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1、井下作业教材,目 录第一章 井下作业设备第二章 井下作业施工常规作业工序第三章 油井（检泵）作业第四章 常规注水井作业第十二章 压 裂第十三章 油水井大修,井下作业设备是用来对井下管柱或井身进行维修或更换而提供动力的一套综合机组。它包括动力机、传动设备、绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、泥浆泵和其它辅助设备。,第一章 井下作业设备,修井机或通井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源，按其运行结构分为履带式和轮胎式两种形式。履带式修井机一般不配带井架，其动力越野性好，适用于低洼泥泞地带施工。轮胎式修井机一般配带自背式井架，行走速度快，施工效率高，适合快速搬迁的需要，但在低
2、洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井场相对受到限制。,第一节 修井机,油田使用的轮胎式修井机型号较多，目前现场使用较多的有XJ350型、XJ250型、库泊LTO350型、英格索兰350型和KREMCO120。 履带式修井机一般通称通井机，其实是一种履带式自走型拖拉机经改装添加滚筒而成。目前常用的修井机型号有兰州通用机械厂制造的红旗100型，鞍山红旗拖拉机制造厂制造的AT10型，青海拖拉机制造厂制造的XT12，XT15型等型号。,井架是支撑吊升系统的构件，常用的井架可分为固定式井架和车载式井架两种，在常规作业和油水井增产增注措施作业施工中，经常使用固定式井架；在油水井大修作业施工中，经常使用车
3、载式井架。,第二节 井架、 天车、游动滑车、大钩,天车和游动滑车是吊升系统的两个部件,通过纲丝绳的反复上下穿绕把它们连成一个定、动滑轮组合。最后一道纲丝绳绕过天车轮后，绳头放下缠绕在绞车滚筒上，从天车轮另一端下来的纲丝绳则把它固定在井架下的死绳固定器上。天车、游动滑车、钢丝绳三个部件把绞车、井架以及钻、管柱联系起来，以实现起下作业。,大钩是修井机游动系统的主要设备之一。它的作用是悬挂水龙头并通过吊环、吊卡悬挂钻柱、套管柱、油管柱，并完成修井作业及其他辅助施工。 游车大钩为游动滑车与大钩组成为一体的整体结构型式，其游车为单轴式，大钩为三钩。,水龙头是修井机旋转系统的一个部件。它上部悬挂在大钩上，
4、下部通过方钻杆与钻柱相连接，在循环修井工作液的同时悬挂钻柱，并保证钻柱旋转。一、水龙头的作用1、有足够的承载能力悬挂钻杆柱；2、能保证在有悬挂钻杆柱的情况下正常旋转；3、要具有高压密封循环修井工作液通道的功能。,第三节 水龙头,二、水龙头的形式 水龙头的结构如图3-10所示。从承载能力区分，水龙头有轻型和重型两种形式；从有无动力区分，水龙头可分为无动力水龙头及动力水龙头。目前在修井施工中普遍使用的是无动力水龙头。,转盘是修井施工中驱动钻具旋转的动力来源。修井时用修井机发动机为主动力，带动转盘转动，转盘则驱动钻具转动，用来进行钻、磨、铣、套等作业，完成钻水泥塞、侧钻、磨铣鱼顶及倒扣、套铣、切割管
5、柱等施工。 大修中常用的转盘按结构形式可分为船形底座转盘和法兰底座转盘两种形式。,第四节 转盘,在大修和井下作业施工过程中，泥浆泵主要用于循环修井工作液，完成冲洗井底，冲洗鱼顶等项作业施工。一般有条件的井场可配备电驱动泥浆泵，无电源情况下，配备柴油机驱动的泥浆泵。,第五节 泥浆泵,一、钢丝绳在井下作业施工中，一般常用19mm（3/4）和22mm（7/8）钢丝绳作滚筒与游动滑车之间的连结大绳，使修井机滚筒、井架天车、游动滑车及大钩连结成为统一的吊升系统，将滚筒的转动力转变为游动系统的提升力，完成井下作业施工的各种工艺管柱的起下和悬吊井口设备等作业。,第六节 钢丝绳、吊环、吊卡,钢丝绳的另外用途，
6、是用于井架绷绳，固定稳定井架，使井架能承载井下作业管柱负荷。钢丝绳在井下作业施工中还用于牵引拖拉起吊设备时的承力、承重绳套。,二、吊环 吊环是起下钻管柱时连接大钩与吊卡用的专用提升用具。 吊环成对使用，上端分别挂在大钩两侧的耳环上，下端分别套入吊卡两侧的耳孔中，用来悬挂吊卡。,三、吊卡 吊卡是用来卡住并起吊油管、钻杆、套管等的专用工具，在起下管柱时，用双吊环将吊卡悬吊在游车大钩上，吊卡再将油管、钻杆、套管等卡住，便可进行起下作业。修井施工中常用的吊卡一般有侧开活门式和月牙式两种吊卡。,井下作业施工是多工种多设备联合作业的大型施工，只有做好大量的准备工作后，才能按期开工。井下作业施工准备的质量直
7、接关系到整体作业质量和施工效果，因此要充分认识到施工准备在井下作业施工中的重要性。此章的主要内容包括作业设计、井场调查、搬迁安装、立井架、穿大绳、校正井架、吊井口房、吊驴头、安装井口控制装置、搭操作台、搭油管桥、连接地面管线及安全检查等内容。,第二章 井下作业施工常规作业工序,第一节 施工准备,起下管柱是指用吊升系统将井内的管柱提出井口,逐根卸下放在油管桥上,经过清洗、丈量、重新组配和更换下井工具后,再逐根下入井内的过程。 可分为不压井起油管下、压井起下油管两种工艺。,第二节 起下管柱,组配管柱是指按照施工设计给出的下井管柱的规范、下井工具的数量和顺序、各工具的下入深度等参数，在地面丈量、计算
8、、组配的过程。采油、采气、注水、油层改造和修井施工都要下入不同结构的管柱，并通过下入井内的工具来完成施工设计目的。各种不同的下井管柱都需要在地面预先组配好，并严格按照下井顺序编号，在油管桥上摆放整齐，按顺序下入井内。,第三节 组配管柱,压井是将具有一定性能和数量的液体泵入井内，依靠泵入液体的液柱压力相对平衡地层压力，使地层中的流体在一定时间内不能流入井筒，以便完成某项作业施工。 替喷是用具有一定性能的流体将井内的压井工作液置换出来，并使油、气井恢复产能的过程。,第四节 压井和替喷,探砂面是下入管柱实探井内砂面深度的施工。通过实探井内的砂面深度，可以为下步下入的其它管柱提供参考依据，也可以通过实
9、探砂面深度了解地层出砂情况。如果井内砂面过高，掩埋油层或影响下步要下入的其它管住，就需要冲砂施工。 冲砂是向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉砂冲散，利用液流循环上返的携带能力，将冲散的砂子带到地面的施工。冲砂方式一般有正冲砂、反冲砂和正反冲砂三种。,第五节 探砂面 冲砂,洗井是在地面向井筒内打入具有一定性质的洗井工作液，把井壁和油管上的结蜡、死油、铁锈、杂质等脏物混合到洗井工作液中带到地面的施工。洗井是井下作业施工的一项经常项目，在抽油机井、稠油井、注水井及结蜡严重的井施工时，一般都要洗井。,第六节 洗井,1、正洗井 洗井工作液从油管打入，从油套环空返出。正洗井一般用在油管结蜡严重的井。2
10、、反洗井 洗井工作液从油套环空打入，从油管返出。反洗井一般用在抽油机井、注水井、套管结蜡严重的井。,用规定外径和长度的柱状规，下井直接检查套管内径和深度的作业施工，叫做套管通井。套管通井施工一般在新井射孔、老井转抽、转电泵、套变井和大修井施工前进行，通井的目的是用通井规来检验井筒是否畅通，为下步施工做准备。通井常用的工具是通井规和铅模。,第七节 通井 、刮蜡、刮削,下入带有套管刮蜡器的管柱，在套管结蜡井段上下活动刮削管壁的结蜡，再循环打入热水将刮下的死蜡带到地面，这一过程叫刮蜡（套管刮蜡）。 套管刮削是下入带有套管刮削器的管柱，刮削套管内壁，清除套管内壁上的水泥、硬蜡、盐垢及炮眼毛刺等杂物的作
11、业。套管刮削的目的是使套管内壁光滑畅通，为顺利下入其它下井工具清除障碍。,油水井发生套管外壁与水泥环或水泥环与井壁之间的串通，称为套管外串槽。发生管外串槽后，分层采油和注水以及分层改造措施无法实现，严重影响到油田的开采速度和最终采收率。,第八节 找串、验串,找串 通过测井和井下作业施工等方法，落实确定管外串槽层位和井段的过程叫做找串。找串方式可分为声幅测井找串、同位素找串、封隔器找串。验串 验串是通过井下作业施工的方式，下入封隔器管柱，通过套压法或套溢法具体验证某一井段套管外是否串通的施工。 找串和验串都为下一步封堵串槽井段提供依据。,气举是使用高压气体压缩机向井内打入高压气体，用高压气体置换
12、井筒内液体的施工方法。气举的目的是大幅度降低井底的回压，使地层中的流体流入井筒。气举一般用在试油施工的诱喷和求产、酸化施工的排酸、气井压井施工后的诱喷、低压井压裂后返排等施工。按气举方式可分为正举、反举两种工艺。 液氮排液是一种安全的气举施工，是使用专用的液氮车将低压液氮转换成高压液氮，并使高压液氮蒸发注入井中，替出井内的液体。,第九节 气举和液氮排液气举,从地层中开采石油的方法可分为两大类：一类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法；另一类是由于地层本身能量不足，必须人为地用机械设备给井内液体补充能量，才能将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法。目前，油田人工举升方式主要有
13、气举、有杆泵采油和无杆泵采油。,第三章 油井（检泵）作业,有杆泵采油包括抽油机有杆泵和地面驱动螺杆泵。无杆泵采油包括电动潜油泵、水力活塞泵、射流泵等。无论采用什么举升采油方式，由于油田开发方案调整、设备故障等原因，需要进行检（换）泵作业。本章着重介绍抽油机有杆泵（简称抽油泵）、地面驱动螺杆泵（简称螺杆泵）、电动潜油泵（简称电潜泵）、水力活塞泵的作业方法。,抽油机有杆泵采油是将抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给抽油泵，抽油泵活塞上下运动带出井内液体的采油方式，是目前各油田应用最广泛的一种人工举升采油方式，约占人工举升井数的90%左右。它主要由抽油机、抽油泵、抽油杆及配套工具所组成。 由于井下抽
14、油泵发生故障应进行检泵。两次检泵之间的时间间隔称为检泵周期。油井的产量、油层压力、油层温度、出气出水情况、油井的出砂结蜡、原油的腐蚀性、油井的管理制度等诸多因素都会影响检泵周期的长短。,第一节 检（换）抽油泵,抽油井由于事故检泵的原因一般有以下几种：1、油井结蜡造成活塞卡、凡尔卡，使抽油泵不能正常工作或将油管堵死。2、砂卡、砂堵检泵。3、抽油杆的脱扣造成检泵。4、抽油杆的断裂造成检泵。5、泵的磨损漏失量不断增大，造成产液量下降，泵效降低，需检泵施工。,6、抽油杆与油管发生偏磨，将油管磨坏或将接箍、杆体磨断，需检泵施工。7、油井的动液面发生变化，产量发生变化，为查清原因，需检泵施工。8、根据油田
15、开发方案的要求，需改变工作制度换泵或需加深或上提泵挂深度等。9、其它原因：如油管脱扣、泵筒脱扣、衬套乱、大泵脱接器断脱等造成的检泵施工等。,检泵作业施工主要包括以下施工工序：施工准备、洗井、压井、起抽油杆柱、起管柱、刮蜡、通井、探砂面、冲砂、配管柱、下管柱、下抽油杆柱、试抽交井、编写施工总结等。,螺杆泵作为一种机械采油设备，它具有其它抽油设备所不能替代的优越性，它主要适用于稠油、含砂、高含气井的开采，具有体积小、安装方便、无污染、能耗低等易于推广的重要特征。近几年来随着高粘度原油的开采和三次采油的发展，螺杆泵采油得到了较大规模的应用，随之螺杆泵井的作业工作量也在不断地增加，作业技术也在不断地发
16、展。,第二节 螺杆泵井作业,螺杆泵采油系统按不同驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两大类。目前油田常用的是地面驱动井下单螺杆泵采油系统，主要有电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具等四部分组成，见图58所示。,螺杆泵井检泵一般事故原因：1）泵损坏，引起检泵。 2）杆断脱，引起检泵。3）油管脱落，引起检泵。 4）蜡堵，引起检泵。,螺杆泵井作业施工内容主要包括编写施工设计、施工准备、施工过程、施工验收等。施工过程的主要工序包括热洗、压井、起原井管柱、通井、刮削、冲砂、连接井下工具、下管柱、坐封锚定工具、下杆柱、替喷、安装地面机组、提防冲距、试运转和交井等。,潜油电泵全称电动潜油离心泵，简称电泵，是将潜油电机和离心泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下举升设备。潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器、控制柜和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。近些年来，国内外潜油电泵举升技术发展很快，在油田生产中，特别是在高含水期，大部分原油是靠潜油电泵生产出来的。电潜泵在非自喷高产井或高含水井的举升技术中将起重要的作用。,
