井下维修作业工具大全

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1、井下作业工具,在石油与天然气勘探开发中，井下作业是石油工程技术系列的重要组成部分，主要从事油气井的中途及完井测试、新井投产、酸化压裂、冲砂防砂、修井、检泵换泵等作业施工。,一、油水井井下作业的种类,什么是井下作业？,一、油水井井下作业的种类,井下作业的作用是什么？,修井的目的及方针修井是指为恢复井的正常生产或提高井的生产能力，对它所进行解除故障的作业和实施措施。亦称为井下作业。（凡需要起下油水（气）井管柱的各种施工，在矿场上统称为井下作业。）,一、油水井井下作业的种类,井下作业的作用是什么？,修井的目的就是要保证油水（气）井的正常工作，完成各种井下作业，提高井的利用率和生产效率，以最大限度增加

2、井的产量。（维护油水（气）井的正常生产，处理井下故障，改变生产层位或采油方式，提高油层的生产能力，延长生产井的免修周期。）修井的任务：（维护、修理、油层改造三大任务）,一、油水井井下作业的种类,A、完井； B、分采分注；（机堵、水井分层注水） C、检、下泵； D、油层改造；（压裂、酸化、调剖、解堵、化堵等） E、事故处理；（大修、小修的解卡等） F、验串、找漏、封堵； G、动管柱测试；（检测井） H、生产方案调整；（换大小泵、泵加深、上提泵挂、改电泵、电泵改抽、调层、油转注、水井改抽等） I、试油、试气； G、大修；（解卡、打捞、套管整形、套管补贴、取换套、电泵打捞、侧钻、油水井报废等）,修井

3、作业十项基本内容,6,井下作业主要施工方式 （1）起下作业利用井架和修井机通过提升系统将井内管柱或杆柱进行起下施工。 （2）循环冲洗利用泵进行洗井、冲砂、压井或压裂、酸化、封堵等施工。 （3）旋转钻进利用转盘和钻柱及井下工具进行套、磨铣、侧钻、钻水泥塞、造扣和倒扣等施工。,7,1、井下作业常用设备提升设备：修井机、通井机、井架、滑轮组。循环设备：动力机、泥浆泵、水龙头和附属管路配件。旋转设备：转盘和附属工具。,常用设备和工具,8,2、水龙头作用水龙头由转动部分和固定部分组成。固定部分和提升大钩相联,转动部分连接方钻杆，并随整个钻柱在转盘的带动下旋转，常用于钻进时循环泥浆以携带碎屑和冷却钻具，还

4、可用于冲砂和其他作业。3、修井转盘作用用来带动方钻杆旋转井下钻具，在处理事故时，用于进行套铣、倒扣、磨铣、刮削、钻水泥塞等旋转作业施工项目。,9,修井水龙头,4、水龙带水龙带可与水龙头配套使用，在钻进中循环泥浆、冲砂等情况下传输动力液。使用水龙带时不能超过其最高的工作压力。 使用注意事项解堵、压井等项施工时一定要考虑水龙带的额定承压，严禁超压施工；酸化施工、气举时不能使用水龙带；酸化、压裂施工后返排严禁作用水龙带；冬季使用后要排空水龙带内的残液以防冻住造成堵塞。,5、指重表指重表主要是记录和显示起重大绳的拉力，以防超过提升系统或者井下管柱的安全负荷而造成生产事故。目前有液压式、拉力式和电子式三

5、种 指重表只是显示单股绳的拉力，施工时要按滑轮组的有效绳数乘以读数来确定负荷。目前习惯用法：电子、液压式指重表直接显示井下悬重。拉力计需要通过滑轮组的有效绳数计算。,13,拉力计,14,八股绳子,15,指 重 表,一、油水井井下作业的种类,油水井井下作业根据施工目的的不同，可以分为几种:,一、维护性作业施工,如：抽油机井检泵作业施工（包括检换小泵施工）；电泵井的检电泵施工；螺杆泵检泵、注水井的重配施工，同时油水井井下调查、处理、其它、小修等施工项目均属于维护性作业施工。,一、油水井井下作业的种类,二、措施性作业施工,如：抽油机井换大泵施工、新井下泵、措施后下泵、油水井压裂、报废、酸化、解堵、机

6、堵、化堵、补孔、抽改电、电改抽、抽改螺、电改螺；水井的试配、调整、调剖、试验等施工项目均属于措施性作业施工。,一、油水井井下作业的种类,三、大修作业,修井的主要对象维护或措施中处理不了的事故，受到设备、技术等因素的制约，例如套管损坏或变形，以及井下管柱及工具事故等。目前修井技术主要分为十二大类：检测、打捞、切割、倒扣、刮削、补接、补贴、钻铣磨、震击、整形、侧钻、辅助等。,一、油水井井下作业的种类,小修作业现场,一、油水井井下作业的种类,小修作业现场,一、油水井井下作业的种类,大修作业现场,一、油水井井下作业的种类,大修作业现场,一、油水井井下作业的种类,大修作业现场,什么叫井下工具？凡是井下施

7、工作业所需用的下井工具统成为井下工具。井下工具大体分为井下作业施工工具、井下生产工具、作业大修工具三大类。井下作业施工工具一般有通井规、刮削器、通管规、冲砂笔尖、冲砂凡尔及简单的打捞工具。井下生产工具一般有油管、抽油杆、深井泵、封隔器、配水器、油管锚、安全节头、丢手器、筛管及各类防砂管。作业大修工具一般有钻杆、套铣管、铣锥、胀管器、磨鞋、套管整形器、公锥、母锥。,井下常用作业工具,井下工具是油气田开发完井及修井作业实现的基本 手段之一，是油气田开采工艺主要组成部分，对油气田 高效开发起着主要支撑作用。（一）井下工具分类一般分为两大类1、油气井完井工具封隔器、控制工具、扶正防磨工具。2、油气井配

8、套打捞及修井作业工具管柱打捞配套工具、钢丝打捞配套工具、修井作业 配套工具。,凡是井下施工作业所需用的下井工具统成为井下工具。,（二）井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法,（三）井下工具设计基本要求,1、满足油气田开发工艺技术要求； 2、满足油气田流体介质腐蚀要求； 3、满足油气田特殊完井工艺要求； 4、井下工具设计越简单越好；,油田井下工具设计属于特殊机械设计，国内目前还没有系统设计教材，必须在矿厂实践中不断摸索发展，逐步形成油气田井下工具设计体系。,（四）井下工具设计基本技巧,1、下入套管工具设计 （1）通井规一般小于套管内径68mm （2）工具最大外径小于通井规外径12mm （3）封隔器

9、密封元件（胶筒）小于工具最大外径12mm 2、下入油管工具设计 （1）油管规一般小于油管内径23mm （2）工具最大外径小于油管规外径12mm （3）密封元件（胶筒）小于工具最大外径12mm,3、工具配合公差设计 （1）井下工具设计一般采用基轴制配合 （2）基轴制配合公差优选国外一般采用H9/d9配合设计，国内一般采用H8/f9、H8/f8、H8/e9等高精度配合设计。考虑到机床跳度、井下温度膨胀效应因素，选择H9/d9优先配合公差设计比较合理。 （3）自锁扣整体配合公差设计一般为齿高1.25倍（1.25h）左右。,4、工具导向设计 （1）入井工具应考虑上、下导入设计，减少卡钻机会； （2）密

10、封组成设计应考虑轴进入导入设计，减少密封元件损坏； 5、密封元件材料优选 （1）对于可取式工具一般采用丁晴橡胶； （2）对于永久性气井完井（H2S、CO2）一般采用氢化丁晴； （3）对于井下反复开关控制工具，一般采用非弹性组合密封材料（聚四氟乙烯）； （4）完井封隔器胶筒采用邵氏硬度7085； （5）高压作业（压裂）采用邵氏硬度8095。,6、工具加工耝造度优选 （1）一般工具表面耝造度度为6.3； （2）一般配合面耝造度度为3.2； （3）密封槽面耝造度度为1.63.2； （4）动态轴、孔配合面耝造度度为1.6； （5）高精度动态轴、孔配合面耝造度度为0.81.6。,7、工具材料及处理工艺

11、（1）对于耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗碳处理； （2）对于一般防腐、耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗氮或氮化处理； （3）对于一般仅防腐采用镍磷镀； （4）深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬； （5）气井完井工具一般采用高含铬合金钢或不锈钢，并表面氮化处理；,7、工具材料及处理工艺 （6）常规油水井完井工具一般采用35CrMo或42CrMo合金钢，并表面氮化或镍磷镀； （7）卡瓦一般淬火回火硬度控制在HRc4555； （8）弹簧一般淬火回火硬度控制在HRc3842； （9）薄弹性套、卡簧或自锁扣，一般采用表面高频淬火； （10）合金钢加工一般必须调质处理，调质处理硬度HB241290。,（

12、五）工具图纸设计技术要求 1、图纸设计必须有组装图 2、图纸设计必须标注配合公差 3、图纸设计必须标注形位公差 4、图纸设计必须标注加工耝造度 5、图纸设计必须标注材料及处理工艺 6、图纸设计必须标注参考基准面 7、图纸设计必须标注技术要求,井下常用作业工具,地面配套工具 抽油泵及辅助工具 封隔器及辅助工具 修井打捞工具 修井螺杆钻具 激光割缝筛管 钻磨铣工具 套管整形及修复工具,第一部分,地 面 配 套 工 具,井口采油（气）树,采油（气）树的作用是控制与调节油、气，合理地进行生产，确保顺利地实施压井、测试、打捞、注液等修井与采油（气）作业。采油（气）树的型号：采油（气）树连接型式分为螺纹式

13、、法兰式和卡箍式三种，法兰式和卡箍式最常用。采油（气）树最大工作压力由其端部或出口连接的最大工作压力决定。,KQS25/65型采气树,总闸门,套管闸门,生产闸门,清蜡闸门,小四通,大四通,采气树与采油树结构相似，由于天然气和油的物理性质不同，其结构有一定的区别，即所有部件都采用法兰连接，套管闸门、总闸门都成对配置，一个工作一个备用。节流器采用针型阀,而不是用固定孔径油嘴，全部部件经抗硫化氢处理。,节流器（针阀）,胶皮闸门,普通防喷盒,可调光杆防喷盒,地面测气工具,卧式气液分离器,立式分离器,垫圈流量计 U型管内盛水时，适于测 3000m3/d以下气流量 U型管内盛水银时，适于测3000m3/d

14、8000 m3/d气流量,临界速度流量计（适用范围 8000m3/d）,井口控制设备,井口控制部分由自封封井器、半封封井器、全封封井器所组成。井控设备的功能：1、预防井喷。保持井筒内泥浆静液柱压力始终大于地层压力，防止井喷条件的形成。2、及时发现溢流。对油气井进行监测，以便尽早发现井喷预兆，尽早采取控制措施。3、迅速控制井喷。溢流、井涌、井喷发生后，迅速关井，实施压井作业，对油气井重新建立压力控制。4、处理复杂井况。在油气井失控的情况下，进行灭火抢险等处理作业。,自封封井器,双闸板封井器,单闸板封井器,半封闸板,全封闸板,环形封井器,球形胶芯,控制装置,地面防喷器控制装置（简称液控装置）是控制

15、井口防喷器组及液动节流阀、压井阀的重要设备，是钻井、修井作业中防止井喷不可缺少的装置。液控装置的功用就是预先制备与储存足量的压力油并控制压力油的流动方向，使防喷器得以迅速开关动作。,防喷器井口安装,节流压井管汇,节流压井管汇是控制井内各种流体的流动，或改变流动路线，通过节流阀给井内施加一定回压的一整套专用管汇，是钻井液压防喷器的配套装置，也是控制井喷、平衡钻井工艺和恢复油气井压力的主要设备之一。,套管头,套管头是连接套管和各种井口装置的部件，用以支持技术套管和油层套管的重力，密封各层套管间的环行空间，为安装防喷器、油管头和采油树等上部井口装置提供过渡连接，并且通过套管头本体上的两个侧口，可以进

16、行补挤水泥，监控井沉和注平衡液等作业。,整体式套管头,方钻杆旋塞阀,旋塞阀分上旋塞和下旋塞，上旋塞阀接头螺纹为左旋，安装在方钻杆上端；下旋塞阀接头连接螺纹为右旋，安装在方钻杆下端。当发生井喷时，一方面用井口防喷器组封闭井口环行空间，同时根据实际情况关闭上旋塞阀或下旋塞阀，阻止井液沿管柱内上窜，以保护水龙带与立管管线。开关轻便，用专用扳手将球阀转轴旋转90度即可开关。,上卸扣工具,液动油管钳是靠液压系统进行控制和传递动力的上卸油管扣的专用工具。,液压钳现场应用,油管小滑车,起吊工具,吊卡是用来起吊并卡住套管、钻杆、油管、抽油杆的专用工具，起下作业时，用吊环将吊卡悬吊在游动滑车上，吊卡再卡住套管（或钻杆、油管、抽油杆）便可以进行起下作业了。吊卡一般为活门吊卡和月牙吊卡两种型式。,活门吊卡,月牙吊卡,泵杆吊卡,空心杆卡子,吊环,吊环有双臂吊环和单臂吊环，他的作用是与游动滑车大钩相连，下连吊卡便于起下作业。,吊卡、吊环现场应用,地锚,地面管线锚定工具,地面管汇连接附件,管汇是用于冲砂、压裂、酸化和堵水等施工时，改变正反循环或交替往井内打入不同液剂，可以不用停泵进行，并有控制高压液流的作用。它由一些高压闸门、油壬、弯头、三通和短节等组成。,