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1、自 噴 采 油 和 氣 舉 采 油 一 、 自 噴 采 油 采 油 樹 采 油 樹 是 指 自 噴 井 口 裝 置 的 地 上 部 分 ， 它 用 法 蘭 盤 坐 于 油 管 頭 之 上 。 采 油 樹 用 于 控 制 和 調(diào) 節(jié) 升 舉 到 井 口 的 油 氣 流 向 ， 與 大 四 通 配 合 形 成 修 井 液和 壓 井 液 的 正 、 反 循 環(huán) 及 進 行 測 井 作 業(yè) 以 及 關(guān) 閉 井 口 。 1-螺 母 ； 2-雙 頭 螺 栓 ；3-套 管 法 蘭 頭 ； 4-錐 座 式 油 管 頭 ；6-鋼 圈 ； 7-卡 箍 ； 8-閘 閥5-卡 箍 短 節(jié)9-鋼 圈 ； 10-油 管

2、頭 上 法 蘭 ； 11-螺 母 ； 12-雙 頭 螺 栓 ； 13-節(jié) 流 器14-小 四 通 ；15-壓 力 表16-彎 頭17-壓 力 表 截 止 閥 ； 18-接 頭19-名 牌 采 油 樹 示 意 圖 采 油 樹 是 閥 門 和 配 件 的 組 成 總 成 ， 用 于 油 氣 井 的 流 體 控 制 ， 并 為 生 產(chǎn) 油管 柱 提 供 入 口 。 它 包 括 油 管 頭 上 法 蘭 上 的 所 有 裝 備 。 可 以 應(yīng) 用 采 油 樹 總 成 進行 多 種 不 同 的 組 合 ， 以 滿 足 任 何 一 種 特 殊 用 途 的 需 要 。 采 油 樹 按 不 同 的 作 用 又

3、分 采 油 （ 自 噴 、 人 工 舉 升 ） 、 采 氣 （ 天 然 氣 和 各種 酸 性 氣 體 ） 、 注 水 、 熱 采 、 壓 裂 、 酸 化 等 專 用 井 口 裝 置 。 并 根 據(jù) 使 用 壓 力等 級 不 同 而 形 成 系 列 。 采 氣 樹 及 油 管 頭 主 要 用 于 采 氣 和 注 氣 。 由 于 天 然 氣 氣 體 相 對 密 度 低 ， 氣注 壓 力 低 ， 不 論 采 氣 或 注 氣 井 口 壓 力 都 高 ， 流 速 高 ， 同 時 易 滲 漏 ， 有 時 天 然氣 中 會 有 H 2S、 CO2等 腐 蝕 性 介 質(zhì) ， 因 而 對 采 起 樹 的 密 封

4、 性 及 其 材 質(zhì) 要 有 更 嚴(yán)格 的 要 求 。 有 時 為 了 安 全 起 見 ， 油 、 套 管 均 采 用 雙 閥 門 ， 對 于 一 些 高 壓 超 高壓 氣 井 的 閥 門 采 用 優(yōu) 質(zhì) 鋼 材 整 體 鍛 造 而 成 。 采 油 （ 氣 ） 樹 及 油 管 接 頭 主 要 用 于 控 制 生 產(chǎn) 井 口 的 壓 力 和 調(diào) 節(jié) 油 （ 氣 ）流 量 ； 也 可 用 于 酸 化 壓 裂 、 注 水 、 測 試 等 特 殊 作 業(yè) 。 最 常 用 的 是 KYS25 65DQ型 自 噴 井 口 裝 置 。 工 作 壓 力 ： 25MPa， 聯(lián) 接 型 式 ： 井 口 閘 門 以

5、 卡 箍 型 式 聯(lián) 接 通 徑 ： 65mm 適 用 5 3/4in油 層 套 管 。 圖 卡 箍 式 采 油 樹 采 油 樹 主 要 由 油 管 四 通 (小 四 通 )、 四 個 井 口 閘 閥 和 節(jié) 流 器 組 成 。 油 管 四 通 下 連 總 閘 門 、 上 連 清 蠟 (測 井 )閘 門 ， 安 裝 在 油 管 四 通 兩 側(cè) 的 井 口閘 門 稱 生 產(chǎn) 閘 門 。 在 一 側(cè) 生 產(chǎn) 閘 門 連 接 有 節(jié) 流 器 (嘴 子 套 )， 節(jié) 流 器 內(nèi) 裝 有 可更 換 的 油 嘴 。 節(jié) 流 器 和 油 井 出 油 管 線 連 接 。 工 廠 制 造 的 井 口 裝 置 時

6、 將 油 管 頭 、 采 油 樹 及 套 管 頭 法 蘭 裝 配 成 一 個 整 體 。 常 將 這 種 成 套 的 自 噴 井 口 裝 置 簡 稱 為 采 油 樹 。 1-底 法 蘭 ， 2-鋼 圈 ，3-油 管 頭4-閘 閥 ， 5-上 法 蘭6-法 蘭 接 頭7-節(jié) 流 器 （ 針 閥 ）8-四 通 9-截 止 閥10-壓 力 表 緩 沖 器采 氣 樹 采 氣 樹 典 型 結(jié) 構(gòu) 見 圖 。 圖 采 氣 井 口 裝 置 釆 氣 樹 和 采 油 樹 結(jié) 構(gòu) 相 似 ， 但考 慮 到 天 然 氣 的 特 點 ， 對 采 氣 樹 要求 更 為 嚴(yán) 格 ： 1)所 有 部 件 均 采 用 法 蘭

7、 連 接 ； 2)套 管 閘 閥 和 總 閘 閥 均 成 對 配置 ， 其 中 一 個 為 備 用 ； 3)節(jié) 流 器 采 用 針 形 閥 ， 而 不 是固 定 孔 徑 的 油 嘴 ； 4)全 部 部 件 均 經(jīng) 抗 硫 化 氫 處 理 。 1-套 管 短 接 ； 2-套 管 頭 座 ；3-四 通 ； 4-大 小 頭 ； 5-閥 門 ；6-短 接 ； 7-油 嘴 套 和 井 口 油 嘴8-由 壬 ； 9-放 空 閥10-壓 力 表 11-導(dǎo) 管 ； 12-表 層 管 水 泥 環(huán) ；13-表 層 套 管 ； 14-技 術(shù) 套 管 ； 15-油 層 套 管16-油 管 ；17-高 壓 氣 層 ；1

8、8-高 壓 水 層19-易 坍 塌 地 層20-技 術(shù) 套 管 水 泥 環(huán)21-主 油 層 22-油 層 套 管 水 泥 環(huán) 圖 自 噴 井采 油 裝 置 油 田 上 的 生 產(chǎn) 井 ， 按 其 生 產(chǎn) 方 式 的 不 同 ， 分 為 自 噴 采 油 和 機 械 采 油 兩 大 類型 。 如 果 油 層 具 有 足 夠 的 能 量 ， 不 僅 能 將 原 油 從 油 層 內(nèi) 驅(qū) 入 井 底 ， 而 且 還 能 夠?qū)?其 由 井 底 連 續(xù) 不 斷 地 舉 升 到 地 面 上 來 。 這 樣 的 生 產(chǎn) 井 ， 我 們 稱 它 為 自 噴 井 。用 這 種 自 噴 的 方 式 進 行 采 油 ，

9、 稱 其 為 自 噴 采 油 。 1、 自 噴 管 柱 井 筒 內(nèi) 只 下 油 管 柱 ， 簡 稱 光 油 管 ， 管 鞋 一 般 下 至 產(chǎn) 層 中 部 。 油 氣 是 沿油 管 被 升 舉 到 井 口 ， 所 以 該 管 柱 常 被 稱 為 自 噴 管 柱 。 油 管 是 采 油 工 業(yè) 專 用 的 高 壓 無 縫 鋼 管 ， 分 平 式 和 外 加 厚 兩 種 。 自 噴 管柱 常 用 2 1/2in平 式 ， 外 徑 為 73mm， 內(nèi) 徑 為 62mm。 3、 四 種 流 動 過 程 原 油 從 油 層 流 到 計 量 站 ， 一 般 要 經(jīng) 過 四 種流 動 過 程 ： （ 1）

10、原 油 沿 油 層 流 入 井 底 ； （ 2） 從 井 底 沿 井 筒 流 到 井 口 ； （ 3） 通 過 油 嘴 ； （ 4） 沿 地 面 管 道 流 至 計 量 站 。 四 種 流 動 過 程 各 自 遵 循 不 同 的 規(guī) 律 :沿 油 層 流 動 為 滲 流 ；沿 井 筒 的 流 動 為 垂 直 多 相 或 單 相 管 流 ；通 過 油 嘴 的 流 動 為 嘴 流 ； 沿 地 面 管 道 的 流 動 一 般 為 多 相 水 平 管 流 。 4、 自 噴 能 量 的 消 耗 自 噴 生 產(chǎn) 時 ， 原 油 的 流 動 主 要 是 受 地 層 滲 流 阻 力 、 井 筒 液 柱 重 力

11、 和 原 油與 井 筒 管 壁 的 摩 擦 阻 力 等 因 素 的 影 響 。 (1) 原 油 在 地 層 中 流 動 時 ， 主 要 能 量 消 耗 是 流 體 克 服 在 多 孔 介 質(zhì) 巖 石 中的 滲 流 阻 力 。 (2) 原 油 在 井 筒 中 流 動 時 ， 主 要 是 克 服 井 筒 內(nèi) 液 柱 重 力 和 原 油 與 井 筒 管 壁的 摩 擦 阻 力 。 液 柱 重 力 受 原 油 密 度 、 含 水 量 、 溶 解 氣 和 浮 力 等 影 響 。 原 油 與 井 筒 管 壁 的 摩 擦 阻 力 主 要 與 流 體 粘 度 大 小 有 關(guān) 。 (3) 原 油 通 過 油 嘴

12、時 要 消 耗 一 定 的 能 量 。 (4) 在 多 相 水 平 管 流 過 程 中 主 要 的 能 量 消 耗 是 ： 流 體 通 過 各 種 管 線 時 產(chǎn) 生 的 局 部 水 力 損 失 和 沿 管 線 流 動 的 沿 程 水 力 損 失 等 。 項 目 簡 介*井 口 安 全 截 斷 系 統(tǒng) 石 油 、 天 然 氣 的 采 氣 、 集 輸 是 天 然 氣 開 采 過 程 中 的 一 個 重 要 環(huán) 節(jié) 。 由 于天 然 氣 中 含 有 水 分 、 硫 化 氫 、 二 氧 化 碳 等 成 分 ， 在 采 氣 到 集 輸 過 程 中 ， 只 要有 一 個 環(huán) 節(jié) 引 起 故 障 或 失

13、控 ， 均 可 釀 成 重 大 事 故 。 在 天 然 氣 采 氣 及 集 輸 過 程 中 ， 除 采 氣 工 藝 參 數(shù) 的 自 動 控 制 外 ， 設(shè) 備 及 井口 在 生 產(chǎn) 過 程 中 出 現(xiàn) 意 外 的 自 動 保 護 系 統(tǒng) 也 是 采 氣 集 輸 中 的 一 個 重 要 環(huán) 節(jié) 。 只 有 充 分 利 用 現(xiàn) 在 的 自 動 控 制 及 安 全 保 障 系 統(tǒng) 結(jié) 合 在 一 起 ， 由 集中 控 制 ， 在 出 現(xiàn) 故 障 時 ， 各 施 其 職 ， 有 效 的 保 護 現(xiàn) 場 及 井 口 設(shè) 備 。 我 校 研 制 的 井 口 安 全 截 斷 保 護 裝 置 可 配 合 電

14、動 截 斷 閥 、 電 動 調(diào) 節(jié) 閥 等 執(zhí)行 設(shè) 備 來 集 中 控 制 集 輸 工 藝 ， 即 具 有 現(xiàn) 場 參 數(shù) 檢 測 ， 又 可 對 現(xiàn) 場 工 藝 路 線 控制 、 井 口 安 全 保 障 等 功 能 于 一 體 ， 對 采 氣 工 藝 具 有 重 要 作 用 。 系 統(tǒng) 功 能 與 原 理 說 明 ： 具 有 完善 的 監(jiān) 測 及 執(zhí) 行 能 力 ， 正 常 情 況 下 ，系 統(tǒng) 可 實 時 對 多 路 壓 力 、 多 路 溫 度 、氣 體 濃 度 、 火 警 信 號 、 流 量 信 息 、閥 位 信 息 、 閥 位 調(diào) 節(jié) 、 控 制 等 工 藝信 息 進 行 現(xiàn) 場 及

15、 遠 程 監(jiān) 測 、 記 錄 、計 算 和 判 斷 。 并 根 據(jù) 監(jiān) 測 到 的 信 息由 現(xiàn) 場 或 控 制 器 進 行 控 制 ，同 時 ， 通 過 現(xiàn) 場 總 線 直 接 傳 送 到 中央 控 制 站 ， 可 有 效 地 確 保 油 氣 輸 送及 開 采 過 程 的 安 全 。 單 井 現(xiàn) 場 安 裝 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖控 制 箱 PLC 分 離 器水 套 爐測 溫 測 壓 套井 口 壓 力 變 送 器火 焰 檢 測 器 入 管 網(wǎng)溫 度 變 送 器節(jié) 流 壓 力 變 送 器 （ 低 壓 點 ）采 氣 井 口 氣 缸 至 氣 缸 氣 源 井 口 切 斷 閥 HYZN-AQ-70/65井

16、 場 地 面 安 全 系 統(tǒng)220V 交 流 電 源電 磁 閥 控 制 線 路 空 氣 壓 縮 機(高 壓 點 ） 自 控 中 心 對 系 統(tǒng) 進 行 控 制PLC通 過 通 信 模 塊 傳 遞 實 時 數(shù) 據(jù)太 陽 能 電 源 24V 控 制 中 心 SCADA 集 輸 站 應(yīng) 用 案 例 無 人 值 守 單 井 -集 輸 站 應(yīng) 用 案 例 二 、 氣 舉 采 油氣 舉 采 油 站 氣 舉 采 油 工 藝 過 程 是 通 過 向 井 筒 內(nèi) 注 入 高 壓 氣 體 的 方 法 來 降 低 井 內(nèi) 注 氣 點 至地 面 的 液 柱 密 度 ， 以 減 小 地 層 與 井 底 的 壓 差 ，

17、使 油 氣 繼 續(xù) 流 出 ， 并 舉 升 到 地 面 。 氣 舉 是 在 油 井 停 噴 后 恢 復(fù) 生 產(chǎn) 的 一 種 機 械 采 油 方 法 ， 亦 可 作 為 自 噴 生 產(chǎn) 的 能量 補 充 方 法 幫 助 實 現(xiàn) 自 噴 。 典 型 氣 舉 系 統(tǒng) 如 圖 所 示 。 氣 舉 工 藝 所 需 設(shè) 備 ： 除 地 面 管 匯 及一 般 的 流 量 、 壓 力 計 量 和 監(jiān) 控 的 儀 表 外 ，主 要 是 地 面 的 壓 縮 機 站 和 井 中 的 氣 舉 閥 。圖 氣 舉 系 統(tǒng) 示 意 圖 1 氣 舉 采 油 的 優(yōu) 點 和 局 限 性 氣 舉 采 油 的 優(yōu) 點 ： （ 1）

18、 氣 舉 井 井 下 設(shè) 備 的 一 次 性 投 資 低 ， 尤 其 是 深 井 ， 一 般 都 低 于 其 它 機 械采 油 方 式 的 投 資 。 （ 2） 能 延 長 油 田 開 采 期 限 ， 增 加 油 井 產(chǎn) 量 。 （ 3） 氣 舉 采 油 的 深 度 和 排 量 變 化 的 靈 活 性 大 ， 舉 升 深 度 可 以 從 井 口 到 接 近井 底 ， 日 產(chǎn) 量 可 從 1m3以 下 到 3000m3以 上 。 （ 4） 大 多 數(shù) 氣 舉 裝 置 不 受 開 采 液 體 中 腐 蝕 性 物 質(zhì) 和 高 溫 的 影 響 。 （ 5） 井 下 無 摩 擦 件 ， 故 適 宜 于

19、含 砂 含 蠟 和 高 含 水 (95 )的 井 。 （ 6） 易 于 在 斜 井 、 定 向 井 、 叢 式 井 和 井 筒 彎 曲 的 井 中 使 用 ， 尤 其 適 合 于 氣油 比 高 的 井 。 （ 7） 維 持 生 產(chǎn) 的 費 用 大 大 地 低 于 其 它 類 型 機 械 采 油 方 式 ， 在 深 井 中 更 為 明 顯 。 （ 8） 產(chǎn) 量 可 以 在 地 面 控 制 ； 氣 舉 的 主 要 設(shè) 備 (壓 縮 機 組 )裝 在 地 面 ， 容 易 檢查 修 理 和 維 護 。 （ 9） 占 地 少 ， 適 合 于 居 民 區(qū) 和 海 上 油 田 。 氣 舉 局 限 性 ： (

20、1) 必 須 有 充 足 的 氣 源 。 雖 然 可 以 使 用 氮 氣 或 廢 氣 ， 但 與 使 用 當(dāng) 地 產(chǎn) 的 天然 氣 相 比 成 本 高 ， 且 制 備 和 處 理 困 難 。 (2) 氣 體 壓 縮 機 站 增 加 了 投 資 ， 基 本 建 設(shè) 費 用 高 。 (3) 采 用 中 心 集 中 供 氣 的 氣 舉 系 統(tǒng) 不 宜 在 大 井 距 的 井 網(wǎng) 中 使 用 。 但 目 前 已有 不 少 油 層 連 通 性 較 好 的 油 田 ， 釆 用 把 氣 頂 作 為 氣 源 ， 氣 舉 后 再 通 過 注 入 井 把氣 注 回 到 氣 頂 ， 解 決 了 這 個 問 題 。

21、(4) 使 用 腐 蝕 性 氣 體 氣 舉 時 ， 需 增 加 氣 體 的 處 理 費 用 和 防 腐 措 施 費 用 。 (5) 連 續(xù) 氣 舉 是 在 高 壓 下 工 作 ， 安 全 性 較 差 ； 在 注 氣 壓 力 下 ， 含 水 氣 體 易在 地 面 管 線 和 套 管 中 形 成 水 合 物 ， 影 響 氣 舉 的 正 常 工 作 。 (6) 套 管 損 壞 了 的 高 產(chǎn) 井 不 宜 采 用 氣 舉 。 (7) 乳 化 液 和 粘 稠 液 難 以 氣 舉 ， 因 此 不 適 合 用 于 原 油 含 蠟 高 和 粘 度 高 的 結(jié)蠟 井 和 稠 油 井 。 (8) 單 獨 用 于

22、小 油 田 和 單 井 的 效 果 較 差 。 2 氣 舉 方 式 根 據(jù) 補 充 能 量 是 否 連 續(xù) 進 行 ， 將 氣 舉 井 分 為 連 續(xù) 氣 舉 和 間 歇 氣 舉 兩 種 。（ ） 連 續(xù) 流 動 氣 舉 氣 體 連 續(xù) 地 通 過 油 、 套 環(huán) 形 空間 注 入 ， 經(jīng) 過 安 裝 在 最 深 部 的 氣 舉閥 進 入 油 管 ， 使 來 自 油 層 內(nèi) 的 流 體混 氣 。 注 入 氣 加 上 地 層 氣 使 進 入 油管 柱 內(nèi) 的 總 氣 量 增 加 ， 降 低 了 注 氣點 以 上 的 混 合 物 密 度 ， 使 流 體 被 連續(xù) 升 舉 到 地 面 。 連 續(xù) 氣

23、 舉 機 理 類 似 于 自 噴 井 。 圖 連 續(xù) 氣 舉 裝 置 示 意 圖 （ ） 間 歇 氣 舉 周 期 性 氣 舉 ， 即 注 入 一 定 時 間 的 氣 體 后 停 止 注 氣 ， 液 體 段 塞 被 升 舉 ， 并 快速 排 出 ； 同 時 地 層 油 聚 集 在 井 底 油 管 中 ， 隨 后 又 開 始 注 氣 ， 如 此 反 復(fù) 循 環(huán) 進 行 。 間 歇 氣 舉 的 注 氣 時 間 和 注 氣 量 一 般由 時 鐘 驅(qū) 動 機 構(gòu) 或 電 子 驅(qū) 動 進 行 控 制 。 間 歇 氣 舉 井 的 生 產(chǎn) 是 不 連 續(xù) 的 。 連 續(xù) 氣 舉 適 用 于 產(chǎn) 液 指 數(shù) 和

24、 井 底 壓力 高 的 中 高 產(chǎn) 量 井 。 間 歇 氣 舉 適 用 于 井 底 壓 力 低 、 產(chǎn) 液指 數(shù) 較 高 的 油 井 。 連 續(xù) 氣 舉 井 在 油 層 供 液 能 力 下 降 、井 底 液 量 聚 集 太 慢 時 ， 常 會 轉(zhuǎn) 為 間 歇 氣 舉 。 圖 間 歇 氣 舉 舉 升 過 程 (3) 腔 式 氣 舉 是 一 種 閉 式 氣 舉 、 間 歇 氣 舉 。 實 行 腔 室 氣 舉 時 ， 注 入 氣 進 入 腔 室 后 位 于被 舉 升 液 體 之 上 ， 在 注 入 氣 進 入 油 管 前 液 體 段塞 的 速 度 就 已 經(jīng) 達 到 或 接 近 舉 升 速 度 ，

25、從 而 可以 減 少 注 入 氣 的 竄 流 ， 也 就 是 減 少 了 注 入 損 失 。 大 多 數(shù) 腔 室 氣 舉 裝 置 可 分 為 雙 封 隔 器 及 插入 式 單 封 隔 器 兩 類 。 主 要 用 于 井 底 壓 力 低 ， 采油 指 數(shù) 高 的 油 井 。 A、 雙 封 隔 器 腔 室 氣 舉 進 行 氣 舉 時 ： a. 地 面 控 制 器 和 腔 室 閥 打 開 。 b. 井 液 通 過 打 開 的 固 定 閥 和 帶 眼 短 節(jié) 進 入 腔 室 。 c. 此 時 排 泄 孔 打 開 ， 使 分 離 的 溶 解 氣 能 從 靠 近腔 室 頂 部 位 置 進 入 油 管 ，

26、避 免 低 壓 氣 被 壓 縮 在 腔 室頂 部 而 阻 礙 井 液 進 入 。 d. 從 地 面 注 入 的 氣 體 在 井 下 打 開 工 作 閥 ， 從 腔室 內(nèi) 聚 集 的 液 體 上 部 進 入 ， 并 壓 縮 腔 室 內(nèi) 的 液 體 段塞 進 入 油 管 柱 內(nèi) ， 最 后 將 液 體 段 塞 舉 升 到 地 面 。 這 種 氣 舉 裝 置 能 確 保 集 液 容 積 大 ， 同 時 對 地 層作 用 的 回 壓 最 小 。 B、 插 入 式 單 封 隔 器 腔 室 氣 舉 井 下 安 裝 有 專 用 的 腔 室 氣 舉 工 作 閥 、 排 泄閥 及 集 液 腔 室 。 這 種 裝

27、 置 通 常 可 用 來 代 替 雙 封 隔 器 腔 室 氣舉 裝 置 用 于 裸 眼 完 井 或 長 射 孔 井 段 的 油 井 ， 以確 保 最 大 限 度 地 利 用 現(xiàn) 有 的 井 底 壓 力 。 但 插 入 式 單 封 隔 器 裝 置 的 尺 寸 較 小 ， 這 樣就 影 響 了 它 的 使 用 效 率 。 （ 4） 柱 塞 氣 舉 柱 塞 氣 舉 是 一 種 特 殊 類 型 的 間 歇 氣 舉方 式 ， 是 靠 柱 塞 推 動 上 部 的 液 柱 向 上 運 動 ，防 止 氣 體 的 竄 流 和 減 少 液 體 的 回 落 ， 提 高氣 體 舉 升 效 率 。 柱 塞 氣 舉 管

28、柱 的 最 下 端 為 油 管 卡 定 器 ，上 部 為 緩 沖 彈 簧 ， 用 來 緩 解 柱 塞 下 行 的 沖擊 力 ， 再 上 部 為 柱 塞 。 柱 塞 氣 舉 井 井 口 有 防 噴 管 和 手 動 捕 捉器 ， 用 來 回 收 和 下 入 柱 塞 。 圖 柱 塞 氣 舉 裝 置 油 管 卡 定 器緩 沖 彈 簧舉 升 氣 體油 管套 管刷 式 柱 塞液 體 段 塞 補 充 氣 管 線 至 分 離 器氣 動 薄 膜 閥時 間 周 期 控 制 器防 噴 管三 通手 動 捕 捉 器雙 針 壓 力 記 錄 儀總 閥 門壓 力 表 3、 氣 舉 井 下 裝 置 1） 井 下 注 氣 管 柱

29、 分 單 管 注 氣 管 柱 和 多 管 注 氣 管 柱 。 A、 單 管 注 氣 管 柱 開 式 管 柱 ： 底 部 敞 開 ， 沒 有封 隔 器 和 單 流 閥 ， 用 于 不 能使 用 封 隔 器 的 井 中 。 半 閉 式 管 柱 ： 下 面 有 封 隔 器 ，但 沒 有 單 流 閥 ， 封 隔 器 的 作用 是 防 止 地 層 液 體 進 入 封 隔器 以 上 注 氣 部 位 ， 主 要 用 于連 續(xù) 氣 舉 。 閉 式 管 柱 ： 下 部 有 封隔 器 和 單 流 閥 ， 可 防止 注 氣 進 入 地 層 ， 主要 用 于 間 歇 氣 舉 B、 雙 管 注 氣 管 柱 多 管 注

30、氣 ： 可 同 時 進 行 多 層 開 采 ， 下 部 為 一 單 管 封 隔 器 ， 上 部 為 一 雙 管 封 隔 器 。 （ 2) 氣 舉 閥 氣 舉 閥 是 氣 舉 采 油 系 統(tǒng) 的 關(guān) 鍵 部 件 ， 主 要 是 用 啟 動 注 氣 壓 力 ， 把 井 內(nèi)液 面 降 至 注 氣 點 的 深 度 ， 并 在 此 深 度 上 以 正 常 工 作 所 需 的 注 氣 壓 力 按 預(yù) 期的 產(chǎn) 量 進 行 生 產(chǎn) 。 氣 舉 閥 基 本 上 是 一 種 井 下 壓 力 調(diào) 節(jié) 器 。 閥 的 設(shè) 定 壓 力 在 由 彈 簧 或 波 紋 管 充 氣 來 調(diào) 節(jié) 。啟 閉 控 制 方 式 有

31、： A、 套 管 壓 力 控 制 B、 油 管 壓 力 控 制 C、 油 管 和 套 管 壓 力 兩 者 共 同 控 制目 前 常 用 的 氣 舉 閥 是 ： A、 充 氣 波 紋 管 式 氣 舉 閥 B、 彈 簧 負 載 式 氣 舉 閥 （ 1） 注 入 壓 力 (氣 力 )操 作 氣 舉 閥 A、 工 作 原 理 注 入 壓 力 操 作 氣 舉 閥 通 常 也 叫 套壓 操 作 閥 ， 是 最 常 用 的 氣 舉 閥 。 它 是一 種 由 注 入 氣 壓 力 作 用 在 波 紋 管 有 效面 積 上 使 閥 打 開 的 氣 舉 閥 ， 其 工 作 原理 如 右 圖 所 示 。 注 入 壓

32、力 作 用 在 大 面 積 上 ， 生 產(chǎn)壓 力 作 用 在 小 面 積 上 。 B、 開 啟 氣 舉 閥 平 衡 方 程 式 開 啟 氣 舉 閥 時 ， 力 平 衡 方 程 式 （ 閥的 開 啟 公 式 ） ： vtvbcbbt ApAApAp )( bvtbvcbt AApAApp )1(式 中 pbt氣 舉 閥 在 不 同 井 溫 下 腔 室 內(nèi) 充 氣 壓 力 ， MPa； pc作 用 于 波 紋 管 的 注 氣 壓 力 ， MPa； pt閥 嘴 處 的 生 產(chǎn) 壓 力 ， MPa； Ab波 紋 管 有 效 面 積 ， mm2； Av閥 嘴 有 效 面 積 ， mm2 。 式 中 1-

33、Av/Ab和 Av/Ab值 由 制 造 廠 家 提 供 C、 結(jié) 構(gòu) 分 固 定 式 和 可 投 撈 式 。 主 要 由 充 氣 腔 室 、 波 紋 管 、閥 桿 及 閥 嘴 和 單 流 閥 組 成 。 （ 2） 生 產(chǎn) 壓 力 （ 液 力 ） 操 作 氣 舉 閥 A、 工 作 原 理 ： 生 產(chǎn) 壓 力 作 用 在 大 面 積 上 ，注 入 壓 力 作 用 在 小 面 積 上 。 生 產(chǎn) 壓 力 操 作 氣 舉 閥 ， 通 常 也 叫 油 壓 操作 閥 ， 是 一 種 對 生 產(chǎn) 壓 力 (油 管 壓 力 )比 較 敏 感的 氣 舉 閥 ， 它 的 打 開 和 關(guān) 閉 主 要 由 閥 深 度

34、 處 的油 管 壓 力 所 決 定 。 生 產(chǎn) 壓 力 操 作 閥 主 要 應(yīng) 用 在 ：(1)采 用 同 一 環(huán) 空 氣 源 的 多 層 氣 舉 ； (2)間 歇 氣舉 ； (3)注 氣 點 深 、 注 氣 壓 力 相 對 較 低 的 井 ；(4)大 尺 寸 油 管 井 ； (5)地 面 注 氣 壓 力 低 的 井 ； (6)舉 升 深 度 不 清 楚 的 井 。 bbtvbtvc ApAApAp )(B、開啟氣舉閥的力平衡方程式：bvbvcbvbtt AAAApAApp 11 關(guān) 閉 時 pbt=pt式 中 ： pc與 閥 嘴 接 觸 的 注 入 壓 力 ， MPa； p t與 波 紋 管

35、 接 觸 的 生 產(chǎn) 壓 力 ， MPa； pbt腔 室 內(nèi) 壓 力 或 彈 簧 負 載 力 ， MPa； Av閥 嘴 有 效 面 積 ， mm2； Ab波 紋 管 有 效 面 積 ， mm2。 C、 結(jié) 構(gòu) 與 注 入 壓 力 操 作 閥 基 本 相 同 （ 見 右 圖 ） 。 不 同 之處 在 于 生 產(chǎn) 壓 力 操 作 閥 具 有 一 個 反 向 閥 座 密 封 裝 置 。這 種 反 向 閥 座 密 封 裝 置 可 以 保 證 注 入 壓 力 作 用 于 小 閥孔 面 積 上 ， 生 產(chǎn) 壓 力 作 用 于 波 紋 管 大 面 積 上 。 3） 氣 舉 工 作 筒 分 為 固 定 式 工

36、 作 筒 和 可 撈 式 偏 心 工 作 筒 ， 主 要 用 來 安 裝 氣 舉 閥 。 固 定 式 工 作 筒 氣 舉 閥 裝 在 筒 外 ， 調(diào) 整 閥 時 必 須 起 出 油 管 ； 偏 心 可 投 撈 式 工 作 筒 氣 舉 閥 裝 在 筒 內(nèi) ， 調(diào) 整 閥 時 可 用 專 用 投 撈 工 具 進 行 ， 不 用 起 出 油 管 。 （ 1） 固 定 式 工 作 筒 由 油 管 短 節(jié) 和 連 接 固 定 式 氣 舉 閥 的 上 、 下 凸 緣 接 頭 組 成 ， 氣 舉 閥 坐 于 兩 個 凸緣 之 間 ， 通 過 凸 緣 與 油 管 連 通 。 （ 2） 可 投 撈 式 偏 心

37、工 作 筒 A、 標(biāo) 準(zhǔn) 型 偏 心 工 作 筒 由 主 體 、 偏 心 塊 、 扶 正 體 等 部 分 組 成 。 在 閥 筒 外側(cè) 壁 上 (即 套 管 壁 方 向 )有 進 氣 孔 ， 其 下 部 與 油 管 內(nèi) 腔連 通 。 主 體 橫 斷 面 成 橢 圓 形 ， 主 體 一 側(cè) 有 一 個 側(cè) 孔 ，作 為 安 裝 可 投 撈 式 氣 舉 閥 的 位 置 。 B、 套 管 采 油 用 偏 心 工 作 筒 閥 筒 在 內(nèi) 側(cè) 壁 上 ， 即 在 油 管 方 向 有 進 氣 孔 ， 其 下 部與 油 、 套 管 環(huán) 空 連 通 。 4) 偏 心 投 撈 工 具 為 投 撈 式 偏 心 氣

38、 舉 閥 配 套 使 用 工 具 。 （ 1） 偏 心 投 撈 工 具 組 合 (2) 投 撈 器 5) 柱 塞 氣 舉 井 下 工 具 A、 柱 塞 采 用 尼 龍 毛 刷 軟 密 封 結(jié) 構(gòu) ， 內(nèi) 有 一 單流 閥 。 起 舉 升 液 體 的 作 用 。 B、 卡 定 器 起 限 定 活 塞 運 動 深 度 的 作 用 C、 緩 沖 器 安 裝 在 卡 定 器 上 面 ， 用 以 緩 沖 柱 塞 下落 井 底 的 力 ， 同 時 用 來 撞 擊 閥 桿 ， 關(guān) 閉 柱塞 內(nèi) 部 網(wǎng) 孔 。 D、 井 口 防 噴 盒 緩 沖 柱 塞 上 升 至 井 口 的 沖 擊 力 和 避 免撞 擊 柱

39、 塞 內(nèi) 的 閥 ， 以 打 通 柱 塞 通 道 ， 使 柱塞 順 利 下 落 ， 捕 捉 氣 舉 閥 。 6)壓 縮 機 7） 時 間 周 期 控 制 器 間 歇 氣 舉 用 來 設(shè) 定 和 調(diào) 節(jié) 注 氣 時 間 和 注 氣 循 環(huán) 周 期 ， 有 機 械 時 和 電 子 時 。 8) 氣 動 薄 膜 閥 與 時 間 周 期 控 制 器 配 合 ， 用 于 控 制 注 氣 量 的 大 小 或 開 關(guān) 注 氣 管 線 。 9） 注 氣 壓 力 控 制 閥 穩(wěn) 定 注 氣 壓 力 三 、 氣 舉 采 油 地 面 流 程 及 設(shè) 備 1 地 面 工 藝 流 程 氣 舉 采 油 的 高 壓 氣 源

40、 有 兩 種 ： 一 種 是 利 用 高 壓 氣 井 提 供 的 天 然 氣 優(yōu) 點 是 充 分 利 用 天 然 能 量 ， 投 資 少 ;缺 點 是 隨 著 氣 井 壓 力的 下 降 ， 需 要 不 斷 地 調(diào) 整 氣 舉 閥 的 設(shè) 計 數(shù) 據(jù) ， 當(dāng) 氣 井 壓 力 下降 到 一 定 程 度 時 ， 氣 舉 采 油 將 被 迫 停 止 。 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 第 二 種 是 用 壓 縮 機 增 壓 氣 舉 ， 這 是 目 前 應(yīng) 用 最 普 遍的 一 種 方 式 。 1） 利 用 高 壓 氣 井 做 氣 源 的 地 面 工 藝 流 程 將 一 口 或 多 口 高 壓 氣

41、井 的 天 然 氣 集 中 進 行 處 理 后 ， 再 分 到 氣 舉 井 ，圖 2 25為 典 型 的 利 用 高 壓 氣 井 作 氣 源 的 氣 舉 采 油 地 面 工 藝 流 程 示 意 圖氣 源 井 的 高 壓 天 然 氣 通 過 分 離 器 除 去 天 然 氣 中 的 凝 析 油 和 水 分 ， 再 通 過壓 力 控 制 和 流 量 控 制 將 凈 化 的 高 壓 天 然 氣 送 往 氣 舉 井 ， 流 程 中 有 加 熱系 統(tǒng) ， 以 保 證 冬 季 正 常 生 產(chǎn) 。 這 種 流 程 的 特 點 是 可 充 分 利 用 氣 源 井 的 天然 能 量 ， 投 資 少 、 成 本 低

42、 ； 缺 點 是 氣 舉 生 產(chǎn) 受 氣 源 井 的 供 氣 壓 力 影 響 ，難 以 長 期 維 持 生 產(chǎn) 。 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 圖 2 25 利 用 高 壓 氣 井 做 氣 源 的 氣 舉 采 油 地 面 工 藝 流 程 圖 1一 高 壓 分 離 器 ； 2一 緩 沖 罐 ； 3一 熱 水 泵 ； 4一 水 套 爐 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 2) 增 壓 氣 舉 地 面 工 藝 流 程 增 壓 氣 舉 工 藝 ， 有 開 式 增 壓 氣 舉 流 程 和 閉 式 增 壓 氣 舉循 環(huán) 流 程 兩 種 。 前 者 是 用 壓 縮 機 將 低 壓 天 然 氣 增 壓

43、 后 供 氣舉 井 采 油 ； 后 者 將 氣 舉 井 分 離 出 的 天 然 氣 再 返 回 壓 縮 機 站 ，經(jīng) 處 理 后 ， 通 過 壓 縮 機 增 壓 ， 供 氣 舉 井 使 用 。 閉 式 增 壓 主 要 有 低 壓 氣 處 理 系 統(tǒng) 、 壓 縮 機 增 壓 系 統(tǒng) 、注 氣 分 配 系 統(tǒng) 三 大 部 分 組 成 ， 工 藝 流 程 如 圖 2 26所 示 。 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 2 26 增 壓 氣 舉 地 面 流 程 方 框 圖 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備(1) 低 壓 氣 處 理 系 統(tǒng) 低 壓 氣 處 理 系 統(tǒng) 包 括 氣 液 分 離 和 天

44、然 氣 處 理 。 在 氣 舉工 藝 流 程 中 ， 必 須 對 天 然 氣 進 行 脫 水 處 理 。 常 規(guī) 的 方 法 是用 固 體 干 燥 劑 吸 附 法 和 溶 劑 吸 收 法 。u 固 體 干 燥 劑 吸 附 法 采 用 較 多 的 是 分 子 篩 吸 附 脫 水 ， 特點 是 脫 水 效 果 好 ， 但 設(shè) 備 投 資 大 、 操 作 費 用 高 、 能 耗 高 。u 吸 收 法 目 前 廣 泛 使 用 的 是 三 甘 醇 吸 收 脫 水 ， 它 的 能 耗小 、 費 用 低 ， 使 用 壽 命 長 、 損 失 量 小 、 成 本 低 ， 氣 舉 工 藝氣 的 處 理 常 采 用

45、 三 甘 醇 吸 收 脫 水 工 藝 。 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 對 需 要 進 行 脫 輕 烴 處 理 ， 目 前 大 都 采 用 冷 凝 法 ：u一 種 是 用 致 冷 劑 致 冷 ， 油 田 上 常 用 氨 作 致 冷 劑 ， 其 優(yōu) 點 是 價格 便 宜 ， 單 位 容 量 致 冷 量 大 ， 泄 漏 時 容 易 發(fā) 現(xiàn) ； 缺 點 是 氨 在 空氣 中 達 到 一 定 濃 度 時 會 燃 燒 爆 炸 ， 且 對 人 有 一 定 毒 性 ， 對 銅 和銅 合 金 有 腐 蝕 作 用 。u二 是 氣 體 膨 脹 致 冷 ， 將 具 有 一 定 壓 力 、 一 定 溫 度 的

46、天 然 氣 經(jīng)過 節(jié) 流 閥 或 膨 脹 機 急 劇 膨 脹 ， 使 其 壓 力 降 低 ， 溫 度 降 低 ， 然 后再 用 降 低 了 溫 度 的 天 然 氣 與 燃 料 氣 換 熱 ， 在 低 溫 下 使 燃 料 氣 中的 C3以 上 重 組 分 凝 析 脫 出 。 由 于 膨 脹 致 冷 工 藝 流 程 簡 單 、 致 冷 量 大 ， 因 此 國 內(nèi) 外 各 油 田 廣 泛 用 于 天 然 氣 的 脫 輕 烴 處 理 。 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 (2) 壓 縮 機 增 壓 系 統(tǒng) 主 要 由 壓 縮 機 、 風(fēng) 動 儀 表 輔 助 系 統(tǒng) 、 穩(wěn) 壓 閥 、 閥 組 等 組

47、成 。 低 壓 天 然 氣 經(jīng) 壓 縮 機 增 壓 后 ， 經(jīng) 閥 組 輸 往 各 輸 氣 干 線 ，各 輸 氣 干 線 設(shè) 有 穩(wěn) 壓 閥 和 流 量 計 ， 用 以 穩(wěn) 定 輸 氣 壓 力 和 計 量輸 氣 量 。 壓 縮 機 站 為 易 燃 易 爆 場 所 ， 所 有 儀 器 儀 表 及 控 制 系統(tǒng) 均 應(yīng) 盡 量 采 用 氣 動 裝 置 ， 另 外 天 然 氣 發(fā) 動 機 的 啟 動 也 需 氣體 ， 因 此 ， 風(fēng) 動 儀 表 輔 助 系 統(tǒng) 是 不 可 少 的 。 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 (3) 注 氣 分 配 系 統(tǒng) 注 氣 分 配 系 統(tǒng) 一 般 設(shè) 置 在 計

48、量 站 ， 由 壓 縮 機 站 供給 的 高 壓 氣 經(jīng) 輸 氣 干 線 輸 送 到 計 量 站 ， 經(jīng) 注 氣 分 配 閥組 分 配 到 氣 舉 井 去 ， 注 氣 分 配 閥 組 主 要 由 高 壓 閥 門 、氣 體 流 量 計 量 儀 表 、 氣 體 流 量 控 制 閥 等 組 成 。 氣 舉 原 理 及 氣 舉 設(shè) 備 2 氣 舉 壓 縮 機 壓 縮 機 是 氣 舉 采 油 系 統(tǒng) 的 “ 心 臟 ” ， 是 氣 舉 采 油 的主 要 設(shè) 備 。 氣 舉 壓 縮 機 一 般 選 用 往 復(fù) 式 壓 縮 機 ， 它 的 特 點是 壓 比 高 、 排 量 大 、 適 應(yīng) 性 強 。 往 復(fù)

49、 式 壓 縮 機 有 整 體 式 和分 體 式 兩 種 ， 整 體 式 壓 縮 機 的 壓 縮 機 和 發(fā) 動 機 連 在 一 起 ，用 同 一 根 曲 軸 工 作 ， 特 點 是 轉(zhuǎn) 速 低 、 功 率 大 、 質(zhì) 量 大 、 運輸 困 難 ； 分 體 式 壓 縮 機 的 壓 縮 機 和 發(fā) 動 機 是 分 開 的 ， 中 間用 聯(lián) 軸 器 連 接 ， 優(yōu) 點 是 轉(zhuǎn) 速 較 高 ， 壓 縮 機 、 發(fā) 動 機 、 空 氣冷 卻 器 可 拆 卸 ， 便 于 運 輸 。 目 前 ， 我 國 現(xiàn) 場 使 用 的 大 部 分 為 分 體 式 往 復(fù) 壓 縮 機 。 This part is end！