石油钻采设备及工艺-李振林 §9-4 修井设备
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吊卡 游动卡瓦
工作台 固定卡瓦 橡胶补心
接压井管线
接泄压管线 防喷器组
吊卡 工作台位于液缸装臵的顶部，上有操作台， 可以控制游动头起下速度和方向及卡瓦的 合、开，还可控制防喷器的启闭，以及两 台液动Baidu Nhomakorabea车和液压油管钳等的工作。 游动头可以有三种起升速度。重载时四个 缸同时工作；轻载时双缸工作，若动力液 工作台 排量一定，速度增大一倍；双缸工作时， 还可利用“反馈”作用获得更快速度，即 橡胶补心 通过控制阀的转换，将从液缸上部排出的 一部分液体直接送入液缸下腔，使游动头 接压井管线 的速度增大。 防喷器组
这种装臵操作程序麻烦，也不 太安全，但结构简单，便于制造。
加压支架
法兰短接 四通
两用轻便封井器 放空阀门
将控制装臵和修井机合为一体的称作不压井修井机。
液压不压井修井机采用伸缩液缸及若干配套设备作为起下装臵，从而代 替了一般修井机传统的井架、绞车等起下设备。
图示为短冲程液压不压井起下装臵示意图。 它安装在防喷器（即封井器）上方，有四 个液缸对称布臵。 四个活塞杆端部与一个游动头相连接，游 动头内有一组游动卡瓦和液压驱动的旋转 装臵，可以起下和旋转管柱。 固定卡瓦安装于起下装臵的底部。
一、修井机
石油矿场上使用的修井机类型较多，其移运特点、传动方式、功能和性 能参数等方面也存在较大差异。 其共同点：无论轻、重型修井机都配有绞车、井架等起重装臵，至少可 以进行起下作业； 一些中型、重型修井机还配有转盘或泵，有的是转盘和泵兼备，可以进 行起下、旋转或循环作业，或三种作业都可以进行。 修井机上所配备的绞车、转盘和泵只是功率和体积较小，结构和作用原 理与钻机上配备的并无太大差异。 一台重型修井机就相当于一台小钻机，有些轻型钻机也可用于修井作业。
图示为钢丝绳加压机械式不压 井修井装臵示意图，它利用常规 通井机绞车起下油管柱，靠自封 封井器密封油管柱。 当需要加压起下油管柱时，就 利用加压支架、安全卡瓦和分段 加压吊卡，并倒换重穿游动系统 的钢丝绳，然后再利用通井机绞 车，完成加压起下油管柱作业。
分段加压吊卡 安全卡瓦 自封防喷器
当需要通过不同直径的井下工 具或全封油井时，只需倒换两个 轻便封井器或全部关闭最下部的 封井器。
§9-4
修井设备
一、修井机
二、不压井修井设备
返回
在油井自喷或抽油过程中，常会发生一些油井或设备故障，造成油井减 产，甚至停产。为了恢复油井的正常生产，必须采取相应的措施，排除故 障； 有时，由于井况发生变化，需要对井下设备进行更换，以调整油井参数。 这种排除故障或调整油井参数，恢复油井正常生产等的作业，称作修井。 所用的设备或工具，称为修井设备或工具。 引起油井井下故障的原因：一是油井本身故障，如井下砂堵，井内严重 结蜡、结盐，油层堵死，渗透率降低，油管断裂、脱扣和渗漏，套管挤扁、 断裂和渗漏等；二是采油设备本身的故障，如抽油泵游动阀磨损或卡死， 抽油杆弯曲、断裂或脱扣等。
吊卡
游动卡瓦
固定卡瓦
接压井管线
接泄压管线 防喷器组
不压井修井作业是利用特殊的修井设备，在井口有压力的情况下，实现 安全起下作业。 这套设备应能解决两方面的工艺问题， 一是在起下油管柱和其它作业过程中，要保证油管及油、套管环形空间 不喷油，即所谓的密封问题； 二是在初放下若干根油管或起至最后若干根油管时，能够对油管施加下 压力或控制力，以克服井内压力对油管的上顶力，保证这若干根油管正常 起出或下放。
修井机的总体布臵及参数
自 走 车 底 盘 井 架 及 游 动 系 统 液 压 系 统 油 箱
水 刹 车 循 环 系 统 水 箱
绞 车 架 及 护 罩 总 成
刹 车 冷 却 装 置 水 箱
转 盘 传 动 装 置
转 盘 链 传 动 箱
角传动装置
图示为一修井机总体布臵图，主要包括五轴自走车底盘、122型水刹车和水 刹车循环系统、主滚筒及其刹车系统、捞砂筒及其刹车系统、绞车架及护 罩总成、角传动装臵、转盘传动装臵、转盘链传动箱、刹车喷水冷却装臵、 液压绞车、井架及游动系统、液气路系统，还配有钻台、转盘、水龙头和 动力短节等。
修井作业的内容： 1）更换抽油杆、油管和深井泵； 2）清除砂堵（捞砂或冲砂）和防砂（造人工井壁等）； 3）清除蜡堵或蜡卡； 4）封堵外来水（上层水或下层水）和本层水，一般可采用挤水泥或下附加 套管然后注水泥的办法予以隔绝； 5）修补套管； 6）打捞： 7）回采上部或上部生产层。 油井的回采：开采多层油井时，一般采用“自下而上”开采方法，即先 开采最下面油层，上部各层先用套管封隔，当被开采的油层不能生产时， 转而开采与之相邻的上部油层。 回采上部油层时，必须在井中打水泥塞或挤注水泥，以便封堵住老油层。
游动卡瓦
固定卡瓦
接泄压管线
游动卡瓦和固定卡瓦各由上、下两组卡瓦 组成。上、下卡瓦的卡瓦座锥孔和卡瓦牙 的方向相反。 上卡瓦用于提吊，是提吊卡瓦，下卡瓦用 于向下加压，是下压卡瓦。 四组卡瓦各有自己的控制气缸，整体采用 连锁程序控制，使游动头的运动与卡瓦的 开、合协调一致。 有的用一组可翻转的卡瓦代替上、下卡瓦， 且由液压来控制。 工作台 该设备的动力机组由一台柴油机和两台定 量泵组成。备有两台液压绞车，可交替使 橡胶补心 用一台起吊管子，另一台吊放油管单根。 用液压油管钳上卸扣。
防喷器组
吊卡
游动卡瓦
固定卡瓦
接压井管线
接泄压管线
这种修井机作业时，一般采用三套防喷器 和一套橡胶补心封住井口。 井口压力低于21MPa时，只使用橡胶补 心，超过此值时，需用防喷器控制。 起下操作时，上防喷器一般保持关闭状态， 只有在通过接头时才打开，打开之前要先 关闭中防喷器，接头通过后又各自封闭。 下防喷器是安全封井器，在紧急情况或上 面两个防喷器需要更换零件时才使用。 上、中防喷器之间装有一短管，引出两个 工作台 带液压控制阀的液流通路。一条通路用于 循环压井液，另一条用于释放起下作业过 程中上、中防喷器均关闭时其内腔的压力。 橡胶补心
二、不压井修井设备
通常，在用常规型修井机对自喷井或有一定自喷能力的高压油（水）井 进行作业之前，应先用泥浆压井或诱喷降压。 但是，泥浆压井容易造成油层堵塞或污染油层，使油井产量降低，并且 消耗大量的作业时间和资金， 放喷又会使局部地层的压力降低，白白消耗能量。 为了克服上述不足，降低修井成本和保持油井生产能力，有效的修井措 施是采用不压井作业方法。
修井作业可以归纳为三大类： 1）起下作业：如油管、抽油杆、深井泵等井下设备及工具的起下，以及抽 汲、捞砂、机械清蜡的起下等。 2）液体循环作业：如冲砂、热洗、挤水泥及循环泥浆等。 3）旋转作业：如钻水泥塞、钻砂堵、以及扩孔、重钻、加深和修补套管等 完成上述作业的设备，也基本上分为起下设备（如通井机、轻型修井机 等），冲洗设备（如洗井机、水泥车、锅炉车等），以及配备有起升系统、 旋转系统和循环系统的中型、重型修井机等。 这些设备大多数都是由一些与钻机类似的机组组成。 不同的是，这些设备所需的功率相对较小，机动性较高，一般都固装于 汽车、拖拉机或拖车上。
工作台 固定卡瓦 橡胶补心
接压井管线
接泄压管线 防喷器组
吊卡 工作台位于液缸装臵的顶部，上有操作台， 可以控制游动头起下速度和方向及卡瓦的 合、开，还可控制防喷器的启闭，以及两 台液动Baidu Nhomakorabea车和液压油管钳等的工作。 游动头可以有三种起升速度。重载时四个 缸同时工作；轻载时双缸工作，若动力液 工作台 排量一定，速度增大一倍；双缸工作时， 还可利用“反馈”作用获得更快速度，即 橡胶补心 通过控制阀的转换，将从液缸上部排出的 一部分液体直接送入液缸下腔，使游动头 接压井管线 的速度增大。 防喷器组
这种装臵操作程序麻烦，也不 太安全，但结构简单，便于制造。
加压支架
法兰短接 四通
两用轻便封井器 放空阀门
将控制装臵和修井机合为一体的称作不压井修井机。
液压不压井修井机采用伸缩液缸及若干配套设备作为起下装臵，从而代 替了一般修井机传统的井架、绞车等起下设备。
图示为短冲程液压不压井起下装臵示意图。 它安装在防喷器（即封井器）上方，有四 个液缸对称布臵。 四个活塞杆端部与一个游动头相连接，游 动头内有一组游动卡瓦和液压驱动的旋转 装臵，可以起下和旋转管柱。 固定卡瓦安装于起下装臵的底部。
一、修井机
石油矿场上使用的修井机类型较多，其移运特点、传动方式、功能和性 能参数等方面也存在较大差异。 其共同点：无论轻、重型修井机都配有绞车、井架等起重装臵，至少可 以进行起下作业； 一些中型、重型修井机还配有转盘或泵，有的是转盘和泵兼备，可以进 行起下、旋转或循环作业，或三种作业都可以进行。 修井机上所配备的绞车、转盘和泵只是功率和体积较小，结构和作用原 理与钻机上配备的并无太大差异。 一台重型修井机就相当于一台小钻机，有些轻型钻机也可用于修井作业。
图示为钢丝绳加压机械式不压 井修井装臵示意图，它利用常规 通井机绞车起下油管柱，靠自封 封井器密封油管柱。 当需要加压起下油管柱时，就 利用加压支架、安全卡瓦和分段 加压吊卡，并倒换重穿游动系统 的钢丝绳，然后再利用通井机绞 车，完成加压起下油管柱作业。
分段加压吊卡 安全卡瓦 自封防喷器
当需要通过不同直径的井下工 具或全封油井时，只需倒换两个 轻便封井器或全部关闭最下部的 封井器。
§9-4
修井设备
一、修井机
二、不压井修井设备
返回
在油井自喷或抽油过程中，常会发生一些油井或设备故障，造成油井减 产，甚至停产。为了恢复油井的正常生产，必须采取相应的措施，排除故 障； 有时，由于井况发生变化，需要对井下设备进行更换，以调整油井参数。 这种排除故障或调整油井参数，恢复油井正常生产等的作业，称作修井。 所用的设备或工具，称为修井设备或工具。 引起油井井下故障的原因：一是油井本身故障，如井下砂堵，井内严重 结蜡、结盐，油层堵死，渗透率降低，油管断裂、脱扣和渗漏，套管挤扁、 断裂和渗漏等；二是采油设备本身的故障，如抽油泵游动阀磨损或卡死， 抽油杆弯曲、断裂或脱扣等。
吊卡
游动卡瓦
固定卡瓦
接压井管线
接泄压管线 防喷器组
不压井修井作业是利用特殊的修井设备，在井口有压力的情况下，实现 安全起下作业。 这套设备应能解决两方面的工艺问题， 一是在起下油管柱和其它作业过程中，要保证油管及油、套管环形空间 不喷油，即所谓的密封问题； 二是在初放下若干根油管或起至最后若干根油管时，能够对油管施加下 压力或控制力，以克服井内压力对油管的上顶力，保证这若干根油管正常 起出或下放。
修井机的总体布臵及参数
自 走 车 底 盘 井 架 及 游 动 系 统 液 压 系 统 油 箱
水 刹 车 循 环 系 统 水 箱
绞 车 架 及 护 罩 总 成
刹 车 冷 却 装 置 水 箱
转 盘 传 动 装 置
转 盘 链 传 动 箱
角传动装置
图示为一修井机总体布臵图，主要包括五轴自走车底盘、122型水刹车和水 刹车循环系统、主滚筒及其刹车系统、捞砂筒及其刹车系统、绞车架及护 罩总成、角传动装臵、转盘传动装臵、转盘链传动箱、刹车喷水冷却装臵、 液压绞车、井架及游动系统、液气路系统，还配有钻台、转盘、水龙头和 动力短节等。
修井作业的内容： 1）更换抽油杆、油管和深井泵； 2）清除砂堵（捞砂或冲砂）和防砂（造人工井壁等）； 3）清除蜡堵或蜡卡； 4）封堵外来水（上层水或下层水）和本层水，一般可采用挤水泥或下附加 套管然后注水泥的办法予以隔绝； 5）修补套管； 6）打捞： 7）回采上部或上部生产层。 油井的回采：开采多层油井时，一般采用“自下而上”开采方法，即先 开采最下面油层，上部各层先用套管封隔，当被开采的油层不能生产时， 转而开采与之相邻的上部油层。 回采上部油层时，必须在井中打水泥塞或挤注水泥，以便封堵住老油层。
游动卡瓦
固定卡瓦
接泄压管线
游动卡瓦和固定卡瓦各由上、下两组卡瓦 组成。上、下卡瓦的卡瓦座锥孔和卡瓦牙 的方向相反。 上卡瓦用于提吊，是提吊卡瓦，下卡瓦用 于向下加压，是下压卡瓦。 四组卡瓦各有自己的控制气缸，整体采用 连锁程序控制，使游动头的运动与卡瓦的 开、合协调一致。 有的用一组可翻转的卡瓦代替上、下卡瓦， 且由液压来控制。 工作台 该设备的动力机组由一台柴油机和两台定 量泵组成。备有两台液压绞车，可交替使 橡胶补心 用一台起吊管子，另一台吊放油管单根。 用液压油管钳上卸扣。
防喷器组
吊卡
游动卡瓦
固定卡瓦
接压井管线
接泄压管线
这种修井机作业时，一般采用三套防喷器 和一套橡胶补心封住井口。 井口压力低于21MPa时，只使用橡胶补 心，超过此值时，需用防喷器控制。 起下操作时，上防喷器一般保持关闭状态， 只有在通过接头时才打开，打开之前要先 关闭中防喷器，接头通过后又各自封闭。 下防喷器是安全封井器，在紧急情况或上 面两个防喷器需要更换零件时才使用。 上、中防喷器之间装有一短管，引出两个 工作台 带液压控制阀的液流通路。一条通路用于 循环压井液，另一条用于释放起下作业过 程中上、中防喷器均关闭时其内腔的压力。 橡胶补心
二、不压井修井设备
通常，在用常规型修井机对自喷井或有一定自喷能力的高压油（水）井 进行作业之前，应先用泥浆压井或诱喷降压。 但是，泥浆压井容易造成油层堵塞或污染油层，使油井产量降低，并且 消耗大量的作业时间和资金， 放喷又会使局部地层的压力降低，白白消耗能量。 为了克服上述不足，降低修井成本和保持油井生产能力，有效的修井措 施是采用不压井作业方法。
修井作业可以归纳为三大类： 1）起下作业：如油管、抽油杆、深井泵等井下设备及工具的起下，以及抽 汲、捞砂、机械清蜡的起下等。 2）液体循环作业：如冲砂、热洗、挤水泥及循环泥浆等。 3）旋转作业：如钻水泥塞、钻砂堵、以及扩孔、重钻、加深和修补套管等 完成上述作业的设备，也基本上分为起下设备（如通井机、轻型修井机 等），冲洗设备（如洗井机、水泥车、锅炉车等），以及配备有起升系统、 旋转系统和循环系统的中型、重型修井机等。 这些设备大多数都是由一些与钻机类似的机组组成。 不同的是，这些设备所需的功率相对较小，机动性较高，一般都固装于 汽车、拖拉机或拖车上。