采油工基础知识

第一部分油井的井身结构一、油井的井身结构指完钻井深和相应井段的钻头直径，下入的套管的层数、直径和各层管外的水泥返高和人工井底等，称为井身结构。

套管的层次和下入深度在一口井内，应该下几层套管，每层套管的下入深度主要取决于所要钻穿的地下岩层情况。

（1）导管：建立开钻泥浆循环系统。

下入深度10~20米，水泥返至地面。

（2）表层套管：封固地面疏松地层。

下入深度几十到几百米，水泥返高返至地面。

（3）技术套管：为了封固复杂的高压水层、高压气层等复杂地层而下入的套管。

水泥返高返至复杂地层以上50~100米。

（4）油层套管：封固油气水层，防止油气水层互相窜扰而下入的套管。

下入深度有的下到油层顶部，有的下到油层底部。

水泥返高返至油气水层上线以上50—100米。

井身结构如图所示。

二、油井完成方法油井完成方法是指沟通井底和油层的方法。

1、裸眼完井：油层钻开前先下入油层管至油层顶部注水泥固井，然后用小直径钻头钻开油层的方法。

优点：油层全裸井底结构简单，流动阻力小。

缺点：不能分层试油和分层开采，不能防止出砂和井壁坍塌。

2、射孔完成法：将油层全部钻穿，然后下油层（管射孔完井法）套管至油层底部，注水泥固井，最后对准油层部位用射孔枪将套管和套管外的水泥环射穿，使油层和油井连通的井底完成方法。

优点：可分层开采和井下作业，防止油气水层的窜扰和油层坍塌。

缺点：泥浸时间长，对油层有污染，增加渗流阻力。

适用条件：用于有油，气，水夹层，地层不坚硬的多产层油井。

3、衬管完井法：在先期裸眼完井的基础上，下一个预先做好的带孔眼或割缝的衬管，衬管用封隔器与油层套管连接。

具有防砂作用。

4、砾石衬管充填完井：将套管下至油层顶部用扩眼钻头在油层部位钻进扩眼直到预定位置，然后下入割缝衬管。

用反循环向油层部位充填砾石。

5、贯眼完成：将预先在地面贯好眼的套管直接下入油层部位。

第三部分井站设备一、采油树1．采油树按不同的连接方式分为下列几种形式（1）丝扣连接的采油树。

（2）法兰连接的采油树。

（3）卡箍连接的采油树。

2．采油树的结构概括地说，采油树由油管头、套管头和采油树本体三大部分组成。

油管头油管头是从总闸门以下到套管四通大法兰的部分。

作用：（1）密封油套管环形空间；（2）悬挂油管，承托全部油管重量。

套管头套管头在采油树最下端，它将表层套管和油层套管连接起来。

作用：（1）密封表层套管和油层套管环形空间；（2）密封油层套管和油管环形空间。

3．采油树的种类及结构（1）自喷井采油树结构组成：套管四通、法兰、油管四通或三通，悬挂器、套管闸门、生产闸门、总闸门、回压闸门、清蜡闸门、取样闸门、油嘴套和连接部件组成。

（2）抽油井采油树结构组成：套管四通、法兰、油管四通或三通、悬挂器、套管闸门、生产闸门、回压闸门、取样闸门、胶皮闸门、盘根盒、连接部件组成。

（3）电泵井采油树结构组成：套管四通、法兰、悬挂器、油管四通或三通、套管闸门、生产闸门、总闸门、取样闸门和连接部件组成。

（4）注水井采油树结构组成：套管四通、法兰、油管四通或三通，悬挂器、套管闸门、生产闸门、总闸门、取样闸门、水嘴套和连接部件组成。

4．采油树各组成部件作用（1）总闸门：总闸门装在套管法兰上面，油管四通以下，是控制油气的主要通道。

在正常生产时始终打开，只有在需要长期关井或其它情况下关闭。

（2）生产闸门：生产闸门安装油管四通或三通侧面，它的作用主要是控制油气流向出油管线，正常生产时始终打开，在油井停产时或更换油嘴时关闭。

（3）清蜡闸门：在采油树最上端，它的上面直接和清蜡防喷管连接，作用就是用于清蜡和测试，清蜡及下井下测试仪器时打开，清蜡和测试完毕后将其关闭。

（4）取样闸门：安装在出油管线上，作用是取样和放空。

（5）回压闸门：装在出油管线末端，作用是采油维修、井下作业时关闭回压闸门，防止油气倒流。

（6）悬挂器：装在套管四通法兰内，作用是密封油套管环形空间和承托井内油管。

（7）胶皮闸门：起密封作用，控制油气上升，还可用于加盘根时校正光杆对中。

（8）套管闸门：取套压控气、洗井、测液面等。

（9）油嘴套：安装在生产管线口，油嘴套内安装油嘴，起到控制和调节油井生产作用。

（10）水嘴套：水嘴套内安装水嘴，起到控制和调节水量作用。

二、分离器1．分离器分类（1）按外形可分为：立式、卧式、球形。

（2）按用途可分为：生产分离器、计量分离器、三相分离器。

（3）按压力大小可分为：真空分离器、低压分离器、中压分离器、高压分离器。

（4）按内部结构可分为：伞状和箱伞状。

2．分离器的特点立式分离器便于控制液面，易于清洗泥砂等赃物。

缺点是处理气量较小。

卧式分离器处理气量较大，但液面控制困难，不易清洗泥砂等赃物。

球形分离器承压较高，但分离空间和液体缓冲能力受到限制，液面控制要求严格。

3．油气分离器的工作原理（1）重力沉降：主要靠气液密度不同实现分离。

它主要适用于沉降段。

（2）离心分离：当液体改变流向时，密度较大的液滴具有较大的惯性，就会与器壁相撞，使液滴从气流中分离出来。

它主要使用于初级分离段。

（3）碰撞分离：气流遇上障碍改变流向和速度，使气体中的液滴不断在障碍面内聚集，由于液面表面张力作用形成油膜。

气体在不断地接触，将气体中的细油滴聚集成大油滴，靠重力沉降下来。

它主要适用于捕雾段。

4．立式分离器（立式切向进口伞状）（1）结构：筒体、分离伞、油、气混合物进口、安全阀、气出口、挡油帽、翻斗、水包隔板、水包、加热盘管、出油口、量油玻璃管、支架等组成。

（2）工作原理：当油气混合物沿着切线方向进入分离器后，立即沿着分离器壁旋转散开，油的相对密度大，被甩到分离器壁上下滑，气的相对密度小则集中上升。

部分液滴落到挡油帽上散开，油气进一步分离，沿挡油帽下滑，气上升。

上升的气体经下层分离伞集中，从顶部开口处上升进入上层分离伞，沿上层分离伞面上升，这样一收一扩并几次改变流动方向，尤其在通过伞斜面过程中，使出分离出来的气体中携带的小油滴吸附在分离器的斜面上，聚集成较大的油滴而下滑落入分离器的下部，然后经油出口排出分离器。

5．卧式油气分离器（1）结构：分离器壳体、油气混合气物进口、隔板、分离箱、浮标连杆机构（油阀）排污管、人孔、热水盘管、油出口、气出口。

（2）工作原理：当油气混合物从进口进入分离器后，喷到隔板上散开、因扩散作用使溶于油中的天然气分离出来。

油靠自重下落从隔板下部弓形缺口通过，气体由隔板上半部的许多小孔通过进入分离器箱。

携带有小油滴的天然气在分离箱内多次改变流动方向，小油滴被凝聚下落。

经出油阀排出分离器。

天然气从气出口排出。

三、抽油机抽油机是带动井下抽油泵工作的地面机械转动装置，它和抽油杆、抽油泵配合使用，能将井下原油抽到地面。

1、泵的工作筒2、活塞3、油管4、抽油杆5、油层套管6、套管三通（套管头）7、油管头（大小头）8、油管三通9、盘根盒10、套管闸门11、套压表12、回压闸门13、油压表14、生产闸门15、悬绳器16 驴头17、支架轴18、连杆19、曲柄20 、减速箱21、电机1．抽油机种类：按照抽油机的结构可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。

游梁式抽油机按结构不同可分为普通式和前移式。

普通式的支架在驴头和曲柄连杆机构之间。

前移式的曲柄连杆杆位于驴头和游梁支架之间。

2．游梁式抽油机结构抽油机由主机和付机两大部分组成，主机由四连杆机构、减速装置、辅助部分组成；付机由电动机和配电装置组成。

3．抽油机主要组成部件抽油机主要由底座、减速箱、曲柄、平衡块、连杆、横梁、支架、游梁、驴头、悬绳器、刹车装置、电动机、配电装置组成。

主要部件的作用①驴头：保证抽油时光杆始终对准驴头根据移开井口方式②游梁：前端安装驴头承受井下负荷，后端连接横梁、连杆、曲柄。

作用是绕支点轴承上下摆动来传递动力。

③曲柄连杆机构：作用是将电机的旋转运动变成驴头的往复运动。

曲柄上有4~8个孔，是调节冲程时用的。

④减速箱：作用是将电机的高速转动，通过三轴二级减速变成曲柄轴的低速转动，同时支承平衡块。

⑤平衡块：作用是抽油机上冲程时平衡块向下运动，帮助克服驴头上负荷下行程，平衡块向下，储存能量在平衡块的作用下减小抽油机上，下负荷差。

⑥悬绳器：是连接光杆和驴头的柔性连接件可供动力仪测示功图用4．抽油机的工作原理由电动机供给动力，经减速箱、将马达的高速旋转运动变为抽油机的低速运动，再由曲柄、连杆、横梁、游梁机构将旋转运动变为抽油机的上下往复运动，带动深井泵工作将原油抽到地面。

5．抽油机的平衡方式有四种：游梁平衡、（Y ），曲柄平衡（B ），复合平衡（F ），汽动平衡（Q ）。

游梁平衡：在游梁的尾部装设一定重量的平衡块以达到抽油机平衡。

曲柄平衡：将平衡块安装在曲柄上，通过调整平衡块以达到抽油机平衡。

复合平衡：在同一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡。

汽动平衡：在抽油机上安装汽动平衡装置，利用气体的可压缩性来储存和释放能量以达到平衡的目的。

这种平衡方式减少了抽油机的动负荷和震动，但其装置精度要求高，加工复杂。

6．新系列游梁式抽油机代号意义上翻式 侧转式 可拆卸式四、压力表1．扁曲弹簧管（包氏管）式压力表结构：表壳、刻度盘、连杆、扇形齿轮和轴、中心齿轮和游丝、中心柱、包氏管、校正螺栓、指针。

2．工作原理：扁曲弹簧管固定的一端与压力表的表把连通，另一端通过连杆、扇形齿轮机构、中心轴和指针连接。

扁曲弹簧管外圆的受力面积大于内圆的受力面积。

扁曲弹簧管充压后外圆面受力大于内圆面受力，使扁曲弹簧管向直线方向伸动（充压越大，伸动越大），从而拉动连杆，带动扇形机构、中心轴的指针转动，在表盘刻度上显示压力值。

3、作用：测井口油压、套压。

4．现场校对压力表方法：互换法、落零法、用标准压力表核对。

五、安全阀（弹簧微启式）1．结构：阀体、阀帽、调节螺栓、阀杆、弹簧、上压盖、下压盖、阀芯阀盖。

2．工作原理：分离器内压力较低时，压缩的弹簧具有弹簧能量使阀关闭。

当分离器中气体作用在阀芯上的压力大于弹簧对阀芯的压力时，安全阀被顶开，气体冲出，安全阀发出叫声，使分离器内压力降低，而达到安全工作压力，以防止由于分离器憋压超过安全压力而损坏。

六、深井泵深井泵是有杆机械采油中的一种专用设备，泵下在井筒中动液面以下一定深度，依靠抽油杆抽油机动力，将原油抽出地面。

1．深井泵的种类按深井泵在井内安装方式不同，分为管式泵和杆式泵两种。

2．管式泵的结构：（1）工作筒：由外管、衬套和压紧接箍组成；（2）活塞：由无缝钢管制成的空心圆柱体，表面镀铬并带防砂槽（防砂槽作用：砂子进入工作筒内储存在防砂槽内，避免磨坏活塞、衬套或卡泵；防砂槽内可储存原油，起到润滑和密封作用；增大活塞的散热面积，防止活塞因过热膨胀而卡泵）；（3）游动阀：装在活塞上，由凡尔球、凡尔座和开口罩组成；（4）固定阀：装在工作筒最下端，由凡尔球、凡尔座和开口罩组成。