1、自喷井井身结构与地面设备问答doc 44页自喷井井身结构与地面设备问答(doc 44页) 更多企业学院: 中小企业管理全能版183套讲座+89700份资料总经理、高层管理49套讲座+16388份资料中层管理学院46套讲座+6020份资料国学智慧、易经46套讲座人力资源学院56套讲座+27123份资料各阶段员工培训学院77套讲座+ 324份资料员工管理企业学院67套讲座+ 8720份资料工厂生产管理学院52套讲座+ 13920份资料财务管理学院53套讲座+ 17945份资料销售经理学院56套讲座+ 14350份资料销售人员培训学院72套讲座+ 4879份资料自喷井井身结构与地面设备l.什么是油水
2、井井身结构?各部的用途是什么?答:井眼、下入的各类高压钢管,水泥封固井段及射孔井段,总称油水井井身结构。(1)导管:防止钻井时井眼周围覆土坍塌,供泥浆循环用。管径有450.85毫米、374.05毫米,深240米;(2)表层套管:加固地层下部疏松地层的井壁和安装封井器,预防钻井过程中发生井喷事故。管径为400.05毫米或323.85毫米,深300400米。(3)技术套管:深井和钻遇复杂地层的井下技术套管,用以隔绝目的层以上的高压水、气层或漏失层及坍塌层。管径为336.5毫米或219.07。毫米。(4)油层套管:把生产层和其他地层封隔开,使不同压力的油、气、水层互相不串通,便于油层部位射孔、分层作
3、业,加固油层井壁。常用的管径有139.7毫米、146.05毫米、168.3毫米,深度随井深和油层底界深度不同而定。2.什么是完钻井深?答:完钻井深就是裸眼井底至方补心顶面的距离,如图3-1所示。图3-1 井身结构图3.什么是固井、水泥返高?答:往油层套管和井璧之间的环形空间注入水泥的过程称为固井。水泥凝固后,形成一个水泥环,以封固油层。另外,向套管和技术套管环空注水泥封固复杂井段也称为固井。固井时,油层套管和井壁之间的环形空间里水泥上升的高度(水泥环上端至方补心的距离),叫水泥返高。一般要高出油层顶都50-100米,其作用是封隔各个油层,加固井壁,防止坍塌,确保油层以上的封固质量,防止油气上串
4、。4.什么是人工井底?什么叫水泥塞? 答:油井固井完成,留在套管内最下部的一段水泥凝固后的顶面。就是人工井底。从完钻井底至人工井底这段水泥柱,叫水泥塞。5.什么叫水泥帽?答:固井时,从井口到地下40米左右处,用水泥封孤套管与井壁之间,称为水泥帽。6.什么叫沉砂口袋?有什么用途?答:从人工井底到所射油层底部一段套管内容积,叫沉砂口袋。用于沉积随油流带出来的砂石及压裂沉砂(或其他脏物)。沉砂口袋一般留1525米。7.什么是补心、油补距、套补距、套管深度、油管深度?答:钻机在正常钻进时,安装在钻台上的转盘卡住方钻杆,使方钻杆与钻盘一起转动的方补心,简称补心。补心上平面,是钻井、完钻深度、下井各类管柱
5、的下深,测井仪下深、层位深度、井下各种作业施工深度等的起算点,如采油常用的油补距、套补距的计算。图3-2 套补距示意图带套管四通的采油树,其油补距是四通上法兰面至补心上平面的距离。不带套管四通的采油树,其油补距是指油管挂平面至补心上平面的距离。带套管四通的采油树,其套补距是套管短节法兰平面至直补心上平面的距离,即套补距等于油补距加四通高。不带套管四通的采油树,其套补距等于油补距(图3-2)。套管深度为套补距、法兰短节、套管总长的和。油管深度为油补距、油管头长、油管总长的和。8.什么叫油管头、套管头?各起什么作用? 答:油管头是从总闸门以下到套管四通大法兰酌部分,包括套管四通和油管挂。油管头座在
6、顶丝法兰盘座里。油管头的作用是悬挂油管和密封油套环形空间。套管头在整个采油树最下端,在老式采油树中,它将表层套管和油层套管连接起来,并使其环形空间严密不漏油。只有油层套管的井,不用套管头,而将套管四通的法兰直接座在油层套管的法兰上,或在油层套管上接根套管短节和套管三通或四通直接用丝扣连接。9.油管尾部为什么要下工作筒和喇叭口?答:因为在油管尾部下工作筒和喇叭口有下列作用:(1)工作简内投入配套使用的堵塞器,就可以进行不压井放喷起下作业。(2)采油过程中清蜡、测试、测压等仪器工具(下端加焊防掉鱼尾)掉落到井底时,因工作简内径小,不致落到套管里,便于打捞。常用工作筒内径有55.5、54、53、52
7、毫米。(3)喇叭口(油管鞋)的作用是:一旦下井工具(刮蜡片、压力计、流量计等)掉到井底,打捞时容易进入油管;便于流量计等过油管的仪器,上提经喇叭口顺利进入油管;喇叭口有利于原油从油层进入井底后捕集到油管里,使油中的天然气更有效的举升原油。10.油井自喷的基本原理是什么?答:油井之所以能够自喷,主要有如下两个能量来源:(1)油层本身的压力:把油层中的原油驱到井底后,还具有一部分剩余能量(即井底压力)来举升原油。(2)气体在油管中膨胀的能量:原油中的溶解气,随着井筒中压力的降低,逐步从油中分离出来,同时在上升过程中不断膨胀,推动原油在油管中上升。在以上能量的作用下,在举油过程中克服了各种摩擦阻力、
8、液柱压力以及滑脱损失等,把原油源源不断地举升到地面。11.油井在自喷的过程中能量是如何消耗的?答:当油井自喷时,井底流动压力要克服井筒中液柱的压力。油和气在上升过程中由于摩擦所产生的阻力。油和气在油管中上升时,由于气体轻跑得快,液体重跑得慢,两者之间产生相对运动,造成滑脱现象,也损失一部分能量。油、气到井口后还存在部分剩余能量,由油压大小反映出来。由此可知,井底流动压力应该与井口的油压、井筒液柱的压力、摩擦阻力和滑脱消耗的能量相平衡。为此,其平衡方程为: P流压P油压+P液柱+P磨损P流压P套压P环液柱P环气柱12.自喷井井筒中流动的形态可分哪几种?各自流动的特点是什么?答:油气在井筒中流动形
9、态大致可分为纯油流、泡流、段塞流、环流、雾流五种,如图3-3所示。 在靠近井底,因井筒中压力高于饱和压力,气体溶解在油中,只有油相流动,称为纯油流。油、气向上运动,压力不断降低。当井筒中压力稍低于饱和压力时,少量的气体从油中分离出来以小气泡的状态存在于石油中,即为泡流。因气泡小,流速小,基本上不起举油作用。图3-3 自喷井井筒流动形态示意图油、气继续向上运动,井筒中压力进一步低于饱和压力,气体体积进一步膨胀而互相结合成大气泡,使井筒中出现一段气、一段油,叫段塞流。这时,气体的膨胀能量得到很好的利用(其作用同活塞),气对油有很大举升力。油、气继续上升,随着气体的不断分离和体积进一步膨胀,气体的柱
10、塞不断加长,逐渐在油管中心突破,形成中间为连续的气流,而油沿管壁成环状流动,即为环流。当油、气继续向上运动,气体体积继续增大,最后气柱完全占据整个油管断面。油以很小的液滴形式均匀分散在气柱中,即为雾流。这时气体的膨胀能量表现为以很高的流速将油带出水面。13.什么叫自喷井的井口流程?答:为了使自喷井连续正常的出油,达到长期稳产、高产,必须在井口装置能控制、调节油气产量、保持产出的油气顺利集输的设备。油气在井口通过的这套管路装置和设备,叫自喷井的井口流程。14.自喷井井口流程的作用是什么?答:自喷井井口流程的作用是:(1)调节和控制油井的油、气产量;(2)录取油井的第一性动态资料,如油压、套压、产
11、量和井口取样等;(3)对油井产物和井口设备进行加热保温;(4)计量油、气产量。15.自喷井的主要设备有哪些? 答:主要地面设备有:采油树、加热炉、油气分离器等。16.采油树由哪三大部分组成?答:采油树由套管头、油管头和采油树本体三部分组成。17.采油树的作用是什么? 答:采油树的作用是:(1)悬挂油管,承托井内的全部油管柱重量;(2)密封油、套管间的环形量间; (3)控制和调节油井的生产;(4)保证各项井下作业,如诱喷、洗井、打捞、酸化、压裂等的施工;(5)录取油、套压资料和测压、清蜡等日常生产管理。18.采油树由哪些部件组成?常用的采油树型号有哪些?答:采油树由四通、悬挂器、生产闸门、套管闸
12、门、总闸门、清蜡闸门和油嘴套等组成。常用的采油树有:胜261型、胜251型、胜254型、胜I型、胜型、大庆150型、大庆160微型、CY250型、CY3-250型、CYD80型、CYD350型、CYD150型、CYD250型等。19.油嘴有哪几种?其作用是什么?答:油嘴有井12简易油嘴、可调节油嘴、滤网式油嘴、井下油嘴等四种。油嘴是起着控制油井生产的作用。改变油嘴的大小,就可以控制和调节油井生产压差和产量。20.自喷井井口流程有几种?答:自喷井井口流程主要有三种,即:(1)老式井口流程:即大采油树、大分离器、太水套炉。在井口附近进行加温和油气计量的流程,如荣丰(小罗马)井口流程。(2)“四小”
13、和“四微”井口流程:主要是把采油树、分离器、水套炉作了改进。但还是在井口加热、计量。(3)小站井口流程:分井口有加热炉和无加热炉两种。21.什么叫油气水管网流程?答:油田开发中,集输油、气、水的各种管线,统弥为油、气、水管网流程。油水井井场的管网称为井场流程。油水站内的管网称为站内流程。从油井到油站的管网称为集油流程。从油站到油库的管网称为输油流程。从注水到注水井的管网称为注水流程。从气井到配气间至压气站、注气站或用户的天然气管网称为输气流程。 小站流程按原油加热方式:分双管掺热油或掺热水、三管热水伴随、双管蒸汽伴随保温四种流程。注水流程按配水方式,分为单井配水流器和多井配水流器两种。22.什
14、么叫双管蒸汽伴随保温小站流程?主要优、缺点是什么?答:双管蒸汽伴随保温小站流程就是一条蒸汽管线伴随井口出油管线,同油管线并包在一起,对出油管线和井口加热保温。油、气进计量站,经总机关与各井采油汇合,或进计量分离器进行分离和计量。它适用于低压低产、过渡带、原油流动性差的油井和面积井网。其优点是:井场设备简单,计量准确,易于实现集中控制和自动化,油田开发后期,地面建设调整灵活。缺点是:消耗钢材多,蒸汽耗量大,一般为250300公斤(公里时),热量损失大,效率低。井口部分热交换量大,油温比较低。由于水质欠处理,锅炉结垢严重,锅炉寿命短。大部分蒸汽管线不同程度地发生腐蚀,穿孔严重。23.什么叫三管热水
15、伴随保温小站流程?主要优缺点是什么?答:其管线铺设与蒸汽保温管线(流程)相同,不同的是用热水循环,多一条回水管线,也称三管流程。热水出口温度110120,至井口100左右,回水至站60左右,油汽混合物进站温度为4060。它适用于自喷井、抽油机井、低压低产井。还可以用热水对油井井筒进行热洗。它的缺点与蒸汽保温相同。24.什么叫双管掺热油保温小站流程?主要优缺点是什么?答:双管掺热油保温小站流程就是将原油在泵站加热,用循环泵打到井口,与油井出来的原油在井口混合,经出油管线返回油站。经分离缓冲罐分离后,又由外输泵和循环油泵抽出,分别由外输加热炉和循环加热炉加热。外输油在泵入口加破乳剂,输送到输油站。
16、循环油再循环到各井。需要对油井进行热洗(清蜡)时,在井口倒换相应的闸门,使热油从套管进入井底,由油管返出。这种流程适用于地层情况复杂、产量低、高凝固点的油田。它的优点是:适应性强,对自喷井、抽油井都适用,可取代刮蜡片清蜡,管线少,井口简单,为集中控制创造了良好条件。缺点是:热损失较大,洗井温度过高会使套管变形,热洗温度太低会使套管结蜡,站内设备多,流程较复杂,计量不准确。25.什么叫双管掺热水保温小站流程?主要优缺点是什么? 答:其管线铺设与掺热油管线(流程)相同。区别只是改为掺热水,即将油井含的水,经脱水后再加热打到井口,与油井出油管线混合。需要热洗(清蜡)时,改入套管。该流程适用于有污水来
17、源、油井产量低、原油粘度高、含蜡高、凝固点高的油区。它的优点同掺热油流程。同时,利用了污水的剩余热量(水的比热比油大一倍),因此,掺热水量比掺热油量小一倍,节省了费用,又利用了污水中的破乳剂,提高了管道脱水能力,改善了原油在管道中的流动性能。缺点是增加了脱水站内一段沉降水量,热水管道腐蚀严重,管线内易结垢,计量不准确。26.水套加热炉的作用是什么?答:水套加热炉的作用是给油井产出的油气加温、降粘,以便正常输送。27.加热炉分几种?各用在什么地方? 。答:加热炉分盘管加热炉和水套加热炉两种。盘管加热炉用于集油干线上,给油气加热保温。水套加热炉用于油井上,给油气加热保温。28.水管式水套炉由几部分
18、组成?正常工作时水和蒸汽占水套容积的多少为宜?答:水管式水套炉由水套、炉膛、火嘴、沸腾管四部分组成。正常工作时水套内的水占水套容积的12至23为宜,蒸汽占水套容积的13至12为宜。29.油气分离器的作用是什么?答:油气分离器主要是将产出的油气分离,以便计量油气的产量。也用来控制井口出油管线的回压、沉降井产物中的水、砂等杂质,以及憋压后利用天然气扫管线等。30.600分离器(立式平角)由哪些部件组成?答:600分离器由水包、量油玻璃管、加水漏斗、出气管、安全凡尔、分离伞、进油管、散油帽、出油管、支架组成。31.分离器的工作原理是什么?(以立式垂向伞状分离器为例) 答:油井产出的油气混合物,经油气
19、混合物进口进入分离器后落在散油帽上进行扩散。扩散后的油靠重力附壁下滑到分离器的下部,经出油管排出。气体冈比重小,上升经分离伞改变流动方向而集中,同时气体中的小油滴附在伞壁上聚集,附壁而下后经出气口排出。散油帽的作用是使进入分离器的油散附壁上滑下,起到稳定油、水界面的作用,进而使计量准确。32.怎样选用分离器?答:根据日产液量、含砂、含水和流程状况,选用不同结构的分离器。日产液量在70吨以下的井选用412型,日产液量在70100吨的井选用600型,日产液量在100200吨的井选用800型,日产液量在200吨以上的就要选用1200型的分离器。33.常用的四种分离器的技术规范是什么?答:常用的四种分
20、离器的技水规范见表3-l表3-1 常用分离器的技术规范型 号项 目 1200800600412内径(毫米)1200800600412壁后(毫米)8667总高度(毫米)4470413014381743容量(米3)41.750.410.22工作压力(兆帕)0.40.61.01.6试验压力(兆帕)0.60.91.52.4液体通过量(米/日)15302051004060气体通过量(米/日)1670002670012000720034.油罐的结构和呼吸阀的作用是什么?答:计量站的油罐由罐体、加热盘管(平式或立式)呼吸阀、量油孔人孔、灭火装置、油进出口、放水口、避雷针等组成。呼吸阀足在油罐进油或出油时,排
21、出或吸进气体,调节罐内外压力,防止将罐抽空变形或蹩罐。35.压力表的结构和工作原理是什么?答:油、水井上常用的压力表,是扁曲弹簧管(包氏管)式压力表。扁曲弹簧管固定的一端与压力表的表把连通,另一端通过连杆、扇形齿轮机构、中心轴与指针连接。由于扁曲弹簧管冲压后,单位面积受力相等,而离心的受力面大于向心的受力面,造成两个面上的作用力不相等,即离心受力面上的力大于自心受力面上的力,这使扁曲弹弹簧管向直线方向伸长(充压越大,伸长越大),从而拉动连杆,带动扇形齿轮机构、心轴和备针转动,在表盘刻度上显示出压力值。36.压力表表盘下部的数字是什么意思?答:压力表表盘下部写有0.5、1.5或2.5数字,这些数
22、字是压力表的精度等级,如25兆帕的压力表,精度等级为0.5,那么它的最大误差是O.125个兆帕(25XO.5)。37.为什么要求压力表的实际工作压力要在最大量程的l3至23之间?答:因为扁曲弹簧管对应的角度270,正常工作的压力要使扁曲弹簧管旋转5至7,此时压力表指针恰好在最大量程的13至23之间的范围内,所测量的压力准确。旋转超过了这个角度,指针超过了这个范围,则为超压工作,读数就有较大误差。所以在实际工作中要求压力要在压力表最大量程的13至23之间。38.怎样检查和校对压力表?答:压力表的校对,在室内主要是用校表器校正。在现场(油、水井上),一是用落零法,即切断压源,打开放空,看是否落零,
23、不落零就是有了误差。二是用互换法,即将两块表互换位置,看压力值是否相等。如果压力相等,说明压力表是准的,可以继续使用。量油与测气39.量油、测气的作用是什么?答:量油测气是油井日常管理的主要工作,通过油气计量可以对油井生产的动态进行分析。只有掌握准确的资料依据才能有符合实际的分析,提出合理的油井工作制度。这对保证油井长期高产稳产起着十分重要的作用。40.什么是低压量油?适用于什么井?答:低压量油称为放空量油,就是常压下在量油池、储油罐或分离器放空时,用定容积计算法(如用标尺或浮标测量液面高度)计算油量的体积或重量,再换算出日产量。这种在常压下量油的方法,容易造成油中轻组分的挥发,所以只适合于1
24、二别别低压井或没装分离器的探井,高压井不常用。41.高压量油的方法有几种?答:高压量油的方法大致有四种,即玻璃管量油、玻璃管电极量油、涡轮流量计量油、翻斗自动量油。42.单井计量意义是什么?答:单井日产量是反映油层中油水变化规律,检验生产管理措施,分析动态变化,以及制定下一步调整措施的重要依据。43.玻璃管量油的原理是什么?答:玻璃管量油,根据连通管平衡的原理,采用定容积计量。分离器内液柱压力与玻璃管内的水压力相平衡,分离器液柱上升到一定高度,玻璃管内水柱相应上升一定高度。因油水比重不同,上升高度也不同。知道了水柱上升的高度,就可换算出分离器内油柱上升高度,记录水柱上升高度所需时间,计算出分离
25、器单位容积,就可求得日产量。44.简述玻璃管量油操作方法步骤。答:操作方法步骤如下:(1)量油前操作:量油前先检查量油玻璃管的标记位置对不对。分离器油、气管线,各个闸门有没有漏气现象。(2)关分离器出油闸门,进行截流。开玻璃管上下闸门时一定要先开上、后开下。对小分离器先打开玻璃管上下流闸门,然后再关出油闸门。(3)稍打开气平衡闸门,使分离器内压力和干线压力平衡。(4)水进入量油玻璃管内,要仔细观察记录液面由玻璃管下标记上升到上标记所需要的时间,误差不超过一秒钟。看液面时,视线要和液面在同一水平面上。(5)根据量油时间:查换算表或计算求出产量。45.量油时应注意哪些事项?答:要注意如下事项:(1
26、)在试井、清蜡、检查油嘴半小时后,才能量油。图3-4 量油原理图(2)量油时若玻璃管内水面上升很慢,可能是测气平衡闸门没有打开,或出油阀、旁通阀关不严。若水面根本不上升,可能是量油玻璃管下端的上水闸门未打开或被堵死。玻璃管内出现原油,是由于分离器底水太少,或底水漏失,应检查、处理。(3)量油时,要注意保护玻璃管。量完油后必须把玻璃管内的水降到底部。(4)量油高度(标线)要划细一些、准确。(5)量油前要观察油套压,当油套压正常时,再量油。(6)量完油必须打开出油闸门,关闭平衡闸门。油排出分离器后,先关玻璃管下流闸门,后关上流闸门。46.玻璃管量油的计算公式是什么?答:玻璃管量油的计算公式,是根据
27、连通器压力平衡原理推导出来的。如量油原理图3-4所示:根据连通管平衡原理图,得:H油油h水水由上式得: H油h水水/油 分离器内油柱重量:GH油油D2/4(h水水/油)*油D2/4h水水D2/4(1)如水柱上升h水水所需的时间为t,则每秒钟的油量公式为: q= h水水D2/4t(2)计算每天的产油量公式为:Q= 86400h水水D2/4t式中 q每秒钟的产油量(米3); Q每天的产油量(米3);h水玻璃管内水柱上升高度米;水水的密度(千克米。); t水柱上升时间秒);D分离器的直径(米)。当分离器有人孔,而且人孔位置在量油高度眇内时,考虑到人孔容积要加进去。即公式为: Q=(86400X h水
28、X水XD2+V人孔)/4t式中:V人孔量油高度内,人孔容积(米3)为了计算方便,将各类分离器的量油的简化计算列于表32:V人孔表32 各类型分离器量油简化计算列表序号分离器内径(毫米)分离器内切面积(米2)有无人孔规定量油高度(毫米)水的比重班产量计算公式(吨/班)日产量计算公式(吨/日)备注14120.1333无3001Q=1151.8/t(秒)Q=3455.4/t(秒)24120.1333无3751Q=1439.7/t(秒)Q=4319.1/t(秒)36000.383无3001Q=2443/t(秒)Q=7329/t(秒)46000.383有4001Q=3260/t(秒)Q=9780/t(秒
29、)58000.503有3501Q=5356.8/t(秒)Q=1607.4/t(秒)适用于日产小于25吨,人孔中心线以下35厘米68000.503有4001Q=6034.5/t(秒)Q=18103.5/t(秒)78000.503有5001Q=7430.4/t(秒)Q=22291.2/t(秒)表示人孔中心线以上15厘米。以下35厘米88000.503无5001Q=7238.3/t(秒)Q=21714.9/t(秒)912001.13有3001Q=9763.2/t(秒)Q=29289.6/t(秒)人孔以下47.玻璃管电极法量油的计算公式是什么?答:日产油量计算公式为Q(Fhn盐水/t)6024式中 Q
30、日产油量(吨日); F分离器内横截面积(米2); h量油高度(即电极距离,米);n计数器记录的量油次数; 盐水盐水的密度为1.1; t累计量油时间(即电钟读数,分)。48.翻斗自动量油装置的结构及油量计算公式是什么?答:翻斗自动量油装置由四个主要部分构成。如图35所示。(1)油气分离缓冲装置。(2)计量翻斗装置,当原油翻斗流入斗(一),达到预定重量后,斗(一)翻转排油,斗(二)处于盛油位置,如此循环即可连续量油。(3)液面控制器,采用液面浮球连杆阀来控制液面。图3-5 翻斗量油装置结构图(4)计量信号运转指示部分,包括滑轨、顶杆、永久磁铁及记录线路。当两翻斗间的隔板直立,翻斗一侧的滑轨便推顶杆上移,顶杆上端的永久磁铁使固定在磁铁隔套外的干式舌簧继电器(或称干簧管),
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