生产井井下工艺管柱结构原理及工具功能介绍演示幻灯片.ppt

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层,油 层,9,井下生产管柱类型,机采管柱,生产油管,套管,电潜泵总成,套管,电潜泵管柱,电潜泵总成,动力电缆,卸油阀,单流阀,生产油管,套管,动力电缆,自平衡卸油阀,电潜泵管柱,10,井下生产管柱类型,机采管柱,生产油管,电潜泵总成,9-5/8“,套管,电潜泵管柱,电潜泵总成,动力电缆,卸油阀,单流阀,生产油管,动力电缆,电潜泵“,Y”,管柱,电缆穿透器,井下安全阀,电缆封隔器,控制管线,放气阀,“,Y”,接头,电缆封隔器,电缆穿透器,井下安全阀,定位密封,生产滑套,防砂管,座落接头,NO-GO,7”,套管,导向器,堵塞器座,带孔管,控制管线,放气阀,分层密封,11,井下生产管柱类型,机采管柱,电潜泵总成,电潜泵毛细管管柱,电潜泵总成,动力电缆,卸油阀,单流阀,生产油管,动力电缆,电潜泵丢手管柱,电缆穿透器,井下安全阀,放气阀,电缆封隔器,电缆穿透器,井下安全阀,打捞,/,定位密封,生产滑套,防砂管,座落接头,NO-GO,7”,套管,导向器,控制管线,放气阀,电缆封隔器,毛细管,抽油杆,氮气筒,生产油管,丢手管柱总成,单流阀,卸流阀,控制管线,9-5/8“,套管,套管,12,井下生产管柱类型,机采管柱,生产油管,循环滑套,卸油阀,电潜泵总成,通杆,封隔器,/,带活门,（活门）,电潜螺杆泵管柱,不压井电潜泵管柱,生产油管,电缆,泵,减速器,电机,电泵总成,油管,氮气筒,油管锚,防污装置总成,封隔器,13,井下生产管柱类型,合注管柱,封隔器,（单卡瓦）,套管,油层,人工井底,生产油管,套管,直接可取式合注管柱,插入可取式合注管柱,定位密封接头,生产油管,防砂封隔器,生产筛管,隔离封隔器,油层,油层,油层,底部封隔器,油层,油层,导向器,14,井下生产管柱类型,分注管柱,分层封隔器,（单卡瓦）,NO-GO,导向器,套管,座落接头,油层,人工井底,生产油管,套管,导向器,直接可取式,偏心分注管柱,插入可取式,偏心分注管柱,定位密封接头,生产油管,防砂封隔器,生产筛管,分层密封,隔离封隔器,油层,油层,油层,底部封隔器,油层,油层,偏心工作筒,偏心工作筒,15,井下生产管柱类型,常规电泵管柱,属电泵合采管柱，适用于所有尺寸的,套管,无分采要求的生产井，主要用于地层压力低的生产井或油田生产中晚期,管柱结构简单，油井出砂容易处理,16,井下生产管柱类型,Y,型电泵分采管柱,电泵分采管柱，适用于,9-5/8,以上套管,9-5/8,套管内径满足将生产管柱和机组同时下入，,Y,型接头的外径,210,（,216,）,mm,当油井具备自喷能力后，可以通过停电泵、捞,Y,堵后直接自喷生产,17,井下生产管柱类型,Y,型电泵合采管柱,电泵合采管柱，适用于,9-5/8,以上套管,9-5/8,套管内径满足将生产管柱和机组同时下入，,Y,型接头的外径,210,（,216,）,mm,无分采要求的生产井，主要用于地层能量较高、具有自喷能力的生产井。,当油井具备自喷能力后，可以通过停电泵、捞,Y,堵后直接自喷生产。,不易出现管柱被卡现象,18,井下生产管柱类型,丢手管柱,属电泵分采管柱，适用于,7,套管,因,7,套管内无法同时下入机组和生产管柱（机组最小外径,98mm,，油管最小外径,93mm,，两者之和已超出,7,套管外径），即,7,套管内径无法满足下入,Y,型接头的要求,QK17-2 P4,、,SZ36-1 A26/B11/C5/C20/F22/F31/G4/H14,井都是该类生产管柱，可以实现分层开采。但该类油井在生产中出现问题最多，在大修井中占,32,，故障显示为丢手管柱遇卡。,19,一、井下生产管柱类型,二、电泵生产井井下工具介绍,三、注采工艺管柱及工具介绍,目录,20,一、,Y,接头工具介绍,Y,接头是用于,9-5/8,套管电潜泵生产井井下工具，采用双孔扩孔式结构。潜油电泵连接于侧孔端，直孔端连接油管，下端连接堵塞器工作筒及油管。正常生产时，起单流阀作用的生产堵塞器坐落于堵塞器工作筒内，地层液则由电泵吸入口进入,Y,接头，流经油管举升到地面。,测试作业时，钢丝作业打捞出生产堵塞器，下入测试工具串。测试堵塞器接在工具串最上端，到位后座入堵塞器工作筒内，测试工具串可继续下放进行测试作业。,1,、,Y,接头工作原理,21,2,、,Y,接头基本数据,型号,216Y,接头,210Y,接头,150Y,接头,最大外径（,mm),216,210,150,适用套管,(in),9-5/8(40-47),9-5/8(40-47),7,（,23-29,）,电泵最大外径,(mm),138,114,95,直孔上端扣型（,A),4TBG,3-1/2,UP TBG,2-7/8T,BG,直孔下端扣型,(B),2-7/8TBG,3-1/2,UP TBG,2-3/8,TBG,侧孔扣型,(C),2-7/8UP TBG,2-7/8,UP TBG,2-3/8T,BG,工作筒下端扣型,(,上端与,B,连接）,2-7/8TBG,2-7/8U,P TBG,2-1/16,无接箍,A,B,C,一、,Y,接头工具介绍,22,Y,堵,生产堵塞器,配套生产堵塞器,序号,适用套管,in,最大外径,mm,密封面,外径,mm,配套,Y,接头外径,mm,与工作筒,密封形式,1,9-5/8,63,61,210,UT,盘,2,9-5/8,60.2,59.4,210,UT,盘,3,9-5/8,56,54,210,UT,盘,4,9-5/8,63,60,216,UT,盘,5,7,52,50,150,UT,盘,一、,Y,接头工具介绍,23,第一代,第二代,第三代,一、,Y,接头工具介绍,24,3,、配套工具（三代生产,Y,堵结构图）,一、,Y,接头工具介绍,25,锁芯生产,Y,堵,工作筒,一、,Y,接头工具介绍,4,、配套锁芯堵塞器,26,一、,Y,接头工具介绍,4,、测试堵塞器,27,电缆测试堵塞器,钢丝测试堵塞器,一、,Y,接头工具介绍,28,测试堵塞器试验：,陆地试验,主要试验测试堵塞器的平衡孔处,O,圈和,UT,盘的密封性。,试验结果,测试堵塞器试验压力,25MPa,，稳压,10min,，不渗不漏，合格。,试压口 堵头,短节 测试堵塞器,工作筒,平衡孔处,O,圈,UT,盘,一、,Y,接头工具介绍,29,井下安全阀,(SSSV),用于井口自由控制油井的生产，保证油井生产的安全进行。当油井生产时对井口液控管线加压开启安全阀板。当油井需要停产时，从井口泄压。井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，海上生产设施发生火灾，管线破裂等非正常情况时，能自动关闭，实现井中流体的流动控制，是海上完井生产管柱的重要组成部分。,二、井下安全阀,(SCSSV),1,、井下安全阀作用,30,通过地面加压，压力经液控管线传至两个密封盘根之间的传压孔到活塞上，推动活塞向下移动，并压缩弹簧，将活瓣打开，如果保持控制管线的压力，安全阀处于打开的位置，释放控制管线的压力，靠弹簧的张力向上推动活塞上移，此时阀处于关闭状态。,二、井下安全阀,(SCSSV),2,、井下安全阀工作原理,31,厂家,BOT,BOT,HALLIBURTON,HALLIBURTON,型号,SelecT,TE-5,WELLSTAR,WELLSTAR,规格,2.81,2.31,2.81,2.31,最小内径,in,2.812,2.312,2.813,2.313,最大外径,in,5.8,4.63,5.20,4.65,压力等级,psi,5000,5000,5000,5000,开启压力,psi,1800,1800,1800,1800,最大下深,ft,1000,1000,1000,1000,扣型,#,2-7/8EU,3-1/2EU,2-7/8EU,自平衡,#,*,*,*,管线接口,0.25 INCNL 718,0.25 INCNL 718,1/2NPT,1/2NPT,总成号,H825832816,H825642310,78LXE28075-P,78LX23075-P,3,、井下安全阀,(SCSSV),分类,二、井下安全阀,(SCSSV),32,三、过电缆封隔器,(ESP PAKER),1,、,目的：,固定生产管柱,隔离油套环空,释放油套气压,2,、原理：,在过电缆封隔器底部的坐落接头内下入堵塞器，向油管内加压，液体通过传压孔作用于封隔器活塞上，当压差达到,8001100PSI,时,剪切座封销 钉，同时卡瓦套及下锥体上的剪切销钉剪断，当压差达到,1200-2000PSI,时，卡瓦套及上锥体上的剪切销钉被剪断，卡瓦锚定住管柱，,2500PSI,的 压力，使封隔器胶筒完全压缩，锁定部分使封隔器始终保持封状态。,33,3,、技术参数,工作压差：指过电缆封隔器工作时可以承受的油套环空上下的最大压。,下入深度：其下入深度与其解封力及管柱悬重有关，,解封拉力：电缆封隔器的解封拉力由其本体装配的剪切销钉决定，过大,的减切拉力会影响解封作业，造成解封困难，而解封拉力过小会减小其承受,的油套环空上下压差的能力。,三、过电缆封隔器,(ESP PAKER),34,厂家,BOT,BOT,BOT,BOT,BOT,HALLIBURTON,HALLIBURTON,HALLIBURTON,型号,51AB,51AB,51AB,47,47,9-5/8,9-5/8,7,规格,3-1/2,3-1/2,3-1/2,2-7/,2-7/,3-1/2,3-1/2,2-7/8,最大外径,in,8.5,8.5,8.5,5.990,5.990,8.5,8.5,6.1,套管磅级,36-47,36-47,36-47,26-29,26-29,40-47,40-47,23-26,压力等级,psi,2500,2500,2500,2500,2500,2500,2500,2500,座封压力,psi,2500,2500,2500,2500,2500,2500,2500,2500,解封拉力,Lbs,42000,42000,42000,40000,40000,40000,40000,40000,主通径扣型,3-1/EU,3-1/EU,3-1/EU,2-7/EU,2-7/EU,3-1/EU,3-1/EU,2-7/EU,放气阀扣形,2.122 ACME,NU,NU,1.315ACME,NU,NPT,(11-1/2),NPT,(11-1/2),NPT,(11-1/2),电缆穿透扣形,2-7/EU,2-7/EU,NU,NU,NU,2-7/EU,2-7/EU,NU,总成号,H785605610,H785605608,H785605624,H785604713,H785604716N79,812ESP90719-Z,812ESP90730-A,812DHR7003-E,三、过电缆封隔器,(ESP PAKER),4,、过电缆封隔器分类,35,连接于生产管柱,建立或关闭油套连通通道,实现分层生产或注水,使用钢丝作业和专用工具实现开关,四、滑套,1,、滑套作用,五、定位密封,定位密封密封,与管柱连接,插入顶部封隔器,封堵环空与油层,定位密封总成,锚定,定位密封总成,隔离密封,与管柱连接,插入防砂段隔离封隔器,分隔层位,37,偏心工作筒的结构由基管与偏心筒两部分组成，基管尺寸与油管尺寸相同，上部有定位套，偏心筒内有工具识别头、锁定槽、密封筒以及外部连通孔。,偏心工作筒上有,1/4 in NPT,接头，通过注入管线连接到地面，地面加压，将化学剂通过注入阀注到井里。化学剂注入阀有氮气压力控制、弹簧控制两种，一般为常闭阀。地面注入压力超过设定压力时阀自动打开，停止注入则阀关闭。,六、偏心工作筒,1,、偏心工作筒结构,38,化学药剂注入阀下入深度,化学,药剂注入阀开启压力,药剂,注入系统所能提供的注入压力和注入量,六、偏心工作筒,2,、偏心工作筒设计关键点,39,七、机械防污染工艺技术,主要用途,防止修井过程中洗井液漏失地层，起到保护油藏的作用，从而缩短产能恢复周期。,功能特点,无阻力产液，满足正常生产要求；,无漏失洗井，实现油藏保护；,不动管柱酸化，节约作业成本；,保留测试通道，实现油层测试作业（,Y,管防污染阀）。,工具分类,普通多功能防污染阀，无需进行测试作业井；,普通悬挂防污染阀，无需进行测试作业井，配合,Y441,封隔器使用；,Y,管防污染阀，需要进行测试作业的,Y,型管柱井。,机械防污染阀介绍,40,1,、普通多功能防污染阀,（,1,）适用井况,普通单管电泵防砂井；套管尺寸：,79-5/8,；井斜,65,（,2,）技术参数,耐温等级：,200,产液通道当量直径：,62mm,注入通道当量直径：,42mm,密封方式：全金属密封,根据开启压力共分为,613MPa,八种型号,（,3,）主要特点,全金属密封，不受地层温度影响；,对砂、垢的适应性强；,采用桥式通道，过流通道大；,开启压力稳定。,七、机械防污染工艺技术,防污染工具,定位密封总成,41,七、机械防污染工艺技术,（,4,）普通多功能防污染阀结构图,42,使用方式：,投捞管柱下压和转动上提实现脱手和回接；转动圈数为,1/3,圈。现场作业转动圈数需考虑投捞管柱的长度及扭矩的损耗,。,（,5,）配套丢手上体、下体工具,七、机械防污染工艺技术,43,普通悬挂防污染阀,（,1,）适用井况,套管尺寸：,7,9-5/8,；井斜,75,（,2,）技术参数,产液通道：,62mm,注入通道：,42mm,耐温等级：,200,开启压力：,6-13MPa(,可调,),密封方式：全金属密封,（,3,）主要特点,全金属密封，不受地层温度影响；,对砂、垢的适应性强；,采用桥式通道，过流通道大；,开启压力稳定。,七、机械防污染工艺技术,44,Y,管防污染阀,（,1,）适用井况,完井方式：防砂完井；,生产方式：,Y,管电泵井；,套管尺寸：,79-5/8,；,井斜,60,（,2,）主要特点,井下开关随生产管柱的上提,(,下放,),实现井下开关的关闭,(,开启,),；,可以进行生产测试；,修井时，洗井液不能漏失地层；,可以进行油层解堵作业；,上提管柱时，洗井液也不能进入地层。,七、机械防污染工艺技术,45,（,3,）技术参数,整体最小内通径：,62mm,移动套行程：,1000mm,抗拉强度：,60T,耐温等级：,120,（,4,）主要特点,无需钢丝作业；,井下开关随生产管柱的上提,(,下放,),实现井下开关的关闭（开启）；,具有自平衡功能，平衡孔当量直径,62mm,，能实现活门压差的瞬时平衡；,活门转动销轴设计了免受力结构，使用寿命长,。,七、机械防污染工艺技术,46,七、机械防污染工艺技术,（,5,）投捞筒技术参数,47,七、机械防污染工艺技术,（,6,）对接密封筒技术参数,48,射流泵是通过两种流体之间的动量交换实现能量传递来工作的，,射流泵主要构造工作元件,:,喷嘴、喉管和扩散管，其中喷嘴将动力液高压势能转变为高速动能，喉管内高速动力液和低速产液混合，进行动量交换，扩散管内将动能转变为,势,能。,1,、射流泵生产原理,图,-2.813,射流泵,八、射流泵,49,防污球座,密封锥体,扶正块,活动喷嘴座,大流道分流接头,泵密封体,2,、注排酸两用射流泵结构原理,八、射流泵,50,喷嘴,将动力液高压势能转变为高速动能,喉管,内高速动力液和低速产液混合，进行动量交换,扩散管,内将动能转变为压能,八、射流泵,3,、射流泵主要部件结构,51,3-1/2,油管,2.813,循环滑套,1,）下入射流泵生产管柱（滑套打开）；,2,）投入射流泵，环空打压验封，验证射,流泵及密封效果；,3,）从套管注入动力液，返循环生产。,4,、射流泵采油生产管柱图,顶部封隔器,隔离封隔器,生产滑套,生产滑套,八、射流泵,52,5,、射流泵匹配的滑套类型,八、射流泵,53,6,、地面配套设施及流程,平台注水泵泵参数,注入流量,注水泵额定泵压,流程承受压力,射流泵井,地热水,套管翼阀,流程,注水泵,高压泵,流量计,八、射流泵,54,(1),采油生产,-,新井试油,-,排液诱喷,/,采油生产；,(2),针对油井酸化作业后的残酸排液；,(3),酸化解堵清洗近井地带杂质，将聚集在井筒中的垢物、油层的堵塞物及残酸由洗井液携带出地面,保持注水井井筒和井底附近的清洁，能够起到降低注水压力的目的。,7,、射流泵应用范围,八、射流泵,55,8,、射流泵应用优点,八、射流泵工艺,(1),射流泵钢丝作业投捞方便；,(2),适用于大斜度井及水平井；,(3),泵体外形尺寸较小、结构相对简单；,(4),适用于含砂、高油气比及稠油井的采油生产；,(5),现场施工作业容易，检泵调参作业方便。,56,1,、防蜡管柱结构,高强度油管挂,井下安全阀保温护套,热障过电缆封隔器,座落接头,隔热油管,3-1/2,油管,高强度油管挂,4,-1/2BTC,隔热油管,井下安全阀保温护套,4,-1/2BTC,隔热油管,热障过电缆封隔器,4,-1/2BTC,隔热油管,普通油管及配套井下工具,井筒散热软件模拟计算,八、防蜡工艺,57,3,、隔热油管具有良好的保温特性,双层管抽真空，能够减少管柱流体热损失，具有良好的保温效果。加拿大诺曼维尔斯油田和美国康菲在北极地区油井,2006,年进行真空隔热油管防蜡，井口温度从,10.6,提升到,16.1,。下入深度越深，井口温度提升越高。,隔热油管保温防蜡技术作为一种,经济型、安全型防蜡工艺，越来越受,到重视。,八、防蜡工艺,58,不同厚度涂层在不同热原温度下的隔热效果,2,、热障材料优选,隔热效果与涂层厚度和热源温度都近似成线性关系,A 0.6 mm B 0.4 mm C 0.3 mm D 0.2mm,热源温度,(),100,125,150,175,200,12.5,25.0,37.5,50.0,62.5,温度,(),八、防蜡工艺,59,渤海,油田,某生产井,不同排量下隔热油管使用效果,相同条件下使用,隔热油管,，,井口流体温度,比使用常规油管要高,排量,(m,3,/d),温度,(),八、防蜡工艺,60,动态管流实验：,竖直管线中的原油,结蜡速率随着原油温度的不断降低而增加,不同油温条件下的结蜡速率,(,环境温度,10),凝固点,结蜡高峰区,析蜡点,八、防蜡工艺,61,随着隔热油管下入深度的增加,，,井口流体温度呈线性增加,渤海,油田,某生产井隔热油管下入不同深度温度剖面,温度,(),20,30,40,50,60,400,800,1200,1600,下入,45m,下入,100m,下入,200m,下入,300m,下入,800m,泵挂深度,(m),八、防蜡工艺,62,隔热油管视导热系数变化时接箍热损失,隔热性能等级,隔热油管视导热系数,/(W/(m,),热损失,/(W/m),接箍散热比例,/(%),A,0.080,223.3,12.82,0.070,210.4,13.61,0.060,167.0,14.64,B,0.050,178.6,16.03,0.040,130.1,18.03,C,0.030,135.3,21.15,0.020,107.1,26.72,D,0.013,83.6,34.22,0.006,56.2,50.93,E,0.004,47.5,60.29,0.002,38.3,74.74,隔热油管接箍散热缺陷对隔热管柱全过程保温影响很大,八、防蜡工艺,63,一、井下生产管柱类型,二、电泵生产井井下工具介绍,三、注采工艺管柱及工具介绍,目录,64,一、同井采注管柱工艺,4 1/2,油管,活动接头,潜油电泵,保护器,潜油电机,变扣,分流器,6,插入密封,变扣,2 7/8,油管,3.25,插入密封,采水层,注水层,同井采水注水管柱,适应套管：,9-5/8,采水量：,2500 m3/d,注水量：,800 m3/d,注水工作压力：,12 MPa,功能特点,实现采水、注水管路独立生产；,井下分层封隔管柱丢手，与采水管柱,独立，便于检泵作业；,可以实现大排量采水。,技术参数,65,特殊,Y,接头,过电缆封隔器,油层保护单流阀,丢手注采工具,注气,水层,内层油管,外层油管,单向阀,注采转换器,采油层,同井采油注水,/,注气管柱,功能特点,实现采油、注水或注气管路独立生产；,井下分层封隔管柱丢手，便于检泵作业；,注气管柱的气密封性和防返吐；,实现洗井、修井作业过程的油层保护。,技术参数,适应套管：,9-5/8,采液量：,50-200 m3/d,注气量：,15104 m3/d,注水量：,500 m3/d,注水工作压力,12 MPa,一、同井采注管柱工艺,66,实现采油、注水管路独立生产；,采油路有主阀、翼阀和地面安全阀控制；,井下采油通道有安全阀，安全可靠；,实现大排量注水和采油。,5-1/2,套管,电泵,9-5/8,套管,9-5/8,过电缆封隔器,特殊,Y,接头,采油层,6,定位密封,5-1/2”,油管挂,4.75,插入密封,转换接头,2-7/8,油管,2-3/8,安全阀,2-7/8,”,油管挂,注水层,同井采油注水管柱,(,成功运用于印尼,SES,公司）,功能特点：,一、同井采注管柱工艺,67,通过在原有井口增加一个升高油管四通和油管挂，增加一趟管柱来创建一条新的注入通道，实现,分注三层通道,，使注入到各地层的液体从地面开始流经各自独立通道，注入到相应的地层。,二、免投捞多管分注技术,1,、技术原理,68,由于海上平台空间有限，必须最大限度地节省平台空间，对此采用了井口管汇一体化设计，将总来水在井口处一分为三，三条管道在井口处各自流经自己的流量调节阀、流量计，三条管道各自装有压力计，由此实现了在地面调节各注入层的流量、直接读取各注入层的流量和压力。,二、免投捞多管分注技术,2,、,井口地面管汇的布排,69,多管分注之前，油井处于生产或者合注状态，井口装置自下而上为套管四通、油管四通和采油树，其结构示意见图。当转为同心多管三层分注时，需要对原有的井口装置进行改造，即在原有油管四通和采油树之间增加一个油管四通，并增加一个油管挂。,二、免投捞多管分注技术,3,、,井口地面管汇的布排,70,二、免投捞多管分注技术,适用套管：,7,、,9-5/8,套管,注入介质：水,/,聚合物,注入层数：,3,单层注入量：,500m,3,/d,注入压力：,12MPa,3,、,技术,参数,71,精确控制各层流量、直读各层注入压力和流量；,解决了大斜度常规注水工艺作业困难；,增大了单层注入量；,管柱安装了提升装置，可阶段性进行活动管柱、循环洗井，降低油管结垢,遇卡风险；,各层注入通道安装了井控装置，具备井控关断；,二、免投捞多管分注技术,4,、,优点,72,工作参数：,最大外径：,210mm,最小内通径：,100.5,mm,压力等级：,35MPa,长度：,1040mm,上下扣型：,4-1/2”NUB,*,P,现场施工时与,4-1/2”,油管直接连接使用，其中上下变扣开有一定尺寸的沟槽。中间螺旋结构为多元合金。该工具原理：通过电化学反应，多元合金首先消耗，从而达到保护油套管的功能。,二、免投捞多管分注技术,4,、,牺牲阳极阴极保护工具,73,二、免投捞多管分注技术,4,、,环空单溜阀,74,最大外径：,210mm,单体最小长度：,8.8m,总体长度：,12.3m,可提升长度：,3.5m,最小内径：,100.5mm,额定工作压力,35MPa,额定提升力：,780kN,可以实现定期活动管柱，防止下次作业卡钻，上提管柱后形成大通径洗井通道，为措施作业提供便利。,二、免投捞多管分注技术,4,、,提升装置,75,工艺管柱图,地面流程图,2.2,多管分注工艺,76,谢 谢！,77,