采油樹安裝在油管頭的(圣誕樹——采油樹，財源滾滾？)

油氣井完成的步驟有哪些？

完井(即油氣井完成)是鉆井工程的最后一個重要環節,主要包括鉆開生產層、確定井底完成方法、安裝井底和井口裝置以及試油投產。完井質量直接影響油井投產后的生產能力和油井壽命，因此必須千方百計地把完井工作做好，為油氣井的順利投產、長期穩產創造條件。

一、打開生產層完井就是溝通油氣層和井筒，為確保油氣從地層流入井底提供油流通道。任何限制油氣從井眼周圍流向井筒的現象稱為對地層損害的“污染”。實踐證明：鉆開生產層的過程或多或少都會對油氣層產生損害。因此，保護油氣層是完井所面臨的首要問題。過去，世界范圍內油價較低、油源充裕，在很大程度上忽視了對油氣層的保護。自20世紀70年代中期，西方一些國家出現能源危機以來，防止傷害油氣層，最大限度地提高油氣井產能才上升到重要地位，成為目前鉆井技術中最主要的熱門課題之一。

1.油氣層傷害的原因油氣層傷害機理的研究工作開展以來，有各式各樣的說法。最近比較精辟的理論認為：地層損害通常與鉆井液固體微粒運移和堵塞有關，還與化學反應和熱動力因素有關。在復雜條件下，要充分掌握油層損害機理是比較困難的。因此，目前的研究結果大多只能定性地指導生產實踐，離定量評價還有一定的差距。

鉆生產井常用的鉆井液為水基泥漿。由于鉆進過程中鉆井液柱壓力一般大于地層壓力，在壓差作用下，鉆井液中的水、粘土等會侵入油氣層，對油氣層造成各種不同性質的傷害。

1)使產層中的粘土膨脹研究得知，油砂顆粒周圍一般都有極薄的粘土膜。砂粒之間的微孔道非常多，油氣層內部還有許多很薄的粘土夾層。在鉆井液自由水的侵入作用下，砂粒周圍的粘土質成分將發生體積膨脹，使油氣流動通道縮小，降低產出油氣的能力。

2)破壞油氣流的連續性油氣層含油氣飽和度較高時，油氣在孔隙內部呈連續流動狀態。少量的共生水貼在孔隙壁面，把極微小的松散微粒固定下來，在相當大的油氣流動速度下也不會被沖走。當鉆井液濾液侵入較多時，會破壞油氣流的連續性，原油或天然氣的單相流動變成油、水兩相或氣、水兩相流動，增加了油氣流動阻力。一旦水成為連續的流動相，只要流速稍大，就會把原來穩定在顆粒表面的松散微粒沖走，并在狹窄部位發生堆積，堵塞流動通道，嚴重降低滲透率。

3)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力滲入油氣層中的鉆井液濾液是不連續的，而是呈一段小水栓一段油氣的分離狀態。在有些地方還會形成油、水乳化液。由于彎曲表面收縮壓的關系，會大大增加油氣流入井的阻力。

4)在地層孔隙內生成沉淀物

2鉆開生產層的鉆井液類型鉆井液類型對生產層的損壞成 本清水適用于裂縫性油氣層最低低固相(無固相)鉆井液較小中水包油乳化液較小中油包水乳化液小較高油基鉆井液小高原油小中空氣(天然氣)最小中二、井底完成方法井底完成方法是指一口井完鉆后生產層與井底所采用的連通方式和井底結構。從采油氣的觀點來看，對各種完成方法的共同要求有如下幾點：

(1)油氣層和井筒之間的連通條件最佳，油氣層受到的傷害最小；(2)油氣層和井筒之間的滲流面積盡可能大，油氣流入的阻力最小；(3)有效封隔油層、氣層和水層，防止各層之間互相竄擾；(4)有效控制油層出砂，防止井壁坍塌，保證油氣井長期穩定生產；(5)能滿足分層注水、注氣、壓裂、酸化、人工舉升以及井下作業等要求；(6)稠油開采能達到注蒸汽熱采的要求；(7)油田開發后期具備側鉆的條件；(8)工藝簡便，成本低廉。

油氣井完成之后，其井底結構不易改變。所以應根據油氣層的具體情況，參照各地的實踐經驗慎重選定合理而有效的井底完成方法。目前國內外常用的井底完成方法有裸眼完井、射孔完井、割縫襯管完井及礫石充填完井等。

1.裸眼完井法不用套管封固而直接裸露油氣層的井底完成方法稱為裸眼完井法。油氣層以上井筒固井完畢后，再換小鉆頭打開油氣層稱作先期裸眼完井。圖5-11為直井先期裸眼完井示意圖。后期裸眼完井則是不更換鉆頭直接鉆穿油氣層后，才對油氣層以上的井段進行固井作業。圖5-12為直井后期裸眼完井示意圖。裸眼完井法的最大優點是油氣層直接與井底相通，流通面積大、流動阻力小、施工簡單、成本低、產量高。

圖5-11先期裸眼完井

圖5-12后期裸眼完井

用裸眼完井方法完成的井，產層容易坍塌，不能控制油氣層出砂，一般只適用于巖層堅硬致密且無油、氣、水夾層的單一油氣層。油氣層性質相近的多油氣層的井也可采用，但無法進行分層開采。裸眼完井法是一種早期的完井方法，隨著高效能、大威力油氣井射孔技術的出現，裸眼完井法油氣層全裸露的優點也不如過去那么突出。裸眼完井可用于直井、定向井以及水平井中。裸眼完井法有多種變形以提高其適應性。

2.射孔完井法射孔完井方法是目前國內外使用最廣泛的完井方法。在直井、定向井以及水平井中都可采用。射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。

套管射孔完井是用同一尺寸的鉆頭鉆穿油氣層直至設計井深，下油層套管至油氣層底部并注水泥固井，然后再用射孔器射穿套管和水泥環，并射入生產層內一定深度。油氣就可通過射孔所形成的孔道流入井內。圖5-13為直井套管射孔完井示意圖。

圖5-13套管射孔完井

尾管射孔完井是在鉆達油氣層頂部時，下技術套管注水泥固井，然后換小鉆頭鉆穿油氣層直至設計井深，用鉆具將尾管送下一并懸掛在技術套管上(尾管和技術套管的重合段一般不小于50m)。再對尾管注水泥固井，然后射孔。油氣層部位的結構與射孔完井方法完全相同。圖5-14為直井尾管射孔完井示意圖。

圖5-14尾管射孔完井

射孔完井法的優點是：

(1)能有效支撐疏松易塌的生產層；(2)能有效封隔油層、氣層和水層，防止氣竄、水竄；(3)可以進行分層測試、分層開采和分層酸化等各種分層工藝措施；(4)可進行無油管完井、多油管完井等。

(5)除裸眼完井方法外，比其他完井方法都經濟。

射孔完井法的主要缺點是：在鉆井和固井過程中，油氣層受鉆井液和水泥漿的侵害較為嚴重；由于射孔孔眼的數目和深度有限，油氣層與井底連通面積小，油氣流入井內的阻力較大。

3.割縫襯管完井法割縫襯管完井法是在裸眼完成的井中下入割縫襯管的完井方法。與裸眼完井相對應，割縫襯管完井也分先期和后期兩種工序。先期割縫襯管完井是在鉆達油氣層頂部時下套管固井，然后換小鉆頭打開油氣層，最后在油氣層的裸露部分下入一根預先在地面打好孔眼或割好縫的襯管，并用卡瓦封隔器將襯管懸掛固定在上部套管上。圖5-15為直井先期割縫襯管完井示意圖。后期割縫襯管完井是直接鉆穿油氣層后，才對油氣層以上的井段注水泥固井。圖5-16為直井后期割縫襯管完井示意圖。油氣只能經過襯管的孔眼或割縫才能流入井中。割縫襯管完井法可以防砂和保護井壁，但無法進行分層開采。它工藝簡單、操作方便、成本低，多用于出砂不嚴重的中粗砂巖油氣層，可在直井、定向井以及水平井中采用。

圖5-15先期割縫襯管完井

圖5-16后期割縫襯管完井

4.礫石充填完井法對于膠結疏松、出砂嚴重的地層一般采用礫石充填完井方法。該方法能夠有效保護井壁、解決防砂問題，但施工工序復雜。礫石充填完井法分為裸眼礫石充填完井和套管礫石充填完井兩種方法。

裸眼礫石充填完井是在套管下到油氣層頂部固井后，再鉆開生產層，并用井下擴孔器對油氣層部位進行擴孔，然后下入繞絲篩管，采用循環的方法用液體把預先選好的礫石帶至井內，充填于井底。裸眼礫石充填完井的優點是流動面積大、流動阻力小，缺點是無法進行分層開采。圖5-17為裸眼礫石充填完井示意圖。

套管礫石充填完井是在鉆開油氣層后，下套管固井、射孔。清洗射孔炮眼后，下入繞絲篩管，充填礫石。用該方法完井可以進行分層開采。套管礫石充填完井現在多采用高密度充填，其效率高、防砂效果好、有效期長。圖5-18為套管礫石充填完井示意圖。

圖5-17裸眼礫石充填完井

圖5-18套管礫石充填完井

礫石充填完井方法在直井、定向井中都可采用。但在水平井中應慎用，因為在水平井中易發生砂卡，礫石充填失敗則不能達到防砂目的。

三、完井井口裝置在油氣井測試和生產過程中，都必須有一套絕對可靠的井口裝置，以便能有控制、有計劃地進行井內作業和油氣生產。完井井口裝置是裝在地面用以懸吊和安放各種井內管柱，控制和引導井內油氣流出或地面流體注入的井口設備。完井井口裝置通常包括套管頭、油管頭和采油樹三大主要部件。

完井井口裝置的類型應根據油氣層的特點來確定。低壓油氣井的井口裝置比較簡單，只要密封環形空間，裝上油管頭和采油樹即可。對于高壓油氣井，則要求具有足夠的強度和可靠的密封性。同時還必須滿足安全測試、酸化壓裂和采油、采氣等工藝的要求。對于含硫化氫的油氣井應該采用防硫井口裝置，以保證安全生產。

1.套管頭如果油氣層壓力較低，且各層套管的固井水泥均返至井口，可以不裝套管頭，只需用環形鐵板將環形空間封焊住，采油樹直接裝在油管頭的法蘭盤上。

對于要求較高的油氣井，固井后一般要裝上套管頭，以密封兩層套管間的環形空間、懸掛第二層套管柱并承受部分重力。套管頭鉆井時可用于安裝井口防噴器。

套管頭下端的絲扣與技術套管連接，油層套管通過卡瓦坐在套管頭的斜坡內。卡瓦上有用鋼墊圈壓緊的抗油密封，密封其環形空間。套管頭上端法蘭用于連接油管頭。

如果水泥未返至井口，水泥固結點以上為自由套管柱。當井內溫度、壓力等變化時，套管長度會隨之伸長或縮短，從而引起套管柱自身及套管頭的受力情況發生變化。影響井內自由套管柱受力的因素有套管自身重力、溫度變化、井內鉆井液、油氣或注入流體的密度變化、套管柱內液面高度變化等。安裝套管頭時應對這些影響進行分析和計算，確定合理的套管柱初拉力值。保證自由套管柱的下部不至于受壓彎曲、失去穩定而破壞；上部套管柱要能承受最大拉力負荷，不發生絲扣滑脫或套管斷裂。目前已有比較成熟的計算方法，保證在油井開采過程中，自由套管柱處于有利的受力狀態而不至于發生破壞。

2.油管頭油管頭用于密封油管和生產套管的環形空間，懸掛油管柱和安裝采油樹。高壓油氣井目前多采用由特殊四通和錐形油管掛組成的油管頭。

在油層套管固井后，將油管頭的四通裝在套管頭的法蘭上。下完油管后將錐形油管掛連接在油管柱的上端，再用提升短節送至特殊四通的錐面座上，并用頂絲將錐形油管掛頂緊。油管和油層套管之間的環形空間通過油管掛及其上的密封環和O形密封圈密封。

應注意坐入錐形油管掛時不能猛提猛頓，不要碰傷其密封部位。

3.采油樹采油樹是由各類閘閥、四通或三通以及節流閥等配件組成的總成。采油樹安裝在油管頭上面，用以控制油氣流動，進行有計劃的安全生產以及完成測試、注液、酸化壓裂等作業。

四、完井工藝完井工藝因油氣井完成方法不同而異。經常進行的工作有射孔，下油管，安裝井口裝置，誘導油氣流，完井測試，酸化投產等。

1.射孔目前國內外大多數井都采用射孔完井方法完成。廣泛使用聚能射孔器(即射孔槍)完成射孔作業。射孔槍裝好射孔彈后，被輸送到井內的預定位置。引爆聚能射孔彈就可產生高溫、高壓、高速的噴射流直奔目標位。

射孔彈炸藥的爆炸是迅速的物理化學熱反應，溫度高達3000～5000℃。由于溫度極高，產生了極熱的氣態物質，體積迅速膨脹到原來的200～900倍，將處于強烈壓縮狀態的勢能瞬間變成動能。該動能沖擊波的速度可達200～800m/s，使爆炸點周圍壓力急劇升高，可達幾千至幾萬兆帕。利用爆炸時具有方向性的特點，將炸藥做成錐形凹槽狀。其聚焦作用導致在焦點上的聚能射流具有最大的密度和最大的穿透能力，很容易穿透套管壁、水泥環，并在地層中形成一定深度的孔眼。

射孔時井底壓力大于油氣層壓力叫做正壓射孔。正壓射孔后的殘渣和碎屑難以從地層中排出，會造成射孔通道的堵塞，極大地傷害油氣層。射孔時井底壓力小于地層壓力叫負壓射孔。負壓射孔后在壓差作用下地層流體馬上可以流向井底，從而能帶出殘渣，不污染產層。負壓射孔是近年發展起來的新型射孔技術，已廣泛地用于生產。

現代射孔工藝有電纜輸送套管槍射孔、電纜輸送過油管射孔、油管輸送射孔、油管輸送射孔聯作、高壓噴射和噴砂射孔、定方位射孔、超高壓正壓射孔、連續油管輸送射孔等工藝技術。

過油管射孔的工藝過程如下：將油管下到井內，在采油樹上安裝封井器、防落器、防噴管、防噴盒。將射孔槍、電纜接頭和井下儀器裝入防噴管內，并與電纜相連。安裝就緒后，打開防落器和封井器，借助于電纜把射孔槍下出油管鞋。放射性測井校對井深后對準層位引爆射孔。然后起出電纜，當射孔槍和井下儀器進入防噴管后，立即關閉采油樹總閘門。放掉防噴管內的壓力，再卸掉采油樹以上的裝置。

過油管射孔具有負壓射孔的優點，特別適合不停產補孔和打開新層，避免關井和起、下油管。但由于受油管直徑的限制，無法實現高孔密和深穿透，一次射開的產層厚度受限。目前多用于海上油氣井和不停產井。

油管輸送射孔工藝是把射孔槍接在油管柱上，借助于油管把射孔槍送到射孔位置。射孔前用射孔液造成負壓環境。坐好油管串，安上封井器，放射性測井校深后，對準層位引爆射孔彈，丟槍后試油。引爆方式有投棒引爆、油管加壓引爆、環空加壓引爆、電引爆等多種，從油管內投入鐵棒撞擊引爆最簡單、也最常用。

油管輸送射孔工藝的特點是能實現高孔密、深穿透，負壓清潔孔眼效果好、安全性高，特別適用于斜井、水平井以及稠油井，高壓地層和氣井必須采用。

2.下油管油管是地下油氣流向地面的通道，也是用來實現洗井、壓井、酸化、壓裂等措施的工具。油管是用優質鋼材制成的無縫鋼管，用接箍連接成油管柱。油管柱最下端的油管鞋是一個小內徑的油管短節，用于防止井下壓力計及其他入井工具掉落井底。

下在油層部位的篩管即為割縫或帶眼油管。長度一般在6～8m，孔眼直徑為12mm。所開孔眼的總面積要大于油管內截面積，目的是增大油氣流動通路，防止較大巖屑進入油管內，彌補由于油管鞋截面積過小而影響產量。

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由于油管柱與套管間的環空由油管掛密封，由地層流入井內的油氣只能進入篩管并沿著油管上升到地面。采油樹與地面采油管線相連,有控制地將油氣從井內輸出。

3.誘導油氣流下完油管、安裝好井口裝置后，下一步的工作一般是誘導油氣流。對于因井內液柱壓力過高而不能自噴的油氣井，應設法降低井內液柱高度或流體密度，從而降低液柱壓力，誘導油氣流進入井內。常用的方法有替噴法、提撈誘噴法、抽汲誘噴法和氣舉法等。

1)替噴法用原油或清水等低密度液體將井內的鉆井液循環替出，降低液柱壓力以誘使油氣流入井內的辦法稱為替噴法。替噴時清水從油管注入井內，逐步替出井內鉆井液。對于高壓井或深井，為了不致造成井內壓力變化過猛，可以先用輕鉆井液替出重鉆井液，再用清水替出輕質鉆井液的辦法進行替噴，確保井身安全。

2)提撈法提撈誘噴法是用特制的提撈筒，將井筒中的液體逐筒地撈出來，以降低液柱高度、誘導油氣流進入井內。這種方法一般是在替噴后仍然無效的情況下采用。

提撈誘噴法的一種變化稱為鉆具排液法。可以把裝有回壓閥的下部鉆具視為一個長的提撈筒，速度較快地將井內液面降低1000～1500m。

3)抽汲法抽汲法實際上是在油管柱內下入一個特制的抽子，利用抽子在油管內上下移動形成的部分真空，將井內部分清水逐步抽出去，從而降低井內液柱高度，達到誘噴的目的。

抽汲法可將井內液柱高度降到很低。抽子下行時閥打開，水從抽子中心管水眼流入油管內；上提抽子時閥關閉，油管內的水柱壓力使膠皮脹開緊貼油管內壁而起密封作用。抽子之上的水柱隨抽子上移而被排出井口。替噴后仍不能自噴的井，可采用抽汲法誘噴。

4)氣舉法氣舉法與替噴法的原理類似，只是替入井內的不是清水而是壓縮空氣。氣體是從環空注入而不是經油管注入。由于氣體密度小，只要油氣層傷害不是很嚴重，一般氣舉后可達到誘噴的目的。在某些有條件的地區，還可以用鄰井的高壓天然氣代替壓縮機進行氣舉。對替噴無效的井，也可采用氣舉法誘噴。

4.完井測試完井測試的主要任務是測定油氣的產量、地層壓力、井底流動壓力、井口壓力以及取全取準油、氣、水的資料，為油氣開采提供可靠的依據。

1)油氣產量的測定從油氣井中產出的油、氣、水進入分離器后，氣體經分離傘從上部排出，油和水沉降下來。玻璃連通管中的液面高度能反映分離器內油水液面的變化。記錄玻璃管中液面上升一定高度所需的時間，就能算出每口井的產液量，經采樣分析可得到油水含量。

通常用節流式流量計測定天然氣的產量。流量計的孔板直徑要適應天然氣的產量范圍。

2)地層壓力和井底流動壓力關井待井內壓力恢復到穩定后，用井下壓力計測得的井底壓力即為地層壓力。也可用關井井口壓力和液柱壓力計算得出地層壓力。對于滲透性差的地層，關井使井內壓力恢復需要很長時間。為了節省時間，可根據一段時間內的壓力恢復規律推斷地層壓力。

井底流動壓力是指穩定生產時測得的井底壓力。如果是油管生產，由套壓和環空液柱壓力可算得井底流動壓力。

3)井口壓力油氣井井口壓力包括油壓和套壓。油壓反映井口處油管內壓力，套壓反映井口處油管與套管環形空間的壓力。生產時油壓和套壓不同，關井壓力穩定后油壓和套壓應相等。可以在地面上通過壓力表讀得這兩個壓力值。

4)油、氣、水取樣取樣是為了對產層流體進行分析和評價。因此，要求取出的樣品具有代表性和不失真。一般情況在井口取樣。有時為了保持油氣在地下的原始狀態，需要下井下取樣器到井底取樣并封閉，然后取到地面用于測試和分析。

思考題

1.鉆井的作用是什么?2.現代旋轉鉆井的工藝過程特點是什么?3.井身結構包括什么內容?4.鉆井工藝發展經歷了幾個階段?有些什么特點?5.石油鉆機由哪些系統組成?各個系統的作用是什么?6.防噴器有哪些類型？各有什么用途？

7.鉆柱主要由哪幾種部件組成？

8.方鉆桿為什么要做成正方形?9.扶正器、減振器、震擊器等輔助鉆井工具各有什么用途?10.普通三牙輪鉆頭主要由哪幾部分組成?11.石油鉆井使用的金剛石鉆頭有哪些類型?各在什么條件下使用?12．鉆井液的功用是什么?13．水基鉆井液由哪些部分組成？屬于什么樣的體系？

14．鉆井液性能的基本要素有哪些？

15．鉆井液密度與鉆井工作的關系如何?16．怎樣優選鉆頭？

17．井斜控制標準是什么?18．壓井循環的特點是什么？

19．常規井身軌跡有哪幾種類型？

20．井內套管柱主要受哪些外力作用？設計套管柱的基本原則是什么?21．套管柱由哪些基本部件組成？

22．描述注水泥的基本過程。

23.鉆開油氣層時常采取哪些保護措施?24．目前常用哪幾種完井方法?25.誘導油氣流的主要方法有哪些?26.完井井口裝置有哪些部件?各起什么主要作用?

油井采油技術是什么？

油井試油并確認具有工業開采價值后，如何最大限度地將地下原油開采到地面上來，實現合理、高產、穩產，選擇合適的采油工藝方法和方式十分重要。目前，常用的采油方法有自噴采油和機械采油（見圖5-1）。

圖5-1采油方法分類

一、自噴采油

依靠油層自身能量，將石油從油層驅入井底，并由井底舉升到地面，這樣的生產方式稱自噴采油。依靠自噴方法生產的油井稱為自噴井。自噴井地面設備簡單、操作方便，產量較高，采油速度快，經濟效益好。

（一）自噴井采油原理

1．原理油井之所以能夠自噴是由于地層能量充足。地層能量的高低就反映在油層壓力的高低。當地層打開之后，原油在較高的地層壓力作用下，從地層深部向井底流動，克服了地層的滲濾阻力，剩余后的壓力是井底壓力。原油在井底壓力作用下，沿著井筒從井底流到井口，同時溶解在原油中的天然氣開始分離出來，氣體也會成為舉升原油的能量。

2．自噴井的四種流動過程

自噴油流從油層流到地面轉油站可以分為四個基本流動過程——地層滲流、井筒多相管流、嘴流、水平管流，如圖5-2所示。

（1）地層滲流：從油層流入井底，流體是在多孔介質中滲流，故稱滲流。如果井底壓力大于飽和壓力，為單相滲流；如果井底壓力小于飽和壓力，為多相滲流。在滲流過程中，壓力損失約占總壓降的10%～15%。

（2）井筒多相管流：即垂直管流，從井底到井口，流體在油管中上升，一般在油管某斷面處壓力已低于飽和壓力，故屬于油、氣或油、氣、水多相流。垂直管流壓力損失最大，占總壓降的30%～80%。

（3）嘴流：通過油嘴的流體稱為嘴流。嘴流流速較高，其壓力損失占總壓降的5%～30%。

（4）水平管流：流體進入出油管線后，沿地面管線流動，屬多相水平管流。水平管流壓力損失一般占總壓降的5%～10%。

圖5-2自噴井的四種流動過程

1—地層滲流；2—井筒多相管流；3—嘴流；4—水平管流

四個流動過程之間既相互聯系又相互制約，同處于一個動力系統。從油層流到井底的剩余壓力稱井底壓力（井底流動壓力）。對某一油層來說，在一定的開采階段，油層壓力穩定于某一數值不變，這時井底壓力變大，油井的產出量就會減少；井底壓力變小，則油井產量就會增加。可見，在油層滲流階段，井底壓力是阻力，而對垂直管流階段，井底壓力是把油氣舉出地面的動力。把油氣推舉到井口后剩余的壓力稱為井口油管壓力。井口油管壓力對油氣在井內垂直管流來說是一個阻力，而對嘴流來說又是動力。

3．垂直管流中的能量來源與消耗

由于壓力損失主要消耗在垂直管流中，下面重點介紹垂直管流。

1）單相垂直管流

當油井的井口壓力大于原油的飽和壓力時，井中為單相原油。流出井口后壓力低于飽和壓力時，天然氣才從原油中分離出來，這樣的油井屬于單相垂直管流。

單相垂直管流的能量來源是井底流動壓力。能量主要消耗在克服相當于井深的液柱壓力，及液體從井底流到井口過程中垂直管壁間的摩擦阻力。所以，單相垂直管流中，能量的供給與消耗關系可用下列壓力平衡式表示：

pf=pH+pfr+pwh

式中pf——井底流動壓力；

pH——液柱壓力；

pfr——摩擦阻力；

pwh——井口壓力。

2）多相垂直管流

當井底流動壓力低于飽和壓力時，則油氣一起進入井底，整個油管為油氣兩相。當井底流動壓力高于飽和壓力，但井口壓力低于飽和壓力時，則油中溶解的天然氣在井筒中某一高度上，即飽和壓力點的地方開始分離出來，井中存在兩個相區，下面是單相區，上面是兩相區。在兩相區，氣體從油中分離出來并膨脹，不斷釋放出氣體彈性膨脹能量，參與舉升。因此，多相垂直管流中能量的來源，一是進入井底的液氣所具有的壓能（即流壓）；二是隨同油流進入井底的自由氣及舉升過程中從油中分離出來的天然氣所表現的氣體膨脹能。氣體的膨脹能是通過兩種方式來利用的：一種是氣體作用于液體上，垂直推舉液體上升；另一種是靠氣體與液體之間的摩擦作用，攜帶液體上升。

（二）自噴井采油設備

自噴采油設備包括井口設備和地面流程設備。

1．井口設備

自噴井井口裝置從下到上依次是套管頭、油管頭和采油樹三部分，如圖5-3所示。自噴井的井口設備是其他各類采油井的基礎設備，其他采油方式的井口裝置都是以此為基礎。

圖5-3自噴井井口結構圖

1—清蠟閘門；2—生產閘門；3—油管頭四通；4—總閘門；5—套管四通；6—套管閘門；7—回壓閘門；8—防噴管；9—油嘴套；10—油壓表；11—回壓表；12—套壓表；13—單流閥；14—套管頭；15—取樣閥門；16—油管頭

1）套管頭

套管頭在井口裝置的下端，是連接套管和各種井口裝置的一種部件，由本體、套管懸掛器和密封組件組成。其作用是支持技術套管和油層套管的重力，密封各層套管間的環形空間，為安裝防噴器、油管頭和采油樹等上部井口裝置提供過渡連接，并通過套管頭本體上的兩個側口可以進行補擠水泥、監控井液和平衡液等作業。

2）油管頭

油管頭安裝于采油樹和套管頭之間，其上法蘭平面為計算油補距和井深數據的基準面。其作用是支撐井內油管的重力；與油管懸掛器配合密封油管和套管的環形空間；為下接套管頭、上接采油樹提供過渡；并通過油管頭四通體上的兩個側口（接套管閥門），完成注平衡液及洗井等作業。

3）采油樹

采油樹是指油管頭以上的部分，連接方式有法蘭式和卡箍式。采油樹的作用是控制和調節油井生產，引導從井中噴出的油氣進入出油管線，實現下井工具儀器的起下等。

采油樹的主要組成部件及附件的作用如下：

（1）總閘門：安裝在油管頭的上面，用于控制油氣流入采油樹的通道，因此，在正常生產時它都是全開的，只有在需要長期關井或其他情況下才關閉。

（2）油管四通（或三通）：其上下分別與清蠟閘門和總閘門相連，兩側（或一側）與生產閘門相連。它既是連接部件，也是油氣流出和下井儀器的通道。

（3）生產閘門：安裝在油管四通或三通的兩側，其作用是控制油氣流向出油管線。正常生產時，生產閘門總是打開的，在更換檢查油嘴或油井停產時才關閉。

（4）清蠟閘門：安裝在采油樹最上端的一個閘門。正常生產時保持開啟狀態以便觀察油管壓力，它的上面可連接清蠟或試井用的防噴管，清蠟或試井時打開，清蠟或試井后關閉。

（5）套管四通：其上面與總閥門相通，下部連接套管頭，左右與套管閘門相連。它是油管套管匯集分流的主要部件。通過它密封油套環空、油套分流。外部是套管壓力，內部是油管壓力。

（6）回壓閘門：安裝在油嘴后的出油管線上，在檢查和更換油嘴以及維修生產閘門及修井作業時關閉，以防止出油管線內的流體倒流，有的油井在此位置上裝了一個單流閥代替了回壓閘門。

（7）防噴管：防噴管是用φ63mm（2.5in）油管制成，外部套φ89mm（3.5in）管，環空內循環蒸汽或熱水（油）保溫（不保溫循環的就不用外套），在自噴井中有兩個作用：一是在清蠟前后起下清蠟工具及溶化刮蠟片帶上來的蠟；二是各種測試、試井時的工具起下。

（8）單流閥：防止流出井口原油倒流回井筒。

2．地面流程主要設備

一般來說，自噴井井口地面流程都安裝一套能夠控制、調節油氣產量的采油樹；還有對油井產物和井口設備加熱保溫的一套裝置，以及計量油氣產量的裝置，主要包括加熱爐、油氣分離器、高壓離心泵及地面管線等。這一系列流程設備對其他采油方式也具有通用性。

二、機械采油

在油田開發過程中，由于油層本身壓力就很低，或由于開發一段時間后油層壓力下降，使油井不能自噴或不能保持自噴，有時雖能自噴但產量很低，必須借助人為能量進行采油，即利用一定的機械設備（地面和井下）將井中油氣采至地面的方法。機械采油可分為有桿泵采油和無桿泵采油兩大類。

（一）有桿泵采油

有桿泵采油裝置包括游梁式抽油機—深井泵裝置和地面驅動螺桿泵抽油裝置。

1．游梁式抽油機—深井泵裝置

1）游梁式抽油機

游梁式抽油機結構見圖5-4。它是有桿泵采油的主要地面機械傳動裝置。它和抽油桿、深井泵配合使用，能將原油抽到地面。使用抽油裝置的油井通常稱為“抽油井”。抽油機的工作特點是連續運轉、長年在野外、無人值守。因此，對抽油機的要求應當是強度高、使用壽命長、有一定的超載能力、安裝維修簡單、適應性強。

圖5-4游梁式抽油機結構圖

1—懸蠅器；2—毛辮子；3—驢頭；4—游梁；5—支架軸；6—橫梁軸；7—橫梁；8—連桿；9—平衡塊；10—曲柄；11—大皮帶輪；12—皮帶；13—電動機；14—輸入軸；15—輸出軸；16—曲柄銷；17—支架；18—底座；19—光桿

（1）主要部件的作用。

①驢頭：裝在游梁的前端，其作用是保證抽油時光桿始終對準井口中心位置。驢頭的弧線是以支架軸承為圓心、游梁前臂長為半徑畫弧而得到的。

②游梁：游梁固定在支架上，前端安裝驢頭承受井下負荷，后端連接連桿、曲柄、減速箱傳送電動機的動力。

③曲柄—連桿機構：它的作用是將電動機的旋轉運動變成驢頭的上下往復運動。在曲柄上有4～8個孔，是調節沖程時用的。

④減速箱：它的作用是將電動機的高速旋轉運動變成曲柄軸的低速轉動，同時支撐平衡塊。

⑤平衡塊：平衡塊裝在抽油機游梁尾部或曲柄軸上。它的作用是：當抽油機上沖程時，平衡塊向下運動，幫助克服驢頭上的負荷；在下沖程時，電動機使平衡塊向上運動，儲存能量。在平衡塊的作用下，可以減少抽油機上下沖程的負荷差別。

⑥懸繩器：它是連接光桿和驢頭的柔性連接件，還可以供動力儀測示功圖用。

（2）工作原理。

電動機將其高速旋轉運動通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，并帶動曲柄軸作低速旋轉運動；曲柄又通過連桿經橫梁帶動游梁上下擺動。游梁前端裝有驢頭，掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿作上下垂直往復運動，抽油桿帶動活塞運動，從而將原油抽出井筒。

2）深井泵

深井泵是油井的核心抽油設備，它是通過抽油桿和油管下到井中并沉沒在液面以下一定深度，靠抽吸作用將原油送到地面。

深井泵主要由工作筒（包括外筒和襯套）、活塞、游動閥（排出閥）及固定閥（吸入閥）組成，其工作原理見圖5-5。

圖5-5泵的工作原理圖

1—排出閥；2—活塞；3—襯套；4—吸入閥

上沖程：驢頭上行，抽油桿柱帶著活塞上行，活塞上的游動閥受內液柱的壓力而關閉。如管內已經充滿液體，則將在井口排出相當于活塞沖程長度的一段液體。與此同時，活塞下面泵筒內的壓力降低，當泵內壓力低于沉沒壓力（環行空間液柱壓力）時，在沉沒壓力的作用下固定閥被打開，原油進入泵內占據活塞所讓出的體積，如圖5-5（a）所示。

下沖程：驢頭下行，抽油桿柱帶著活塞向下運動，吸入泵內的液體受壓，泵內壓力升高。當此壓力與環形空間液柱壓力相等時，固定閥靠自重而關閉。在活塞繼續下行中，泵內壓力繼續升高，當泵內壓力超過活塞以上液柱壓力時，游動閥被頂開，活塞下部的液體通過游動閥進入上部油管中，即液體從泵中排出，如圖5-5（b）所示。

3）抽油桿及井口裝置

（1）抽油桿。

抽油桿是抽油裝置的重要組成部分，它上連抽油機，下接深井泵，起中間傳遞動力的作用。抽油桿的工作過程中受到多種載荷的作用，且上下運動過程中受力極不均勻，上行時受力大，下行時受力小。這樣一大一小反復作用的結果，很容易使金屬疲勞，使抽油桿產生斷裂。因此，要求抽油桿強度高、耐磨、耐疲勞。

抽油桿一般是由實心圓形鋼材制成的桿件。兩端均有加粗的鍛頭，下面有連接螺紋和搭扳手用的方形斷面。抽油桿柱最上面的一根抽油桿稱為光桿。光桿與井口密封填料盒配合使用，起密封井口的作用。

（2）井口裝置。

抽油井井口裝置和自噴井相似，承受壓力較低。它主要由套管四通（或套管三通）、油管四通（或油管三通）、膠皮閘門和光桿密封段（或密封填料盒）組成，其他附件的多少及連接方法，視各油田的具體情況而定。但無論采取什么形式，抽油井井口裝置必須具備能測示功圖、動液面，能取樣、觀察壓力等功能，并且要方便操作和管理。圖5-6是抽油井摻水井口裝置。

圖5-6抽油機摻水井口裝置

1—膠皮閘門；2—油管放空閥門；3—總閘門；4—套管測試閘門；5—套管閘門；6—回壓閘門；7—直通閥門（小循環）；8—熱洗閥門；9—摻水閥門（大循環）；10—單流閥；11—摻水調節閥；12—生產閘閥門；13—油壓表；14—光桿密封段；15—套壓表；16—套管出液閥

2．地面驅動螺桿泵抽油裝置

20世紀70年代后期，螺桿泵開始應用于原油開采。螺桿泵是一種容積式泵，按驅動形式可分為地面驅動螺桿泵和井下驅動螺桿泵。

地面驅動螺桿泵設備如圖5-7所示。它是由地面驅動系統、抽油桿柱、抽油桿柱扶正器、螺桿泵等部分組成。其工作原理是：螺桿泵是靠空腔排油（即轉子與定子間形成的一個個互不連通的封閉腔室），當轉子轉動時，封閉空腔沿軸線方向由吸入端向排出端方向運移。封閉腔在排出端消失，空腔內的原油也就隨之由吸入端均勻地擠到排出端，同時又在吸入端重新形成新的低壓空腔將原油吸入。這樣，封閉空腔不斷地形成、運移和消失，原油便不斷地充滿、擠壓和排出，從而把井中的原油不斷地吸入，通過油管舉升到井口。

圖5-7螺桿泵采油示意圖

1—電控箱；2—電動機；3—皮帶；4—減速箱；5—方卡子；6—專用井口；7—套壓表；8—抽油桿；9—油管；10—抽油桿扶正器；11、16—油管扶正器；12—定子；13—轉子；14—定位銷；15—油管防脫裝置；17—篩管；18—套管；19—絲堵

螺桿泵采油裝置結構簡單，占地面積小，有利于海上平臺和叢式井組采油；只有一個運動件（轉子），適合稠油井和出砂井應用；排量均勻，無脈動排油特征；閥內無閥件和復雜的流道，水力損失小；泵實際揚程受液體黏度影響大，黏度上升，泵揚程下降較大。

（二）無桿泵采油

無桿泵采油包括氣舉采油、電動潛油離心泵采油、井下驅動螺桿泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油。

1．氣舉采油

當油氣能量不足以維持油井自噴時，為使油井繼續出油，人為地將氣體（天然氣或空氣）壓入井底，利用氣體的膨脹能量將原油升舉到地面，這種采油方法稱為氣舉采油法。氣舉方式有環形空間進氣方式和中心進氣方式兩種。

氣舉采油法的井口、井下設備比較簡單，管理調節與自噴井一樣方便。

1）氣舉原理

以環形空間進氣方式為例。油井停產時，油管、套管內的液面在同一個位置上。開動壓風機向油套環形空間注入壓縮氣體（空氣或天然氣），環形空間液面被擠壓向下（如果不考慮液體被擠進油層，則環形空間內的液體全部進入油管），油管內液面上升，當環形空間的液面下降到管鞋時，壓風機達到最大壓力，稱為氣舉啟動壓力。當壓縮氣進入油管后，油管內原油混氣，液面不斷升高，直至噴出地面。

在開始噴出之前，井底壓力總是大于油層壓力。噴出之后，由于環形空間繼續壓入氣體，油管內混氣液體不斷噴出，使混氣液體的密度也越來越小，管鞋壓力急劇下降。當井底壓力低于油層壓力時，原油便從油層流入井底。由于油層出油，使油管內混氣液體的重度稍有增加，因而使壓縮機的壓力又有所上升，經過一段時間后趨于穩定，穩定后的壓風機壓力稱為氣舉工作壓力。這時，油層連續不斷地穩定出油，井口連續不斷地生產。

2）氣舉方式

氣舉方式有兩種：

（1）環形空間進氣方式。該氣舉方式也稱反舉。它是指壓縮氣體從油套環形空間注入，原油從油管中舉出。

（2）中心進氣方式。它與環形空間進氣方式正好相反，即從油管注氣，原油從油套環形空間返出。該氣舉方式也稱正舉。

當油中含蠟、含砂時，如采用中心進氣，因油流在環形空間流速低，砂子易沉降下來，同時在管子外壁的蠟也難清除，所以在實際工作中，多采用環形空間進氣方式。

3）氣舉采油的特點

氣舉采油的優點：井下設備一次性投資低，維修工作量小；井下無摩擦件，適宜于含砂、蠟、水的井；不受開采液體中腐蝕性物質和高溫的影響；易于在斜井、拐彎井、海上平臺使用；易于集中管理和控制。缺點：氣舉采油必須有充足的氣源；如在高壓下連續氣舉工作，安全性較差；套管損壞了的高產井、結蠟井和稠油井不宜采用氣舉；小油田和單井使用氣舉采油效果較差。

圖5-8潛油電泵井裝置示意圖

2．電動潛油離心泵采油

電動潛油離心泵（簡稱潛油電泵或電泵）屬于無桿泵抽油設備。它是用油管把離心泵和潛油電動機下入井中，用潛油電動機帶動離心泵把油舉升到地面。電泵的排量及揚程調節范圍大，適應性強，地面工藝流程簡單，管理方便，容易實現自動化，經濟效益高。

電泵設備由地面、中間和井下三大部分組成，如圖5-8所示。

地面部分由變壓器、接線盒、控制柜（配電盤）、電纜及井口裝置等組成，主要起控制、保護、記錄的作用。

中間部分主要是電纜，有動力電纜和引線電纜。動力電纜將地面電流傳送到井下引線電纜；而引線電纜的作用是連接動力電纜和電動機。

井下部分一般自上而下依次是泄油閥、單流閥和井下機組。井下機組包括多級離心泵、油氣分離器、保護器和潛油電動機。有的電泵井潛油電動機下部還裝有監測裝置，可測定井底壓力、溫度、電動機絕緣程度、液面升降情況，并將信號傳送給地面控制臺。

潛油電動機安裝在井下機組的最下部，是電泵的動力。地面的高壓電流經電纜傳輸給潛油電動機。潛油電動機把電能變為機械能輸出，通過軸帶動電泵工作。保護器安裝在潛油電動機的上部，起平衡電動機中的壓力，潤滑、密封電動機的作用。油氣分離器通常安裝在保護器的上端、多級離心泵的下端，用來分離原油中的游離氣體，提高泵效。多級離心泵由固定部分和轉動部分組成。轉動部分有泵軸，軸上安裝有大量葉輪。當電動機帶動泵軸上的葉輪高速旋轉時，充滿在葉輪內的液體在離心力的作用下，被甩向葉輪的四周，給井液加速，使井液具有動能，并由導殼引入次一級葉輪，這樣逐級疊加后就獲得一定揚程，并將井液舉升到地面。

電泵機組的工作過程可簡單地敘述為：地面電源通過潛油電泵專用電纜輸入給井下的潛油電動機，潛油電動機就帶動多級離心泵旋轉，通過離心泵多級葉輪的旋轉離心作用，將井底原油舉升抽汲到地面。

實踐表明，對于強水淹井、高產井、不同深度井以及定向井、多砂和多蠟井，電泵的使用效果都很好。其排量范圍為16～14310m3/d；最大下泵深度可達4600m，井下最高工作溫度可達230℃。

3．井下驅動螺桿泵采油

與地面驅動螺桿泵不同的是，井下驅動螺桿泵動力置于井底，不用抽油桿。其工作原理是：用油管將泵與電動機、保護器下入井內液面以下，電動機通過偏心聯軸節帶動螺桿轉動，而螺桿又是裝在襯套中，螺桿與襯套所形成的腔室之間是隔離的，當螺桿轉動時，這些腔室逐漸由下而上運動，使液體壓力不斷提高，從而將井液送到地面。

就目前的情況來看，地面驅動螺桿泵從技術上比較成熟；井下驅動螺桿泵有很多優點，但還處于實驗階段。

4．水力活塞泵采油

水力活塞泵是一種液壓傳動的無桿泵抽油裝置，是液壓傳動在抽油設備上的應用。與有桿泵相比，其根本特點是改變了能量的傳遞方式。水力活塞泵由地面、中間和井下三大部分組成，如圖5-9所示。

圖5-9開式水力活塞泵采油系統

1—高壓控制管匯；2—地面動力泵；3—發動機；4—動力液處理罐；5—井口裝置；6—井下泵工作筒；7—沉沒泵

地面部分包括動力液處理罐、發動機、地面動力泵、高壓控制管匯、閥組及井口裝置，擔負提供動力的任務。

中間部分是動力液由地面到井下機組的中心油管，乏動力液和產出液排至地面的專門通道。

井下部分由工作筒和沉沒泵等組成，起抽油的主要作用。

水力活塞泵的工作原理是：電動機帶動地面動力泵，從儲液罐來的液體經動力泵升壓后進入中心油管，高壓動力液體進入井下的水力活塞泵后，帶動泵工作，抽汲的液體和做功后的動力液共同經外層油管返回地面。

水力活塞泵排量范圍較大（16～1600m3/d），對油層深度、含蠟、稠油、斜井及水平井具有較強的適應性，可用于各種條件的油井開采，并可在溫度相對較高的井內工作。但機組結構復雜，加工精度要求高，動力液計量困難。

圖5-10射流泵工作原理圖

5．射流泵采油裝置

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，與動力液混合后流入喉管，在喉管內進行動量和動能轉換，然后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；適于高產液井；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。

圣誕樹——采油樹，財源滾滾？

井口上裝有能給我們帶來財富的采油樹。它是由安裝在套管法蘭上的全套閥門組加上裝在油管套內的油嘴組成的，是控制和調節井口壓力與產量的設備。我們可以通過調節采油樹上的閥門和油嘴大小來控制地下油層的生產壓差，合理開采我們的寶藏。采油樹下部的油管頭和套管法蘭連接著井筒里的油管和油層套管。套管組合主要用來固定、保護油氣井。從井口下入井中的套管通常有：

導管——為了將鉆進時返出地面的鉆井液引導到較高位置的循環系統泥漿篩入口平面上來，必須在鉆表層井眼時下入頂部高出地面并與泥漿篩入口相接的導管。環空注水泥漿封固。

表層套管——為了穩定疏松的地表淺層井壁不坍塌而下入的最外層套管。環空注水泥漿封固，以保證后續的正常鉆進。

技術套管——在地層深部鉆遇高壓水層、氣層、流沙層、鹽層等情況時，為穩定井壁而下入的內層套管。水泥漿上返高度要能封固這些層位。如有保證井壁不坍塌和正常鉆進的其他方法，應盡可能不下，以節約投資。

油層套管——最內層的套管，是油氣層與地面的通道，也稱生產套管。在生產套管中要下入較細的油管到油層深度，進行油氣的正常生產。套管與油管之間上部是不連通的。正常生產時，因油管內有壓力損耗，所以井口的油管壓力是低于套管壓力的。油管壓力與套管壓力是油井生產狀況的重要參數。

通過射孔把油層、井筒和井口裝置連接成一條通道，讓油、氣通過井底順著油管一直噴涌到井口。因為從油嘴流出的是珍貴的油氣，所以西方人稱之為圣誕樹，表示上帝恩賜，財源滾滾。

地層中的原油源源不斷噴出地面依靠的能量來自于哪里呢？主要是依靠油層內的原始地層壓力高于油井生產時的井底壓力，即流動壓力所形成的壓力差。同時，從油層深處到井底，壓力逐步下降，油層巖石體積膨脹，使油層孔隙體積縮小；而孔隙中的原油體積也會膨脹，這種雙重作用會把原油擠出孔隙，向低壓處滲流。當原油到達井筒后，溶解于原油中的天然氣隨著壓力的降低會逸出形成氣泡，沿井筒中的油管上升，氣泡體積隨壓力下降而膨脹，幫助原油從井底舉升到地面。

最后原油通過油嘴后，剩余的壓力用于克服通往計量站的地面管線的摩擦阻力，到達油氣分離器和油罐。

自噴井的自噴井的生產管理及分析

1，節點系統分析對象：整個油井生產系統。

2，自噴井生產系統組成：由油藏滲流子系統，井筒流動子系統，地面管流子系統和油嘴（節流器）流動子系統組成。

3 ，節點系統分析實質：協調理論在采油應用方面的發展。

協調條件：質量守恒，能量（壓力）守恒，熱量守恒。 井口裝置包括套管頭、油管頭、采油樹三個部分，即有懸掛密封部分、調節控制部分和附件組成，其基本連接方式有螺紋式、法蘭式和卡箍式三種。如圖1、圖2、圖3所示。

1．懸掛密封部分

由套管頭和油管頭兩部分組成。

(1)套管頭

套管頭的作用是連接下井的各層套管、密封各層套管的環行空間。表層套管與其法蘭之間，有的是絲扣聯接，有的是焊接(即將表層套管和頂法蘭用電焊焊在一起)。油層套管和法蘭大小頭，一般用絲扣連接后座在表層套管頂法蘭上，用螺栓把緊，用鋼圈密封。法蘭大小頭的上法蘭與套管四通或三通連接。

近年來，有的油井已不用法蘭大小頭了，而是一片法蘭代替了法蘭大小頭，即用電焊將兩層套管焊在同一個法蘭盤上。

(2)油管頭

油管頭作用是懸掛下人井中的油管，密封油、套管環行空間。在油田開發中，各項采油工藝不斷改革，為了和不壓井起下作業相配套，近年來對油管頭也進行了相應的改進，經改進定型的油管頭結構是頂絲法蘭油管掛，它是通過油管短節以絲扣與油管懸掛器(蘿卜頭)連接在一起，并坐在頂絲法蘭盤上。頂絲法蘭盤置于套管四通上法蘭和原油管掛下法蘭之間，頂絲法蘭的上、下均用鋼圈，用多條螺栓固緊并達到密封。

(3)合成一體的井口懸掛密封裝置

近年來已將單層套管頭和油管頭合成一個整體。油管通過油管短節以絲扣和油管懸掛器連接后，坐在套管法蘭內，壓緊密封圈，密封油、套環行空間，并用四條螺絲緊平和加壓。

2．控制調節部分

油井的控制調節部分叫做采油樹，其作用是控制和調節井中的流體，實現下井工具儀器的起下等。采油樹由大小閘門、三通和四通等部件組成。按連接方式不同，可分為三種類型：

(1)以法蘭連接的采油樹。如松Ⅱ型，這種采油樹除了壓力表、考克之外的各個閘門、三通以及四通之間均用法蘭連接，所以稱之為以法蘭連接的采油樹。

(2)以絲扣連接的采油樹。如勝251型等，即大小閘門、四通、三通等之間均用絲扣連接在一起。

(3)以卡箍連接的采油樹。如大慶160微型采油樹。

采油樹按其控制程度又分為兩部分。套管閘門以內和總閘門以下為無控制部分，如果這部分出了問題，需更換時，必須先壓井后方可更換；所以日常管理中不要隨意開關總閘門和兩個套管閘門。其余部分為有控部分。

3．附件

采油樹的附件包括油嘴、壓力表、取樣回壓考克和回壓閘門等。

(1)油嘴

其作用是控制和調節油井的產出量。油嘴的最小直徑為1．5mm，最大直徑20mm以上，因工作制度的不同，選用的油嘴規格也不同。

根據油嘴安裝部位不同，可分為井下油嘴和地面油嘴兩種。井下油嘴采用專門裝置安裝在油層部位或油管下處；地面油嘴一般安裝在生產閘門后的油嘴三通內。地面油嘴按結構不同，又分為單孔簡易式和可調式等多種。選用油嘴時，要檢查直徑、長度、橢圓度、孔眼和軸線同心度、有無毛刺等。當油井出砂時更要注意檢查，保持油嘴不被刺大、不堵、不變形、無毛刺，否則影響油井生產。

(2)壓力表

使用壓力表時，應注意量程是否合適。一般情況下應該使壓力值在壓力表量程讀數的30%～70%范圍內，因為壓力表包氏管的弧度是270°，正常工作時的壓力可使包氏管偏轉5°～7°，如果偏轉超過這個弧度時，讀數將有較大誤差。讀數時應注意眼睛、指針、表盤刻度成一條垂直于表盤的直線，否則易造成人為的誤差。

(3)取樣放空考克和回壓閘門

在油嘴三通外的出油管線上，焊有一節小直徑短管，并用閘門控制，這個帶控制閘門的短節用來進行井口取樣以及檢查更換油嘴時進行放空。

回壓閘門在檢查和更換油嘴以及維修生產閘門等作業時應關閉，以防止出油管線內流體倒流(有時也用一個單流凡爾代替回壓閘門)。 1．井口設備齊全完好，不滲不漏。所有閘門要靈活好用，配全配齊螺栓螺母，緊固時對角用力均勻，清蠟閘門密封要嚴，開關時兩側絲杠出入要相等，防噴管絲堵要緊好，裝有絲堵短管節上要設有放空考克。做到先放空后卸絲堵，并注意清蠟閘門是否關嚴。油嘴尺寸要符合要求，油嘴三通無堵塞現象。

2．井口操作時注意，在卸絲堵時，先倒好流程，后放空(人要在上風方向，防止放空時被油氣熏倒)；卸時打好管鉗尺度，用力均勻，防止用力過猛、管鉗打脫而使人受傷。

3．在上下扒桿檢查滑輪或穿錄井鋼絲時，要抓住扒桿，踏穩扒梯，最好攜上安全帶，以防掉下摔傷。在上扒桿前，先檢查扒桿是否牢固，繃繩是否緊好。

4．上卸壓力表時，檢查壓力表裝卸部位是否設有放空以及壓力表閘門，做到先關壓力表閘門，后開放空考克，再進行裝卸壓力表操作。注意人要在放空方向的側面進行操作。

5．檢查油嘴時，注意先關生產閘門，后關回壓閘門；放空后，再卸絲堵。檢查后用套筒扳手裝好油嘴，上好堵頭，先關放空閥，開回壓閥，最后打開生產閘門。注意要平穩操作。井口房內嚴禁煙火或產生摩擦火花。

6．當集油干線堵塞或凍結時，出現回壓升高、出油減少或不出油，這可能是干線局部結蠟或結垢堵塞，也可能是局部干線保溫層破壞而大量散熱造成集油溫度下降，形成凝油堵塞管道。如及早發現可用壓風機掃線或用鍋爐車蒸汽吹解。

7．自噴井井口總閘門以下，套管閘門以內無控制部分，不允許有滲漏和缺損，一旦發現問題，要及時處理。

8．冬季關井在4小時以上時，必須掃線；油井測靜壓關井時，應對干線采取保溫措施。

9．自噴井井場、設備必須達到“三清、四無、五不漏”的管理要求。 1.常用的玻璃管量油操作

⑴開啟平衡閘門，使分離器壓力于干線回壓相互平衡。

⑵開玻璃管上下閥門。

⑶關分離器出油閥門，打開分離器進油閥門。

⑷關死單井進匯管閥門。

⑸手持鐘表，放在玻璃管下紅線上沿，等待液面上升。

⑹液面上升到下紅線時立刻記準時間。

⑺液面上升的過程中，同時觀察分壓變化。如分壓上升，應檢查平衡閥門是否打開，若已打開，分壓仍然上升等待平衡后才能正式量油。

⑻液面上升到紅線時立刻記準時間。

⑼關分離器平衡閥門。

⑽打開分離器出口閥門，等待液面降到紅線以下，再進行下次量油

⑾按資料全準的要求量完油后，關玻璃管上，下流閥門。倒單井正常生產流程，關死分離器的進出口閥門。

⑿將量油的時間填在量油記錄上，并計算出產液量，填寫在當日的報表上。

2．量油操作

(1)油井在試井、清蠟、關井后不能立即量油，要等生產一小時后再量油，否則不準。

(2)量油玻璃管在冬季應注意保溫，每次量完油后，要將玻璃管內水位放到底部，然后先關下流閘門，再關上流閘門，以免玻璃管爆裂造成跑油事故。

(3)量油時分離器壓力與干線回壓相同。

(4)分離器旁通閥門必須關嚴，不嚴會影響量油的準確性。

(5)分離器、氣管線、閥門不得有漏油、氣現象。同時要清除玻璃管內的油污和堵塞現象。

(6)量油觀察玻璃管液面時，要使視線和液面在同一水平面，以免產生誤差。

3．測氣操作

(1)測氣管線長度5～7m，平直無彎曲，無焊口，各連接部分不漏。

(2)擋板直徑要合適，一般選擇7—25mm比較合適，水銀柱壓差在30～150mm合理范圍內。擋板中心對準管線中心，擋板與壓帽之間加膠皮墊，以防漏氣。

(3)擋板規格，孔眼標準，無毛刺、缺口，厚度不大于3mm。

(4)測氣必須在測壓、清蠟、井下取樣等操作一小時后進行，以免影響測氣資料的準確性。

(5)橡皮管、傳壓嘴子及水銀壓差計連接處不能漏氣。

井口裝置是什么？

井口裝置是石油、天然氣鉆井中，安裝在井口用于控制氣、液（油、水等）流體壓力和方向，懸掛套管、油管，并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。采油樹、采氣樹也屬于井口裝置。

中文名稱：

井口裝置

英文名稱：

cellar 買粉絲nnection

定義：

海上石油鉆采井口高出泥面以上的井口盤、隔水導管及防噴器的統稱。

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