1、采油技术设备引言采油是石油工业上游中继钻井之后的工作流程。在油田开发过程中由于油层自身特点不同,所用的采油方法、采油设备也不同。而在采油过程中采油设备起到了致关重要的作用。本文就针对采油设备及相关方面内容进行介绍。采油法及与之对应的设备一、 自喷采油机设备自喷采油:油层物性好、压力高的油井,油气可自喷到地表。二、自喷原理自喷井的四种流动过程1、 渗流:从油层流到井底,流体在多孔介质中渗虑。如果井底的压力大于油的饱和压力,为单向渗流;如果井底的压力小于油的饱和压力,为多向(混气)渗流。2、 垂直管流: 从井底流到井口,流体在油管中上升,一般在油管某断裂处压力已低于油的饱和压力,故属于单项流或多项
2、流。3、 嘴流:通过控制自喷井产量的油嘴,一般流速较高。4、 水平管流:沿地面管线流到转油站,一般为多相管流。四种流动过程是互相联系、制约的,是一个统一的动力学系统。对于某一油层,在一定的开采阶段,油层压力稳定于某一数值不变,这时油井压力变大,油井的产量就会减少;油井压力变小,油井的产量就会增加。可见,在油层渗流阶段,井底压力是阻力,而对于垂直管流阶段,井底压力是把油气举出地面的动力。井口油管压力对于垂直管流是阻力,而对嘴流是动力。垂直管流中能量的来源与消耗1、 单向垂直管流的能量的来源是井底流动压力,能量消耗在克服井深的液柱压力,及液体从井底流到井口过程中垂直管壁之间的摩擦力。2、 多向垂直
3、管流的能量的来源:1、进入井底的液气所具有的压力(流压) ;2、随同油流进入井底的自由气及举升过程中从油中分离出来的天然气所表现的气体膨胀能,能量消耗:1、气体作用于液体上,垂直的推举液体上升,2、气体与液体之间的摩擦作用,携带液体上升。三、基本设备1、井口设备(1)套管头:在井口装置的下端,作用连接井内各层套管并密封套管间的环形空间。(2)油管头:装在套管头的上面,包括油管悬挂器和套管四通。油管悬挂器作用是悬挂油管管柱,密封油管与油层套管间的环形空间;套管四通作用是正反循环洗井,观察套管压力以及通过油套环形空间进行各项作业。(3)采油树:油管头以上的部分,包括总闸门、生产闸门、清蜡闸门、节流
4、装置,作用控制和调节自喷井的生产,引导从井总喷出的油气进入出油管线。自喷井的设备是其他各类采油井的基础设备。3、 地面流程主要设备:是一套能控制调节油气产量的采油树,对油井产物和井口设备加热保温的一套装置,以及计量油气产量的装置,包括加热炉、油气分离器、高压离心泵、地面管线。四、气举采油气举采油:将气体压入井底,使原油喷到地面。气举方式:1、环形空间进气式(反举):压缩气体从油套环形空间注入,原油从油管中举出。2、中心进气式:与环形空间进气式相反,原油从油套环形空间举出。气举过程:油井停产时,油、套管内的液面在同一位置。开动压风机向油套环形空间注入压缩气体,环形空间内液面被挤压向下,油管内液面
5、上升。当环形空间内液面下降到油鞋时,压风机达到最大压力,称为气举启动压力。当压缩气体进入油管后,油管内原油混气,液面不断升高,直至喷出地面。五、机械采油法机械采油法:借助人为能量(机械设备)进行采油。采油设备分为有杆泵和无杆泵两类。有杆泵采油设备:油地面的抽油机,通过抽油杆带动井下的泵,做上下往复运动,井内液体抽至地面。包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机链条式抽油机和塔架式抽油机。无杆泵采油设备:不借助抽油杆传递动力的抽油设备。游梁式抽油深井泵装置抽油机1、 主要部件及主要(1) 驴头:在游梁的前端,作用保证抽油时光杆始终对准井口中心位置。(2) 游梁:固定在支架上前端安装驴头承受井下负荷,后端
6、连接连杆、曲柄减速箱传动电动机的动力。(3) 曲柄连杆机构:作用将电动机的旋转运动变为驴头的上下的往复运动。(4) 减速箱:将电动机的高速旋转运动变为曲柄轴的低速运动,同时支持平衡块。(5) 平衡块:在游梁尾部或曲柄轴。作用在抽油机上冲程时,平衡块向下运动,帮助克服驴头上的负荷;上冲程时,平衡块向上运动,储存能量。(6) 悬绳器:连接光杆和驴头的柔性连接件,还可以供动力仪测示功图用。2、 工作原理电动机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴,并带动曲柄轴作低速旋转运动,曲柄又通过连杆横量带动游梁上下运动。游梁上的驴头上的悬绳器带动抽油杆上下垂直往复运动,抽油杆带动活塞运动,从而将原油抽出井筒
7、。深井泵深井泵主要由工作筒(外筒和称套) 、活塞、游动阀、固定阀组成。工作原理上冲程:驴头上行,抽油杆带动活塞上行,活塞上的游动阀受液柱的压力而关闭。如管内已经充满了液体,则在井口排出相当于活塞长度的一段液体。与此同时,活塞下面泵筒的压力降低,当泵筒的压力低于沉没压力时,在沉没压力的作用固定阀被打开,原油进入泵内占据活塞让出的体积。下冲程:驴头下行,抽油杆带动活塞下行,吸入泵内的液体受压,泵内压力升高。当此压力与环形空间内液柱的压力相等时,固定阀靠自重关闭。在活塞向下运动过程中,泵内压力继续升高,当泵内的压力超过活塞以上液柱压力时,游动阀被打开,活塞下面的液体通过游动阀进入上部油管,液体从泵中排出。抽油杆及井口装置抽油杆上连抽油机,下接泵,起中间传动作用。井口装置由套管三通、油管三通、密封填料合组成。螺杆泵抽油装置螺杆泵抽油装置分为地面驱动和井下驱动两类。地面驱动螺杆泵抽油装置由地面驱动系统、抽油杆柱、抽油杆柱扶正器、螺杆泵组成。地面驱动螺杆泵在技术上比较成熟,井下驱动螺杆泵有许多优点。个人说明此外还有电动潜油离心泵、水利活塞泵等抽油装置。由于时间急迫,无法详细介绍请多多见谅,以后再做介绍。