度大、防断裂，光洁度高，有利于井口密封。）光杆：强度大、防断裂，光洁度高，有利于井口密封。（3 3）抽抽油油杆杆扶扶正正器器：避避免免或或减减缓缓杆杆柱柱与与管管柱柱的的磨磨损损，使使抽抽油油杆杆在在油油管内居中，减缓抽油杆的疲劳。管内居中，减缓抽油杆的疲劳。（4 4）油管扶正器：减小管柱振动。）油管扶正器：减小管柱振动。（5 5）抽油杆防倒转装置：防止抽油杆倒扣。）抽油杆防倒转装置：防止抽油杆倒扣。（6 6）油管防脱装置：锚定泵和油管，防止油管脱落。）油管防脱装置：锚定泵和油管，防止油管脱落。（7 7）防蜡器：延缓原油中胶质在油管内壁沉积速度。）防蜡器：延缓原油中胶质在油管内壁沉积速度。（8 8）防防抽抽空空装装置置：地地层层供供液液不不足足会会造造成成螺螺杆杆泵泵损损坏坏，安安装装井井口口流流量量式或压力式抽空保护装置可有效地避免此现象的发生。式或压力式抽空保护装置可有效地避免此现象的发生。（9 9）筛管：过滤油层流体。）筛管：过滤油层流体。认识油水井认识油水井螺杆泵井螺杆泵井3、配套工具部分认识油水井螺杆泵井认识油水井认识油水井螺杆泵井螺杆泵井螺杆泵可应用于粘度范围在02000mPas，含砂小于5%，下入深度14001600m，试用环境温度低于120的高粘度原油开采。优点优点：一是节省投资；二是地面装置结构简单，安装方便；三是泵效高，节能，管理费用低；四是适应性强，可举升稠油；五是适应高含砂量、高含气井。缺点缺点（电动螺杆泵的局限性）：一是定子寿命短，检泵次数多；二是泵需要润滑；三是操作技术要求高。其最突出问题：其最突出问题：一是停机时间不能长；二是洗井时温度及排量要求高。认识油水井螺杆泵井螺杆泵可应用于粘度范围在02000mP二、井口设备二、井口设备-采油树采油树井口装置俗称“采油树”，是油、气水井的一种最重要、最常见设备，是控制和调节油井生产的主要设备。二、井口设备-采油树井口装置俗称“采油树”，是油、气水井井口设备井口设备-采油树采油树1.采油树分为两大类，即老式采油树和新型采油树；老式采油树指20世纪60年代的大隆（仿大罗马）、荣丰（仿小罗马）良工（仿苏）等采油树。新型采油树是指我国自己设计制造的大庆150、大庆160微型、CY-250、CYb-360、胜251、胜型等采油树。2.采油树的结构：以我国CY250采油树为例，各零部件有采油树套管四通、左右套管阀门、油管头、油管四通、总阀门、左右生产阀门、测试阀门或清蜡阀门（封井器）、油管挂顶丝、卡箍、钢圈及其他附件组成。井口设备-采油树1.采油树分为两大类，即老式采油树和新型井口设备井口设备-采油树采油树3.采油树的主要作用是：（1）悬挂油管、承托井内全部油管柱重量；（2）密封油、套管之间的环形空间；（3）控制和调节油井的生产；（4）录取油、套压力资料，测试，清蜡等日常管理；（5）保证各项作业施工的顺利进行。4.采油树的连接方式 卡箍连接、螺纹连接、铁箍连接、法兰连接、卡箍法兰连接 井口设备-采油树3.采油树的主要作用是：卡箍连接卡箍连接螺纹连接螺纹连接铁箍连接铁箍连接法兰连接法兰连接井口设备井口设备-采油树各部件的作用采油树各部件的作用(1)防喷管的作用：防喷管是用63mm(21/2in)油管制成，外部套89mm(31/2in)管环空，内循环蒸汽或热水(油)保温(也可采用不保温循环的，不用外套)，在自喷井中有两个作用：一是在清蜡前后起下清蜡工具及熔化刮蜡片带上来的蜡；二是各种测试、试井时的工具起下。在电动潜油泵井中也有两个作用：一是在电动潜油泵井测流、静压时便于起下工具用；二是在给电动潜油泵井清蜡时起下工具，放空用。5.采油树各部件作用井口设备-采油树各部件的作用(1)防喷管的作用：防喷管是(2)胶皮闸门的作用(带封井器的)：当刮蜡测试工具上升到防喷管时切断井下的压力；在工具是否已升到防喷管情况不明的情况下，关闭闸门，如果工具正在井下也不致关断钢丝使工具掉落井中；在抽油井中，关闭此胶皮闸门方可加光杆密封填料。(3)测试闸门(250型)的作用：连接胶皮闸门便于测压、试井等。(4)小四通的作用：连接测试闸门与总闸门及左右生产闸门。它是油井出油测试等必经通道。(5)总闸门的作用：开关井以及在总闸门以外设备的维修时切断井底压力井口设备井口设备-采油树各部件的作用采油树各部件的作用(2)胶皮闸门的作用(带封井器的)：(3)测试闸门(250型(6)大四通的作用：是油管套管汇集分流的主要部件。通过它密封油套环空、油套分流。外部是套管压力，内部是油管压力。下部连接套管短接。图3-28所示(7)套管短接的作用：上部与四通下法兰螺纹连接，下部与套管连接，并可根据井场的高低，作业施工时调整套管短接来达到提高或降低的要求。(8)表层套管与生产套管的钢板支承的作用：连接生产套管及表层套管，使采油树不产生振动。井口设备井口设备-采油树各部件的作用采油树各部件的作用(6)大四通的作用：是油管套管汇集分流的主要部件。通过它密封井口设备井口设备-采油树性能和技术规范的采油树性能和技术规范的井口设备-采油树性能和技术规范的井口设备井口设备-采油树性能和技术规范的采油树性能和技术规范的井口设备-采油树性能和技术规范的二、井口设备二、井口设备-采油树的维护保养采油树的维护保养采油树的维护保养内容是：保持设备清洁无渗漏、无油污、无锈、无松动、无缺件、各部件开关灵活好用。(一)250型闸板闸门的组成主要是由阀体、大压盖、闸板、丝杠、推力轴承、手轮、压盖、压帽等组成。250型闸板闸门的作用就是开通和截止流程。(二)250型闸板闸门易发生的故障及维修1更换闸门推力轴承与铜套2更换闸门丝杠的O型密封圈(闸板)二、井口设备-采油树的维护保养采油树的维护保养内容是：保二、井口设备二、井口设备-采油树采油树的维护保养的维护保养(三)250型闸板闸门在使用中应注意的事项(1)避免闸门缺油磨坏轴承，应定时加油。(2)开关闸门时应开大后或关死后倒回半圈。(3)高寒地区关井时应放掉管线的水，以防冻死闸板而拉断闸板上的台阶。(4)如发现闸板冻死不要硬开，用热水加温后再开，开时要用手锤轻轻击打闸门体下部 二、井口设备-采油树的维护保养(三)250型闸板闸门在使井口设备井口设备油嘴油嘴1.油嘴：它是一个中心带孔，外面车有螺纹的钢制圆柱体。2.油嘴的作用：控制生产压差，调节油井产量。3.油嘴的分类按照安装位置的不同可分为地面油嘴和井下油嘴两大类。井下油嘴安装在分层配产器上；地面油嘴安装在生产阀门外侧的油嘴三通里，也有少数安装在水套加热炉原油出口管线上或计量站进油总汇管上。井口设备油嘴1.油嘴：它是一个中心带孔，外面车有螺纹的钢制井口设备井口设备油嘴油嘴地面油嘴的样式很多，常用的有螺帽式简易油嘴、卡扣式简易油嘴，结构如图3-41、3-42,。除此之外还有滤网式油嘴、多孔油嘴等。地面油嘴的规格，按照油嘴直径的大小可分为44种。孔径最小的1.5mm，最大的20mm。孔径在1.59.5之间，每两个相邻油嘴孔径相差0.25mm；孔径在1020mm之间，每两个相邻油嘴孔径相差1mm。井口设备油嘴地面油嘴的样式很多，常用的有螺帽式简易油嘴、卡井口设备井口设备油嘴油嘴滤网式油嘴在螺帽式油嘴或卡扣式油嘴前面焊上一个圆锥形钢丝布滤网，其目的是防止小蜡块堵死油嘴。万能油嘴又称为可调式油嘴是在一个阀门的闸板上钻孔径由小到大的一排孔眼，旋转阀门手轮到一定位置，就可使闸板上不同孔径的孔眼对准阀门通道，从而达到调节生产压差、控制油井产量的目的。井口设备油嘴滤网式油嘴在螺帽式油嘴或卡扣式油嘴前面焊上一个三、抽油机设备三、抽油机设备-抽油机抽油机常规型游梁式曲柄平衡抽油机-最常见的、最具有代表性的抽油机类型三、抽油机设备-抽油机常规型游梁式曲柄平衡抽油机-三、抽油机设备三、抽油机设备-抽油机的组成抽油机的组成主要是由四大部分组成的：(1)游梁部分：驴头、游梁、横梁、尾梁、连杆、平衡板(复合平衡抽油机)。(2)支架部分：中央轴承座、工作梯、护圈、操作台、支架。(3)减速器部分：减速器筒座、减速器、曲柄、配重块、刹车等部件。(4)配电部分：电机座、电机、配电箱等。三、抽油机设备-抽油机的组成主要是由四大部分组成的：