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1、2.1.9交流变频顶驱动装置 72.2固井设备 82.2.1固井模型 82.2.2固井车 82.2.3下灰车 82.2.4供水车 92.2.5单塞水泥头 92.2.6水泥引鞋 92.2.7金属引鞋 92.2.8套管鞋 92.2.9水泥浮鞋 92.2.10磁性定位短节 92.2.11上（下）胶塞 92.2.12水泥伞 92.2.13刮泥器 102.2.14弹簧扶正器 102.2.15双塞水泥头 102.2.16分级注水泥器 102.2.17套管外封隔器 102.2.18机械液压双作用式尾管 102.2.19尾管回接装置 102.2.20套管封隔鞋 112.2.21固井管柱组配 112.3井控设备

2、 122.3.1井控模型 122.3.2防喷器控制系统 122.3.3液控箱 122.3.4节流压井管汇 132.4固控设备 132.4.1振动筛 132.4.2除砂器 132.4.3除泥器 132.4.4离心机 132.4.5旋流混合漏斗 142.4.6搅拌器 14第一部 采油工程此次的校内生产实习主要分为两大部分，分别是采油实习和钻井实习。其中采油实习主要包含四部分内容，分别是安全生产，井身结构，注采工艺流程和开采方式。1.1安全生产通过安全生产的学习，了解安全教育制度、安全色、安全标识、劳动防护品以及对安全事故的分析，初步学习安全事故的处理。1.1.1安全色及安全标识安全色标是特定的表达

3、安全信息含义的颜色和标志，向人们传达禁止、警告、指令等安全信息，国家标准中现定红、蓝、黄、绿四种颜色为安全颜色。红色表示禁止、停止；黄色表示注意、警告；蓝色表示指令、必须遵守；绿色表示通行、安全和提供信息。安全标志由安全色、几何图形和图形符号组成。我们应掌握禁止、警告、指令符号。并熟悉警示线的标识。1.1.2劳动防护品头部防护用品：头部伤害会造成死亡和重伤的危险性最大。石油行业中常用的头部防护用品是安全帽，作业人员必须正确戴上安全帽，检查安全帽是否有磨损，使用在使用期限内的安全帽。呼吸防护用品：防止有害气体、蒸汽等经呼吸道吸入人体，以保证作业人员在尘、毒或缺氧环境中安全作业。常用的有过滤式呼吸

4、防护器和隔离式呼吸防护器。在使用前要检查气密性以及部件是否齐全完好有效，进入危险区域前，气瓶压力要达到额定压力的80%,不要单独作业以及确保到达安全区域方可卸下防护器。眼部防护器：防护烟雾、金属火花等对面部或眼睛的伤害。应根据不同工作环境严格选用不同的护目镜。严禁使用损坏或脏的护目镜，使用完后应进行清洗，在不使用时应装在袋子里放在指定区域。手部防护器：手是人体最容易受伤害的部位，手的伤害会导致终生残疾，丧失劳动能力和生活能力。因此应根据工作环境正确选择使用防护手套。手套应定期更换，在使用前应确认无破损，不与他人共用手套。听觉防护用品：防止噪声对人体的不良刺激，对人体造成不良影响，主要有耳塞、耳

5、罩和防噪声头盔。在高分贝噪声环境中必须要佩戴防护用品，使用前应确定无裂纹、漏气现象，不使用时应清洗干净放在指定区域。躯干防护用品：躯干防护服就是防止静电、化学品等对人体身体的伤害，就是通常说的防护服。足部防护用品：在井下作业中，脚部伤害占事故的50%，正确选择足部护品非常重要。使用前检查工作鞋是否完好，避免接触高温、锐器损伤、不能浸泡在酸碱液中。背部防护用品：背部防护不当会导致椎间盘破裂及椎间盘突出。搬运前应检查搬运的道路是否畅通并使用正确的搬运姿势，平时应多做锻炼。防坠落防护用品：通过绳带将作业者的身体系接在固定物体上，常用的有安全带和安全网。使用前应检查是否完整，避免尖锐物体和腐蚀性化学品

6、，各部件不得随意拆掉。1.1.3常用灭火器在石油行业现场中，常用的有干粉灭火器、二氧化碳灭火器、泡沫灭火器。干粉灭火器：可用于扑救可燃物体、可燃气体、电器设备等物品的火灾，不宜于扑灭精密机械设备、精密仪器等的火灾，应熟悉各类干粉灭火器的使用方法。二氧化碳灭火器：用于扑救电器、精密仪器、油类等的火灾，不能扑救钾、钠、镁、铝等物质火灾，应熟悉二氧化碳灭火器的使用方法。泡沫灭火器：用于扑救油类或其他易燃液体火灾，不能扑救忌水和带电物体火灾，应熟悉泡沫灭火器的使用方法。1.2井身结构1.2.1井的概念井是以勘探开发石油和天然气为目的，利用机械设备在地层中钻出的具有一定深度的圆柱形孔眼，可分为探井、资料

7、井、生产井等10种井别。在此介绍直井、水平井和斜井三种。直井：井眼轴线大体沿铅垂方向，井斜角、水平位移和全角变化率均在限定范围内的井，直井地下渗流方式是水平径向流，如图1所示。水平井：沿着既定的方向和轨道钻进目的层中井斜角大于85度，并且有一定水平长度的井，水平井主要有泄油面积大的优点，在薄层、稠油SAGD等开采中具有鲜明的优势，如图2所示。图3 斜井斜井：沿着既定的方向和轨道钻达预定目的层位的井，在油层地面存在建筑物以及浅近海油田都有应用，如图3所示。图2 水平井图1 直井1.2.2完井从完钻到移交试油或投产前的电测、下套管、注水泥固井等的一系列工作。完井方法是实现连接油气层与井筒所采用的井

8、内结构形式和有关的技术措施，主要的完井方式有射孔完井、裸眼完井、筛管完井和砾石充填完井。1.2.3井身结构井身结构包括井中套管的层数及各层套管直井、下深度和管外水泥返高，以及相应各井段钻进所用钻头直井。井身结构钻井施工设计的基础，完整的井身结构如图4所示。采油井口装置：井的地面部分，用于控制、调节和管理油气井生产，密封井口油套管环形空间的各种控制装置，有套管头、油管头和采油树三部分组成。采油树：用于控制井口，由闸阀和四通组成的树状井口装置。套管头：井口装置的下部分，主要是将外部的各层套管与生产套管连接起来，使管外空间严密不漏。图4 井身结构油管头：井口装置的中间部分，由套管四通与油管悬挂器组成

9、，其作用是吊挂油管、密封油管与套管之间的环形空间。套管：用水泥固定在井壁上的钢管称为套管，主要起封隔油气水层，加固井壁作用。导管:防止钻井时井口坍塌，建立压井液循环而下的管柱。表层套管：为防止上部疏松地层垮塌和地层水侵入以及安装防喷器装置而下的套管。技术套管：为保证钻井顺利打到目的层，封隔异常地层而下的套管。油层套管：为保证正常生产和井下作业而下入井眼内的最里层套管。1.3注采工艺流程注水就是通过注水井将水注入油气藏，保持地层压力的一种有效措施。注水是我国油田开发的一种十分重要的开发方式，对我国的原油生产起到关键的作用。图5 储水罐注水站设备及流程。注水站主要有储水罐、汇水管路、高压泵、输水管

10、路等组成，此外还装有水量计量及压力计量的仪表。其流程是来自水源的水先经过净化处理储存于储水罐内，然后汇水管将罐内的水输给高压注水泵增压，高压水泵出口进入分水管汇，分水管汇将高压水打入各输水管路，并送到各个配水间及井口。1.3.1储水罐储水罐体积较大一般有10米高，主要的功能有：储存来自水源净化的水；储水罐内有增压器给水初步增压；水罐内的水静置沉淀达到再净化的作用，如图5。1.3.2加压泵加压泵给水加上高压，以达到注入地层的压力。高压泵工作环境比较危险一般不允许人员轻易靠近，设备放置在采油站。1.3.3配水间配水间是调节、控制注水井注水量的操作间。在配水间，将注水站来的高压水，按油田注水方案的要

11、求，在配水间进行控制和计量。一般分为单井配水间和多井配水间，如图6。1.3.4注水井井口装置及流程图6 配水间根据注水方式的不同，主要有油管注水和油套管环空注水方式，区别是水分别从油管、油套管环空空间注入油层。由于环空注水会对套管造成强腐蚀，一般不建议采用。1.3.5地层注水方式地层注水方式分为分层注水和笼统注水。由于我国油藏大部分具有强分均质性，如若采用笼统注水在非均质性油藏将造成低渗低压油藏注水失败或注水效果差，降低采收率，所以已依据地层情况选择注水方式。1.3.6计量站流程在油井进入开采阶段后，计量站的作用是收集油井生产的油气以计算油井日产量。经过单井油气计量，各井生产的油气汇集入集管汇

12、，依靠油气本身的能量转送至联合站，联合站在经过进一步油气分离将油气输送至炼化厂炼化后销售。1.4采油方式采油工程是油田开采过程根据开发目标通过生产井和注入井对油藏才去各项工程技术措施的总称，它研究的是可经济有效作用于油藏，以提高油井产量和原油采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。主要的采油方式是自喷采油和人工举升采油。1.4.1自喷采油油田开发初期，油田依靠油层天然能量将油从井底连续举升到地面的采油方式。应采取措施最大限度地延长产期并管理好油井的自喷流量，以最大限度通过自喷采油。1.4.2人工举升采油人工举升采油法是人为地向油井井底增补能量，将油藏中的石油举升至井口的方法。再

13、次主要介绍气举采油、潜油电泵采油、螺杆泵采油和游梁抽油机采油。（一）、气举采油气举采油是当油井停喷后，为了使油井能够继续出油，利用高压压缩机人为地把天然气压入井下，使原油喷出地面。在气举采油中，井筒中油的流态有纯油流、泡状流、环状流和雾状流。如图7。（二）、潜油电泵采油是指在井筒套管内下入油管及电潜泵装置，再配以井口装置及地面电能输入设备。由地面、中间和井下部分组成，地面电能通过电缆传递给井下潜油电机，潜油电机把井下液体加压通过油管举升至地面。具有排量大、自动化程度高的有点，如图8。图7 气举采油（三）、螺杆泵采油螺杆泵井是电机通过皮带将动力传递给减速器，通过减速去减速后，由减速器上的空心输出

14、轴带动光杆、抽油杆和转子一同旋转，从而把油举升带地面。影响螺杆泵工作的因素有举升高度、转子转速、温度等。螺杆泵必须放置在井筒动液面以下，且油套管环空内防止有气，否则会降低动液面，减小螺杆泵的效率。（四）、游梁式抽油机游梁式抽油机是一种应用相对普遍的采油方式，其有游梁、连杆、曲柄等多个组件组成。游梁式抽油机将马达的旋转运动转化为驴头的上下往复运动，通过下部两个阀门的开关配合将油举升到地面。图8 潜油电泵采油1.4.3 气锚对泵效影响实验抽油泵的效率是分析抽油机井工作状况的重要参数，根据气液混合物流过抽油泵的能量方程式和机械能守恒原理可以分析抽油泵的效率。泵的实际排量要小于理论排量，两者的比值称作

15、泵的容积效率，油田统称泵效。气锚：通过离心分离原理将进入气锚内的气液混合液体进行分离，分离后的液体再经重力分离和偏心分离，分离后的液体进入油管，而分离出的气体被排入环空，从而达到气液有效分离的目的。气锚安装在泵的入口处，通过在井下流体进入泵前将部分气体分离出来，减小气体对泵的影响，提高泵效。 表1 实验记录表泵冲为每分钟6次有无气锚有无有无气体侵入时间/s23351671体积/mL11017022060排量/mLs-14.784.8613.750.85实验结论：从表1中的数据可以看出，安装气锚的泵无论有无气体侵入，泵效（或排量）变化很小，或者基本保持不变；而没有安装气锚的泵，气体的侵入对泵效的

16、影响非常明显。由此可以看出，气体对泵效的影响很大，而气锚可以减小气体对泵的影响，提高泵效。第二部 钻井工程钻井工程部分的实习包括钻井设备、固井设备、井控设备和固控设备的学习。2.1钻井设备2.1.1钻井模型1.泥浆池 2.泥浆储备罐 3.重晶石粉罐 4.柴油机组 5.发电房 6.油罐 7.配电房8.布线盒 9.扶梯 10.提升装置 11.放喷阀 12.压井放喷管汇 13.压井阀 14.逃生梯15.压井车 16.休息房 17.远程控制房 18.井架 19.防喷器组 20.坡板21.底座 22.钻杆排放架 23.监控室 24.节流管汇 25.液气分离器 26.污水池图9 地面布置2.1.2转盘图1

17、0 转盘转盘钻机的关键组件，用来转动钻柱和承托井中全部套管柱或钻杆柱重量；完成卸钻头、卸扣，处理事故时倒扣、进扣等辅助操作；涡轮钻井时，转盘制动上部钻杆柱，以承受反扭矩，如图10。2.1.3绞车钻井绞车不仅是起升系统设备，也是整个钻机的核心部件，是钻机三大工作组之一。它是一台多智能的起重工作机。用于起下钻具、下套管，钻进过程中控制钻压，送进钻具，借助锚头上、卸钻具丝扣，起吊重物及其它辅助工作，充当转盘的变速机构或中间传动机构，整体起放井架，如图11。2.1.4天车图11 绞车天车是安装在井架顶部的定滑轮组，与游车用钢丝绳联系组成一套滑轮系统，它承受最大钩载和快绳、死绳的拉力，并把这些载荷传递到

18、井架和底座上，在最大钩载一定的情况下游动系统绳数越多，快绳的拉力越小，从而可减轻钻机绞车在钻井各种作业（起下钻、下套管、钻进、悬挂钻具）中的负荷并减少发动机组的配备功率。2.1.5游车在井架内部上下往复运动的动滑轮组。与大绳、天车共同构成游动系统。主要由滑轮、轴承、侧板、侧护板、滑轮轴、吊梁等组成。用于悬吊和起下钻柱杆、更换钻头、下套管等作业，如图12。图12 游车2.1.6水龙头钻井水龙头通过提环挂在大钩上，上部通过鹅警管与很长的水龙带相连，下部接方钻杆，连接下井钻具，是钻机中非常具有专业特点的设备。2.1.7大钩安装在游车下方，下部大钩悬挂水龙头。一般都是三钩结构，即一钩悬挂水龙头，另外两

19、侧钩悬挂吊环。2.1.8井架 井架用来支撑全重量，钻井工艺要求它具有足够的承载能力以保证能起下一定深度的钻柱和下放一定深度的套管柱，还要求具有足够的工作高度和空间，足够的钻台面积。2.1.9交流变频顶驱动装置顶驱装置安装于井架内部空间、由游车悬持。常规水龙头与钻井马达相结合，并配备一种结构新颖的钻杆上卸扣装置或称管柱处理器装置，从井架空间上部直接旋转钻柱，沿井架内专用导轨向下送进，可完成旋转钻进、倒划眼、循环钻井液、接立根、下套管和上卸管柱丝扣等各种钻井操作。2.2固井设备2.2.1固井模型1.钻机 2.固井操作台 3.固井管汇 4.下灰车 5.固井车 6.实验台 7.蓄水池 8.供水车 9.

20、水泥头图13 固井教学平台2.2.2固井车固井水泥车是由计算机进行自动控制的固井设备，它是一个集机械系统、自动控制系统和液压系统于一体的高性能的自动混浆灌浆设备。其装备的混配系统配备有轴流式混合器和自动密度控制系统，可根据需要精确地配制水泥浆，并具有重复循环二次混配功能，实现水泥浆密度的实时控制和调节。另外，工控机还能将作业过程中的施工参数自动记录保存，为固井施工和质量分析提供了一定的依据。固井水泥车只需一人在操作台上控制，即可完成固井作业。2.2.3下灰车图14 下灰车下灰车主要功能是用于油田固井散装水泥的装载及运输，配合固井水泥车进行固井作业，下灰车利用压缩空气使水泥流态化，通过管道将水泥

21、从灰缸输送到一定高度和水平距离。下灰车可以改善劳动条件，减少水泥损耗和环境污染，提高固井效率及固井质量，如图14。 下灰车的独特之处在于：当其他车辆的剩灰量达到一定程度，不能单独作业时，可两台或多台通过对接，将剩余水泥倒入一辆车内，从而达到降低车辆油耗，固井作业不中断的目的。2.2.4供水车供水车用于油、气固井施工时向固井车和井筒提供清水。包括一台柱塞泵、两台离心泵和两只计量罐。柱塞泵与水泥头的进液阀连接，用来压胶塞；离心泵用于向固井车提供清水混浆或与水泥头进液阀相连注洗井液或隔离液。2.2.5单塞水泥头水泥头是在注水泥作业中内装胶塞，具有压塞、注替管汇、阀门连接的高压井口装置。可实现洗井、注

22、前置液、注水泥浆、压胶塞、顶替等操作。2.2.6水泥引鞋水泥引鞋是接在套管柱下端的一个锥状体，用来引导套管柱顺利下井。由水泥和砂子按1:3的比例浇铸在带接箍的套管短节内制成。一般用于表层套管和深井技术套管，特点是强度高，可钻性好。2.2.7金属引鞋金属引鞋是接在套管下端的一个椎体，用来引导套管柱顺利下井。由生铁或铝浇铸而成，具有与套管连接强度高、水眼开阔、不易堵塞、引导作用大的特点，适用于油层套管和深层技术套管。2.2.8套管鞋套管鞋适用于表层套管和技术套管，其作用是为了以后继续钻进，避免起钻过程挂碰套管底端，达到保护钻具和套管的目的。2.2.9水泥浮鞋水泥浮鞋是带有回压装置，下套管时能产生浮

23、力的套管引鞋。接在套管末端，通过内部的浮球作用可对套管产生一定的浮力，下放时可减少由套管自重引起的井架负荷，减少套管对地层的冲击压力。可用于表层套管、技术套管和浅油层套管。2.2.10磁性定位短节磁性定位短节是接在油气层顶界附近的短套管，用来确定射孔深度。2.2.11上（下）胶塞胶塞是具有多级盘翼状的橡胶体，在固井作业过程中起着隔离、刮削及碰压等作用，如图15。2.2.12水泥伞水泥伞是安装在套管接箍上防止水泥浆下沉的隔离装置，有金属型和帆布型两种类型。水泥伞通常安装在分级注水泥器下部，防止水泥浆下沉和支撑液柱压力。在分级注水泥器以上脆弱地层井段可安装几个水泥伞。在下套管过程中，允许水泥伞在接

24、箍处向下滑动或旋转，但要避免套管柱向上移动而损坏水泥伞。图16。2.2.13刮泥器刮泥器是安装在注水泥井段套管外部刮除滤饼的装置，用于清除井壁上的滤饼，以提高水泥环与地层的胶结强度。刮泥器有往复式和旋转式两种类型，如图17。图17 刮泥器图16 水泥伞图15 上（下）胶塞2.2.14弹簧扶正器弹簧扶正器是套管扶正器的一种，安装在套管体外，靠弓形弹簧板的弹性变形将套管柱推离井壁，使井内套管柱居中，减小下套粘管时的阻力，避免卡套管，用以提高水泥环的胶结质量。2.2.15双塞水泥头水泥头是在注水泥作业中内装胶塞，并具有压塞、注替管汇、阀门连接的高压井口装置。在注前置液或水泥浆前先将下胶塞和上胶塞安装

25、好，在注水泥浆之前释放下胶塞，水泥浆注完后再释放上胶塞，可实现一次施工连续作业。2.2.16分级注水泥器分级注水泥器在下井前，循环钻井液、第一级注水泥以及下胶塞通过分级注水泥器时，循环孔均处于关闭状态，打开塞下行，将打开套销钉剪断，打开套下行露出循环孔，为第二级注水泥提供条件，注完第二级水泥，压入关闭塞替浆，直到关闭塞下行剪断销钉，迫使关闭套下行，使循环孔永久关闭。2.2.17套管外封隔器套管外封隔器是接在套管柱上，在固井碰压之后能使套管与裸眼环空形成永久性桥堵的装置。可有效防止固井后发生套管外喷冒油、气、水现象。避免异常地层压力或因水泥浆失重现象，导致高压油、气、水侵入候凝期间的水泥环。2.

26、2.18机械液压双作用式尾管尾管悬挂器是将尾管悬挂在上一层套管柱底部并进行注水泥作业的特殊装置。机械液压双作用式尾管悬挂器具有轨道式和液压式两种悬挂功能。2.2.19尾管回接装置尾管回接装置是从尾管悬挂器顶部的喇叭口处向上回接套管到井口，并完成注水泥作业的固井工具，如图18。2.2.20套管封隔鞋套管封隔鞋连接在套管柱的最底端，是用以封隔地层和完成注水泥作业的特殊装置。图18 尾管回接装置下套管前，将套管封隔鞋接在套管的最底端，下到预设深度后，进行正常循环，调整好钻井液性能后，投入一铜球憋压，剪断打开套销钉后，打开套下行暴露出进液孔。此时，钻井液通过进液孔进入胶筒与中心管的膨胀腔，使胶筒膨胀以

27、封闭裸眼井段。随着泵压的继续升高，关闭套销钉被剪断，关闭套下行，露出注水泥孔，同时关闭胶筒进液孔，使胶筒永久膨胀处于关闭状态。回压阀恢复到自由状态，这时可转入注水泥作业阶段，如图19所示。图19套管封隔鞋2.2.21固井管柱组配表层套管内管法固井管柱（自上而下）套管柱：联顶节套管水泥密封座水泥浮鞋固井管柱：钻杆水泥头钻杆扶正器插入式密封接头技术套管固井管柱（自上而下）水泥头联顶节弹簧扶正器套管管体水泥浮箍水泥引鞋常规井油层套管固井管柱（自上而下）水泥头联顶节套管弹簧扶正器刮泥器磁性定位短节套管浮箍旋流管套管鞋引鞋管外封隔固井管柱（自上而下）水泥头联顶节弹簧扶正器水泥伞套管管外封隔器套管磁性定位

28、短节套管浮箍旋流管套管鞋引鞋尾管完井（油层套管）固井管柱（自上而下）尾管悬挂器套管扶正器尾管磁性定位短节尾管浮箍旋流管套管鞋引鞋热采井（油层套管）预应力固井管柱（自上而下）水泥头联顶节弹簧扶正器刮泥器套管磁性定位短节套管浮箍地锚特殊井（油层套管）分级固井管柱（自上而下）水泥头联顶节弹簧扶正器刮泥器套管分级箍套管磁性定位短节套管浮箍旋流管套管鞋引鞋2.3井控设备2.3.1井控模型 井控教学系统包括防喷器控制系统、液控箱和节流压井管汇三部分。其中防喷器控制系统由司钻控制台和蓄能器组成。1.司钻控制台 2.液控箱 3.蓄能器 4.压井管汇 5.钻井四通 6.节流管汇图20 井控教学系统2.3.2防喷

29、器控制系统 防喷器控制系统是开关防喷器和液动放喷阀的装置。它能够提供足够压力和排量的压力油，井且平时把液压能贮存起来，在需要时通过控制阀件把液压油准确迅速地输送到防喷器和液动放喷阀的液缸，从而达到开关防喷器和液动阀的目的。 防喷器控制系统主要由司钻控制台和蓄能器及连接管汇等组成。（1） 司钻控制台司钻控制台是防喷器控制系统的一个重要组成部分，安装在钻台上司钻工作位置附近，由连接管汇将其与储能器连接，起到远程控制井控系统的作用。（2） 蓄能器蓄能器安装在远离井口较安全的位置，作远程控制之用。2.3.3液控箱液控箱装设在钻台上立管一方。液控箱面板上装有立压表、套压表、阀位开度表、油压表、气压表、三位四通换向阀、调速阀等。（1）壳体液控箱壳体由钢板拼焊而成，坚固耐用，用于安装二位三通换向阀和显示仪表，及布置控制线路。（2）仪表气压表显示输入液控箱的压缩空气气压值，气源来自钻机气控系统。油压表显示液控油压值，压力油由蓄能器提供。阀位开度表用来显示液动节流阀的开启程度，即控制套管压力。立压表显示关井立管压力。套压表显示关井套管压力。（3）换向阀液控箱上的三位四通换向阀