井口裝置組成和作用

❶ 抽油井井口裝置由哪些組成

抽油井井口裝置最基本部分是套管三通，油管三通和密封盒

❷ 井口裝置是什麼

井口裝置是石油、天然氣鑽井中，安裝在井口用於控制氣、液（油、回水等）流體壓力和答方向，懸掛套管、油管，並密封油管與套管及各層套管環形空間的裝置。它一般由套管頭、油管頭、防噴器組、四通、旁通管件組成。
採油樹、采氣樹也屬於井口裝置。

❸ 什麼是自噴採油

油田開發過程中，油井一般都會經歷自噴採油階段。是利用地層自身的能量將原油舉升到井口，再經地面管線流到計量站。自噴採油設備簡單、管理方便、產量高、不需要人工補充能量，可以節省大量的動力設備和維修管理費用，是最簡單、經濟、高效的採油方法。

為了使油井以合理的產量穩定生產，延長油井的自噴期，油井生產系統的各個流動過程要互相銜接、協調工作。油井的生產一般包含三個流動過程：原油從油層到井底的滲流；沿井筒從井底到井口的垂直或傾斜管流；從井口到分離器的地面水平或傾斜管流。大多數自噴井，原油還要通過井口油嘴的節流。所以，自噴井一般包括這四個流動過程。本節討論油井流入動態、氣液混合物在垂直井筒及油嘴中的流動規律;介紹自噴井的井場設備;簡述自噴井系統的協調原理和節點分析方法。

一、油井流入動態原油通過多孔介質從油層到井底的滲流是油井生產系統的第一個流動過程。油井產量與井底流動壓力的關系稱為油井流入動態，相應曲線即為流入動態曲線(Inflow Performance Relationship Curve)，簡稱IPR曲線。就單井而言，IPR曲線反映了油藏的供油能力和工作特性，是確定油井工作方式的依據，也是分析油井動態的基礎。典型的流入動態曲線如圖6-1所示。由圖6-1可以看出：IPR曲線的形狀與油藏的驅動類型有關。

圖 6-10不同油嘴直徑的油井產量

❹ 海上石油鑽井是什麼

海上石油鑽井是在大陸架海區，為普查勘探海底石油和天然氣而進行的鑽探工程。鑽探深度一般為幾千米。目前，最深的海上石油鑽井可達6000多米。

海洋石油鑽井與陸地相比，主要有四點不同：一是如何在水面之上平穩地立起井架，並要經受得住風浪的襲擊；二是在轉盤至海底之間，如何建立一個特殊的井口裝置，把海水與井筒隔絕開來；三是海洋鑽井直井少斜井多，在海上鑽井，必須有保證鑽機等鑽井設備正常工作的海洋鑽井平台；四是海洋鑽井費用高，要比陸上鑽井高3～10倍。

海上鑽井裝置按其結構特點可分為固定式和移動式兩類。前者包括樁基式平台和重力式平台兩種（圖6.5）；後者又分為座底式平台和浮動式平台。座底式平台包括自升式平台和沉浮式平台；浮動式平台包括浮式鑽井船和半潛式鑽井平台兩種。在使用浮動式鑽井平台鑽井時，平台井口和海底井口是固定不動的。這種井口裝置類似於陸上鑽井導管的加長，用以隔絕海水，連接海底井口和平台井口，造成鑽井液返回的通路。這種固定不動的井口導管，可以用打樁的辦法打入海底一定深度，或者在海底鑽出一定深度的井眼，然後下入導管，並與平台基礎構架緊固在一起，從而達到能夠正常鑽井的要求。

在使用浮動式平台鑽井時，井口裝置就比較復雜。由於海水的運動，整個鑽井裝置就會發生升降、平移、搖擺活動。這樣，平台井口與海底井口之間，即產生相對運動。因此，這種井口裝置必須裝有能夠伸縮和彎曲的部件，也能隨著水面和水下兩個井口的相對運動而活動著，否則就不能適應正常鑽井的需要。

圖6.5海上鑽井平台

這種井口裝置，主要由三個系統組成。

（1）導引系統。包括井口盤、導引架以及導引繩張緊機構等。導引系統的作用是引導井口裝置和其他部件對正，以便安裝和拆卸；引導鑽具和其他下井工具進入海底井口。

（2）防噴器系統。海上鑽井的安全防火是非常重要的。為了安全鑽井，一般要求裝有三個防噴器：一個鑽桿防噴器，一個全閉式防噴器，一個萬能防噴器；或者用兩個鑽桿防噴器，一個全閉式防噴器。防噴器開關閘門安裝在近海海底的水域中，不在平台上，所以必須遙控。在鑽井過程中，因為每次固井要換井口，或因改變鑽具尺寸需要換防噴器芯子等。為了拆裝方便迅速，而且當水深超過潛水員的潛深能力時，仍能准確拆裝，所以需要有遙控連接器或快速接卸器等部件。

（3）隔水管系統。隔水管系統裝在防噴器的上部，由隔水管、伸縮隔管、變曲接頭和隔水管張緊器等組成。其作用是隔絕海水，導引鑽具入井，形成鑽井液迴路，並且承受浮動平台的升降、平移運動。其中伸縮隔管和彎曲接頭就是分別解決升降、平移運動的裝置。隔水管張緊器是防止隔水管在海浪、潮流的作用下產生彎曲，以免影響它的壽命和工作。因此，要有較大的張緊力來維持隔水管正常的工作狀態。

以上三個系統的完整裝置，就構成了海洋鑽井特殊的水下井口裝置。

❺ 固井與完井是什麼

一、固井

固井就是在鑽出的井眼內下入套管柱，並在套管柱與井壁之間部分或全部注入水泥漿，使套管與井壁固結在一起。固井是鑽井過程中的重要環節，固井質量的好壞不僅影響到該井能否鑽進，而且影響到油井開采期能否正常作業和安全生產。

（一）井身結構及套管規范

1．井身結構

井身結構如圖4-19所示。正常壓力系統的井通常僅下三層套管：導管、表層套管和生產套管。異常壓力系統的井至少多下一層技術套管。尾管則是一種不延伸到井口的套管柱。

導管的作用是在鑽表層井眼時將鑽井液從地表引導到井眼內。這一層管柱的長度變化較大，在堅硬的岩層中僅用10～20m，而在沼澤地區則可能上百米。

表層套管下入深度一般在30～1500m，通常引導水泥漿返至地表，用來防止淺水層污染，封隔淺層流砂、礫石層及淺層氣，同時用來安裝井口防噴器以便繼續鑽進。表層套管也是井口設備（套管頭及採油樹）的唯一支撐件，並承載依次下入的各層套管（包括採油管柱）的載荷。

技術套管用來隔離坍塌地層及高壓水層，防止井徑擴大，減少阻卡及鍵槽的發生，以便繼續鑽進。技術套管還用來分隔不同的壓力層系，以便建立正常的鑽井液循環。它也為井控設備的安裝、防噴、防漏及懸掛尾管提供了條件，對油層套管還具有保護作用。

生產套管的主要作用是將儲集層中的油氣從套管中采出來，並用來保護井壁，隔開各層的流體，達到油氣井分層測試、分層採油、分層改造之目的。

圖4-19井身結構

尾管分為鑽井尾管和採油尾管。尾管的優點是下入長度短、費用低。在深井中，尾管另一個突出的優點是，在繼續鑽進時可以使用異徑鑽具。尾管的頂部通常要進行抗內壓試驗，以保證密封性。

2．套管和套管柱

油井套管是優質鋼材製成的無縫管或焊接管，兩端均加工有錐形螺紋。大多數的套管是用套管接箍連接組成套管柱。套管柱用於封固井壁的裸露岩石。常用的標准套管外徑從114.3～502mm，共有14種；套管的壁厚范圍為5.21～16.13mm；套管的連接螺紋都是錐形螺紋；目前，套管鋼級API標准有8種共10級，即H40、J55、K55、C75、L80、N80、C90、C95、P110、Q125，常用鋼級為P110、N80、J55。

套管柱（套管串）通常是由同一外徑、相同或不同鋼級及不同壁厚的套管用接箍連接組成的，應符合強度及生產的要求。

（二）固井工藝過程

固井工藝過程主要有下套管和注水泥兩個步驟。

1．下套管

下套管前根據井身設計，將要下入井內的套管運到平台，逐根檢查套管是否有暗傷、變形，然後丈量長度、清洗螺紋，編好順序排放好，以待下井；對機器設備及輔助工具認真檢查，保證下套管時不出故障，調節好鑽井液性能，起出井中鑽具；逐根將套管下入井中，下完套管後循環鑽井液洗井，然後接注水泥管匯（水泥頭）准備注水泥。

2．注水泥

注水泥（即注水泥漿）的主要目的在於封隔油、氣、水層，保護生產層。為實現這一目的，要解決以下兩個方面的問題：一是如何使環形空間充滿水泥漿；二是如何使水泥漿在凝結過程中壓穩和封隔好油、氣、水層。根據固井設計，將固井所需的水泥、淡水、水泥外加劑運到井場。檢查注水泥的機器設備，使之處於良好的工作狀態；配製水泥漿；注水泥漿。當水泥漿注滿套管後，用鑽井液把水泥漿迅速頂替到井筒環形空間的預定高度，這個頂替過程叫替漿。在下套管前，按設計位置在最下端設一阻流環，用於替漿時承受膠塞碰壓，替漿前先把膠塞壓入套管內，膠塞起到阻止水泥漿與鑽井液相混的隔離作用，同時又像一個活塞；替漿時，鑽井液頂著膠塞，膠塞頂著水泥漿在套管中下行，水泥漿被頂入環形空間，在環形空間水泥漿頂著鑽井液上返。當膠塞與阻流環相碰時，封閉了環形通道，此時替漿的泵壓突然升高，稱為碰壓，碰壓是水泥漿返到環形空間預定高度的信號。至此替漿結束，待水泥漿凝固後固井工作完成。

二、完井

完井（即油井完成）是鑽井工程的最後一個環節，其主要作業內容包括鑽開生產層、確定井底完井方法、安裝井口裝置。

（一）鑽開生產層

生產層多是具有孔隙的碎屑岩或碳酸鹽岩。在鑽開生產層的過程中，若井內液柱壓力小於油氣層的壓力，會發生井噴；但若井內液柱壓力比油氣層的壓力大，鑽井液（時稱「完井液」）中的水和黏土便進入到油氣層，形成「水侵」和「泥侵」，堵塞油流通道，使油層滲透率下降，嚴重時會使油井喪失生產能力。因此，在鑽開生產層時，保護油氣層、防止鑽井液侵害和控制油氣層、防止井噴是兩項重要的工作。要做到這兩點，選擇合適的鑽井液是關鍵。

對低壓低滲透率油氣層，最好選用油基鑽井液和油包水乳化鑽井液。它們可以從根本上避免水侵和泥侵的危害，但存在成本高、易燃、配製和使用不如水基鑽井液方便的缺點。

對高壓高滲透率油氣層，可以採用低固相水基鑽井液。這類鑽井液常加有高黏度特性的高分子化合物提高黏度；加有鹽類物質（如CaCl2，ZnCl2等）增加其密度，減少地層中黏土膨脹；加有表面活性劑提高地層滲透率的恢復率。

（二）完井方法

目前世界各國採用的完井方法可分為油層裸露式和非裸露式兩種類型，具體有裸眼完井法、射孔完井法、割縫襯管完井法和礫石充填完井法（見圖4-20）。具體到每一口井採用何種井底完井方法，要視實際油層條件而定。

圖4-20完井方法

1．裸眼完井法

裸眼完井法可分為先期裸眼完井和後期裸眼完井兩種。先期裸眼完井是先鑽至油層頂部，下油層套管，然後再鑽開生產層；後期裸眼完井是在鑽穿生產層之後將油層套管下至油氣層頂部。裸眼完井法的最大優點是油氣層和井底直接連通，油流面積大，油流阻力小。

裸眼完井法雖然保證了油層和井底具有良好的連通性，但不能克服井壁坍塌和油層出砂對油井生產的影響，不能防止油、氣、水層互相竄擾。因此，它只適用於岩性堅固而穩定，又無氣、水夾層的單一油層或一些油層性質相同的多油層。

2．射孔完井法

射孔完井法屬於非裸露式完井法。其實質是鑽穿油層後，將套管下至油層底部固井，然後用射孔槍將套管和水泥石射穿，使油氣沿孔道流至井底。

射孔完井法的優點是能夠封隔油、氣、水層，防止互相竄通，能消除井壁坍塌對油井生產的影響。因此，這種完井方法特別適用於井壁嚴重坍塌的疏鬆生產層、含有水層的生產層、油層壓力和原油性質均不相同而需要分層試採的多油層。射孔完井法的缺點是油氣層被鑽井液和水泥漿侵害較嚴重；其次是油流面積小，孔眼處油流密度大，油流阻力大。

3．割縫襯管完井法

割縫襯管完井是在裸眼完井的基礎上，在裸眼井內下入割縫襯管，在直井、定向井、水平井中都可採用。

4．礫石充填完井方法

對於膠結疏鬆、出砂嚴重的地層，一般採用礫石充填完井方法。它是先將繞絲篩管下入井內油層部位，然後用充填液將在地面上預選好的礫石（礫石可以是石英砂、玻璃珠、樹脂塗層砂或陶粒）泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環形空間內，構成一個礫石充填層，以阻擋流層砂流入井筒，達到保護井壁、防砂入井之目的。礫石充填完井在直井、定向井中都可以使用，但在水平井中應慎重，因為搞不好易發生砂卡，從而使礫石充填失敗，達不到有效防砂目的。

（三）安裝井口裝置

井口裝置是安裝在地面用以控制井內高壓油氣的一套設備。它主要包括套管頭、油管頭和採油樹三大件。套管頭用以密封各層套管的環形空間並承受部分管柱重量；油管頭用於密封油管和油層套管的環形空間；採油樹則用以控制油井生產。對於高壓油氣井，要求井口裝置要有足夠的耐壓強度和可靠的密封性，用以控制油井生產的油管頭和採油樹裝在油層套管法蘭之上。對於低壓油氣井，井口裝置可大為簡化，只要把環形空間密封起來，裝上油管頭和採油樹即可。

❻ 井口裝置

1.井口安裝

地熱井井口裝置及基礎設備的設計、安裝除了保證質量,滿足用戶利用需要外,還要保證整個系統的嚴格密閉,杜絕空氣侵入,防止井管和泵管被腐蝕。因為當密封不嚴時,井口瞬時產生負壓吸入空氣,大量氧氣駐留在井口至動靜水位的井筒空間內,即使被人們判定為不具有腐蝕或輕微腐蝕的地熱流體,由於存在溶解氧和溫度較高等原因,實際生產中也具有一定的腐蝕性。井管腐蝕後會產生上部低溫水混入、井孔變形,減少地熱井的使用壽命;泵管銹蝕後,在機械震動力的作用下,大量的銹片脫落聚集沉澱至井底,堵塞濾水管網和局部地層,造成開采、回灌效果不佳。金屬腐蝕嚴重時會發生井管和泵管斷裂、地熱井報廢等後果。

圖4-26 全地下式井泵房建築示意圖(單位:mm)

考慮到地熱井井口應具備防腐、防垢、密封等功能,井口裝置應選用具有抗地熱流體腐蝕性的材料,結構設計應考慮井管的熱脹冷縮,與井管的連接應採用填料密封套接,並應具有良好的密封性能,不宜採用井管與井口裝置直接連接方式。地熱井成井後井管留置在地面以上的高度以500～1000mm為宜,泵室部分的傾斜度不得超過1.5°,泵室管外應設置有保護套管,護套直徑依井管直徑確定,與井管之間的間距以10～20mm為宜,材質宜採用無縫套管,選料總長度應不小於1200mm,留置在地面以上的高度應不小於400mm(圖4-28),安裝時必須保證水平、牢固、密封。開采井的輸水泵管或回灌井的回灌水管宜選用直徑不小於φ150mm、符合API標準的全密封無縫鋼管的石油套管或不銹鋼管,同時進行嚴格的防腐、防垢處理。

圖4-27 典型地熱利用系統熱力站房建築示意圖

針對圖4-28開采井口裝置需要說明的是:

1)本構件適用於自流與泵抽公用型井口,井口閉井壓力小於1.5MPa;

2)井管應為無縫標准井管,本圖以井管外徑377mm為例;

3)構件安裝適應保證系統安裝工藝要求;

4)活動盲孔為水位監測孔,水位測量後應及時封住,防止大量空氣進入地熱管。

2.地熱井提水設備

地熱井提水設備選型原則及提水設備要求:地熱井主要提水設備為井用耐熱潛水電泵。選型原則是根據地熱水的水質、水量、水溫、動水位、靜水位、井口出水壓力要求等確定。其中水質決定泵的材質;其他幾種參數則決定泵的參數。

3.除砂器

由於絕大多數的固體懸浮物質是由抽出的流動水體攜帶到地表的,因此在開采井井口需設置除砂設備,抽出流體經過除砂處理,方可保證地熱流體中裹攜的岩屑微粒、細砂顆粒或其他細小顆粒不被傳輸到循環系統管路和回灌井內。而且除砂器的設置也可在一定程度上減輕回灌系統過濾器的工作負擔。

除砂器的選型、精度應根據地熱井所揭露熱儲層岩性、流體質量來設計和確定。天津市地熱利用系統中多採用旋流式除砂器,其井口除砂效率見表4-12。從表中數據可以分析得出,顆粒直徑越小,單純採用除砂器的效果就越差,特別是當粒徑范圍小於0.08mm時,除砂效果僅為15%。這表明採用旋流式除砂器除砂能力的極限是由於採用機械設備的原因,要想達到穩定、保證粒徑范圍要求,還應配備高精度的過濾裝置。

圖4-28 地熱井標准井口裝置基礎設施圖

表4-12 不同顆粒直徑的除砂率

❼ 油井採油技術是什麼

油井試油並確認具有工業開采價值後，如何最大限度地將地下原油開採到地面上來，實現合理、高產、穩產，選擇合適的採油工藝方法和方式十分重要。目前，常用的採油方法有自噴採油和機械採油（見圖5-1）。

圖5-10射流泵工作原理圖

5．射流泵採油裝置

射流泵分為地面部分、中間部分和井下部分。其中地面部分和中間部分與水力活塞泵相同，所不同的是水力噴射泵只能安裝成開式動力液循環系統。井下部分是射流泵，由噴嘴、喉管和擴散管三部分組成，如圖5-10所示。

射流泵的工作原理：動力液從油管注入，經射流泵的上部流至噴嘴噴出，進入與地層液相連通的混合室。在噴嘴處，動力液的總壓頭幾乎全部變為速度水頭。進入混合室的原油則被動力液抽汲，與動力液混合後流入喉管，在喉管內進行動量和動能轉換，然後通過斷面逐漸擴大的擴散管，使速度水頭轉換為壓力水頭，從而將混合液舉升到地面。

射流泵的特點：井下設備沒有動力件；射流泵可坐入與水力活塞泵相同的工作筒內；不受舉升高度的限制；適於高產液井；初期投資高；腐蝕和磨損會使噴嘴損壞；地面設備維修費用相當高。

❽ 簡述鑽井井口裝置各部分的名稱和作用；

陸上井口系統、閘閥、快速接頭、泥線套管懸掛系統等。