浅谈采油方式及设备

发布时间:2019-06-25 09:00:15 来源:未知 关键词:浅谈采油方式及设备

  摘要:常见的采油方式分为自喷采油和人工举升采油两类,人工举升又可以分为:有杆泵采油、无杆泵采油、气举采油。其中,有杆泵采油包括:常规抽油机采油方式和螺杆泵采油方式;无杆泵采油包括:潜油电泵采油方式(潜油电动离心泵、潜油电动螺杆泵)和水力泵采油方式(水力活塞泵、水力射流泵);气举采油方式包括:连续气举和间歇气举两类。
  关键词:采油 方式 气举 无杆泵
  一、采油方式之气举采油
  气举采油就是当油井停喷以后,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,这种方法叫做气举采油。 气举采油是基于U形管的原理,从油管与套管的环形空间,通过装在油管上的气举阀,将天然气连续不断地注入油管内,使油管内的液体与注入的高压天然气混合,降低液柱的密度,减少液柱对井底的回压,从而使油层与井底之间形成足够的生产压差,油层内的原油不断地流入井底,并被举升到地面。 气举采油,一般在油管管柱上安装5~6个气举阀,从井下一定的深度开始,每隔一定距离安装一个气举阀,一直安装到接近井底。气举采油的优点是:在不停产的情况下,通过不断加深气举,使油井维持较高的产量;在采用31/2’’气举管柱情况下,可以把小直径的工具和仪器,通过气举管柱下入井内,进行油层补孔、生产测井和封堵底水等;减少井下作业次数,降低生产成本。气举采油的缺点是:需要压缩机站及大量高压管线,地面设备系统复杂,投资大;气体能量利用率低,使其应用受到限制。气举采油必备条件是:必须有单独的气层作为气源,或可靠的天然气供气管网供气;油田开发初期,要建设高压压缩机站和高压供气管线,一次性投资大。
  气举采油的方式按进气的连续性,气举可分为连续性气举和间歇性气举两大类。连续性气举 适用于采油指数高和因井深造成井底压力较高的井。间歇性气举既可用于低产井,也可用于采油指数高井底压力低,或者采油指数与井底压力低的井;按进气的通路气举可分为环形空间进气(正举)和中心管进气(反举)两种。中心管进气时,被举升的液体在环形空间的流速较低其中的砂易沉淀,蜡易积聚,故常用环形空间进气的气举方式。
  井下管柱,按下入井中的管子数气举可分为单管气举和多管气举。多管气举可同时进行多层开采,但其结构复杂,钢材消耗量多,一般很少采用。简单而又常用的单管气举管柱有开式、半闭式和闭式三种。开式管柱,不带封隔器者称为开式管柱。采用这种管柱时,每次开井时都需要排出套管中聚集的液体并重新稳定,下部阀会由于液体侵蚀而发生损坏,控制不当会使套管内的高压气大量通过管鞋进入油管引起油井间歇喷油。因此,它只适用于连续气举和无法下入封隔器的油井;半闭式管柱,带有封隔器的管柱称为半闭式管柱。它既可用于连续气举,也可用于间歇气举。这种管柱虽然克服了开式管柱的某些缺点,但对于间歇气举仍不能防止大量注入气进入油管后,通过油管对地层的作用;闭式管柱,在半闭式管柱的油管底部加单流阀,以防止注气压力通过油管作用在油层上。闭式管柱只适用于间歇气举。
  二、采油方式之无杆泵采油
  一般将利用抽油杆柱上下往复运动进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备(井数多规模大);凡是不用抽油杆柱传递能量,而是利用电缆或高压液体传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备。利用抽油杆柱旋转运动的井下螺杆泵装置虽然也有抽油杆,但习惯上将其列入无杆抽油设备。
  本文主要介绍潜油电泵、螺杆泵、水力射流泵和水力活塞泵抽油装置、采油及工艺设计方法。 潜油电泵采油系统,潜油电泵采油系统主要由电机、保护器、气液分离器、多级离心泵、电缆、接线盒、控制屏和变压器等部件组成。除了上述基本部件外,还可选用一些附属部件,如单流阀、泄油阀、扶正器、井下压力测量仪表和变速驱动装置等。该系统的工作原理是地面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机,带动多级离心泵叶轮旋转,将电能转换为机械能,把井液举升到地面。 潜油电泵系统部件有:电机、保护器、气液分离器、电缆、控制屏、变压器、接线盒、压力传感器、单流阀和泄油阀、扶正器。 螺杆泵(PCP,Progressing Cavity Pump)是以液体产生的旋转位移为泵送基础的一种新型机械采油装置。 螺杆泵采油系统,螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类,而地面驱动按不同驱动形式又可分为皮带传动和直接传动两种形式,井下驱动也可分为电驱动和液压驱动两种形式。在整个螺杆泵采油系统中,地面驱动发展较早、也较成熟,但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少,具有较高的采油效率。
  地面驱动螺杆泵系统,地面驱动螺杆泵装置是利用抽油杆传递地面电机的扭矩,带动井下螺杆泵转动来举升原油。就其驱动方式而言,它是一种旋转运动的有杆泵。其装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成。但随着丛式井、定向井及斜井的日益增多,地面驱动螺杆泵开始暴露出其缺陷,由于不断的扭转常使抽油杆接箍松脱,丝扣损坏,特别是在下泵较深,负荷较大的井中更为严重;另外,在丛式井、定向井和斜井中,常规的地面驱动系统还要经受抽油杆损坏和抽油杆与油管偏磨产生的漏失问题,增加了油井因抽油杆失效所造成的损失,使油井作业费用增加。包括:电控箱、控制系统、监测和保护系统、地面驱动装置、螺杆泵井口、抽油杆柱、辅助器具
  井下驱动螺杆泵系统、多数井下驱动螺杆泵装置其驱动方式为电动或液压马达,它是另一种形式的潜油电泵(无杆泵)。其井下部分由电机、保护器和螺杆泵组成,潜油电动螺杆泵井下机组主要由四极潜油电机、电机保护器、行星齿轮减速器、减速器保护器、螺杆泵组成。地面电能通过电缆传递给井下电机,带动螺杆泵旋转,将井液排到地面。采用液压马达的井下驱动螺杆泵装置主要用于油井测试过程中。潜油电动螺杆泵工作原理是动力及引接电缆将电力传送至井下潜油电机,潜油电机通过齿轮减速器和双万向节驱动螺杆泵在低速下转动,井液经过泵增压后,通过油管举升到地面。
  三、结语
  选择正确的机械采油方式是油气井获得长期最佳效益的关键,而机械采油方式的确定必须以其适应性评价为基础。过去主要是基于经验总结的定性描述来选择机械采油方式,具有一 定的主观性和随意性。为此,提出将机械采油方式的适应性评价视为多层次的模糊决策问题,需要层次分析方法、模糊分析和相对比较法对其进行适应性评价。要为机械采油方式决策的定量化、科学化和最优化进行深入研究。

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