采油装备
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各类海洋油井平台概述海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备,它的种类繁多包罗万象,但归纳起来大体可以分为四类:1.海洋石油钻井平台;2.海洋石油采油平台;3.水上钻井机械设备;4.水下钻井机械设备。
本文主要介绍前两类,即:海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。
主要分为移动式平台和固定式平台两大类。
其中按结构又可分为:(1)移动式平台:坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台(SEMI)、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统(FPSO)、筒状平台(SPAR)。
(2)固定式平台:导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台。
移动式平台坐底式钻井平台坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳,适用于河流和海湾等30米以下的浅水域。
坐底式平台有两个船体,上船体又叫工作甲板,安置生活舱室和设备,通过尾郡开口借助悬臂结构钻井;下部是沉垫,其主要功能是压载以及海底支撑作用,用作钻井的基础。
两个船体间由支撑结构相连。
这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水,使其着底。
因此从稳性和结构方面看,作业水深不但有限,而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。
所以这种平台发展缓慢。
然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域,潮差大而海底坡度小,对于开发这类浅海区域的石油资源,坐底式平台仍有较大的发展前途。
目前已有几座坐底式平台用于极区,它可加压载坐于海底,然后在平台中央填砂石以防止平台滑移,完成钻井后可排出压载起浮,并移至另一井位。
自升式钻井平台自升式钻井平台被设计成为驳船的模样,具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。
虽然有些设计能使其在海深500英尺(152米)的海域工作,但通常用于海深400英尺(122米)的地方,适合于近海。
其移位时平台降至水面,桩腿升起,平台就像驳船,可由拖轮把它拖移到目的地。
到达钻井目的地后,工作时桩腿下放插入海底,平台及平台上所有的钻井设备及其他器械被抬起到离开海面的安全工作高度,并对桩腿进行预压,以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。
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国外现代石油钻井装备目前世界上在用钻井技术主要有喷射钻井、平衡压力钻井、空气钻井、井下动力钻具钻井、最优化与自动化钻井、顶部驱动钻井、导向钻井、高压冲蚀钻井以及非垂直井钻井等九种。
1.喷射钻井技术与装备利用20—30MPa压力泥浆通过钻头喷嘴喷射后,以高速冲击井底岩石,加快钻井速度,提高钻头进尺。
喷射钻井除采用常规钻井装备之外,必须配备大功率钻井泵组,以满足高压泥浆钻井的需要。
与此同时还应当配备高压循环管线、高压水龙带、较好的泥浆净化系统等。
喷射钻井对油层污染较大直接影响采收率。
2.平衡压力钻井技术与装备为保护油田、提高采收率,利用接近油层压力的泥浆进行钻井,可减少对油层污染。
除采用常规钻井装备之外,必须配备较完善的井控装置,以及时处理可能发生的井涌或井喷。
3.空气钻井技术与装备利用空气代替泥浆进行钻井,对油层的污染更少,钻井速度快,钻头进尺多,油层采收率较高。
空气钻井除采用常规钻井装备之外,必须利用空气压缩机代替钻井泵,没有泥浆净化、制备和储存系统。
4.井下动力钻具钻井技术与装备利用井下动力钻具直接驱动钻头旋转破坏岩石进行钻井,钻杆不转,只承受钻井的反扭矩,减少钻具磨损,增加破碎岩石的有效功率,钻井速度快、经济效益好。
井下动力钻具钻井除采用常规钻井装备之外,必须配备大功率钻井泵组、高压泥浆循环系统、高压水龙带以及较完善的泥浆净化、制备和储存系统(这里指的是液力驱动井下动力钻具)。
5.最优化、自动化钻井技术与装备在钻井过程中,选用最优工况参数进行最优化、自动化钻井,具有钻井效率高、速度快、时间短、质量高等特点以及较高的经济效益。
最优化、自动化钻井除采用常规钻井装备外,必须采用最优化、自动化控制系统与装备。
6.顶部驱动钻井技术与装备利用顶部驱动或侧部驱动钻井系统钻井,具有较好的经济效益,节约钻井时间11.3%,节约总时间8.1%,节约钻井费用5.8%,节约总费用3.9%,除采用常规钻井装备外,必须采用顶部驱动或侧部驱动钻井系统,加强和加高井架,并在井架内加焊导轨等。
碳纤维连续抽油杆的研究与应用分析
碳纤维连续抽油杆是一种新型的油田采油技术装备,相较于传统的金属材料抽油杆具
有更高的强度和耐腐蚀性,能够在复杂的油田环境中发挥更好的性能。
本文将对碳纤维连
续抽油杆的研究和应用进行分析,探讨其在油田开发中的潜在应用前景。
一、碳纤维连续抽油杆的研究现状
碳纤维连续抽油杆由碳纤维和树脂复合材料制成,具有高强度、轻质、抗腐蚀等特点,因此在油田开采中备受关注。
目前,国内外已经对碳纤维连续抽油杆进行了大量的研究和
开发工作。
在材料方面,已经实现了碳纤维和树脂复合材料的不断改进,使得碳纤维连续
抽油杆的性能得到了进一步提升。
针对碳纤维连续抽油杆在井下使用过程中的磨损、疲劳
等问题,也进行了大量的研究和测试,并逐渐形成了一套相对成熟的技术解决方案。
1. 高强度:碳纤维连续抽油杆的抗拉强度比传统的金属材料更高,能够承受更大的
拉力和扭矩,降低了井下作业中的损坏率。
2. 轻质:碳纤维连续抽油杆相比金属抽油杆更轻,减少了井下运输和安装的工艺难度,提高了作业效率。
3. 耐腐蚀:碳纤维材料具有良好的耐腐蚀性能,能够适应复杂的井下环境,延长了
抽油杆的使用寿命。
碳纤维连续抽油杆的优势使得其在油田开采中具有广阔的应用前景。
碳纤维连续抽油
杆可以应用于水平井、高产井等对抽油杆材料强度和耐腐蚀性要求较高的井段。
碳纤维连
续抽油杆可以应用于老旧油田的二次开发,降低了井下维护成本,提高了油井的长期产能
和经济效益。
碳纤维连续抽油杆还可以应用于一些特殊环境下,如高含硫油气田、高含硫
化氢井等,缓解了传统金属抽油杆容易被腐蚀的问题。
前言海上石油平台海上平台按使用功能分类,可划分为:海上钻探、海上油和气开采、海上油和气集输和海上服务四类。
(一)海上钻探钻探平台主要用来安装钻探设备,进行钻探活动,故必须有相应的甲板面积和载重量。
这类平台在钻探工作时尽可能减少其位移,以限制平台的钻探设备(如钻管等)的受力和变形,保证正常的钻探工作。
根据操作情况,这种位移在垂向应不大于±1.5m,水平方向应不大于水深的6%,平台的纵横倾角应不大于3度。
因为一口油井约需钻1~4个月,所以这类平台,在早期油田开发中,以移动式较为有利,可以便于经常迁移。
这类平台有半潜式、自升式和船舶式等。
但在大规模油田的开发中,也有用固定式平台作为多井钻井平台,随之作为开采平台使用的。
(二)海上油气开采平台开采平台主要用来开采油、气和对油、气进行初步处理(如油气、油水分离)的,它必须成为多口生产井和油气处理设施的基础。
故必须有相应的甲板面积和载重量,但对位移限制则没有钻探平台那么严格。
由于这类平台固定在一个定位点的使用时间较长,一般多使用固定式的,如导管架平台或重力式平台,在浅水区,固定式平台也较经济。
但在深水区,或在早期生产中,则以使用移动式平台较为经济。
(三)海上油、气集输平台开采平台生产的油、气,可以自己储存一部分,大量的则需另用储油平台贮存,并由此平台通过固定的管线或穿梭油轮向陆上输送。
这在同一地区同时有若干个开采平台时显得尤其必要。
从安全的观点看,开采平台和贮存平台分开更有好处。
(四)海上服务平台海上服务可包括多方面的内容,如海上居住平台,海上起重平台,以及打桩、铺管作业等。
工作人员长期生活在海上,条件恶劣,工作紧张,故居住条件应能保证船员的充分休息,例如能保证摇晃小,振动小,振动频率低等,还应能保证船员的充分安全,对防火,救生等应符合有关规范的要求。
对浅水和多井的作业区,居住平台可用固定式的,但在深水区,则多用半潜式的。
其他如起重、打桩、铺管等作业平台,对海洋环境的运动响应也都有一定的要求必须给予满足。
采油工程举升装备技术发展探讨发布时间:2022-10-21T07:34:29.974Z 来源:《科学与技术》2022年12期作者:于淼[导读] 举升装备在采油工程中占据重要地位于淼大庆油田第四采油厂第一油矿聚杏北六队黑龙江大庆 163000摘要:举升装备在采油工程中占据重要地位,当前主要包含抽油机、电潜泵、螺杆泵等,基本能够对我国油气资源的开发工作需求进行满足,但是随着智能、环保等理念逐渐深入人心,同时油田的地面情况及地下情况越来越复杂,举升装备应用中存在的效率低、能耗大以及周期短等情况均需得到有效改善。
所以在本文中,将主要针对采油工程举升装备技术的发展开展分析工作。
关键词:采油工程;举升装备技术;发展引言人工举升技术的实施主要是为了将地下的油气资源开采到地面,在原油的开采过程中是一个非常重要的环节。
到2016年为止,中石油公司整体的机采井数量达到了20.5×10口,这占到了中石油总油井数量的98%左右,而机采井的产油量占到了中石油总体产油量的99%。
在我国油田不断生产开采过程中,油田逐步进入了生产开采的中后期阶段,在这一阶段人工举升的地位更加突出。
油田的油井井身结构、产油量、流体特性等多个方面的差异,导致人工举升的方式也向着多元化的方向发展。
在人工举升多年的发展过程中先后出现了抽油机、潜油电泵、螺杆泵等不同的举升技术,而且实现了多种举升方式的配套方案优选,举升技术的系统分析方法以及优化方法。
人工举升逐渐成为了一个综合性非常高的学科。
1人工举升装备技术现状抽油机举升技术已有百年历史,出现在我国是在上个世纪中期,那时完全依赖进口,后随着国家经济、技术的发展,各大油田开始自行生产抽油机。
这种举升装备的特点就是结构简单、皮实耐用,因此广泛应用于各种开发条件上,国内抽油机装备占比高达87%。
1.2潜油电泵潜油电泵主要通过油管使离心泵进入到井底之中,采用地面电源结合输送电缆的方式,将能量输送至离心泵的电动机之中,使其中液体可以顺利被举升至地面。
第二章海洋采油装备与结构第一节海上采油平台及水下采油装备海洋采油装备与海上油气集输的方式有关。
一般离岸较远的低产小油田,常将油、气分离处理后,送至油轮上运走,叫做全海式。
对于离岸较远的高产油田常通过短距离海底管线将油、气集中到采油平台,分离处理后再经海底管线送至岸上进行储运,叫做半海半陆式。
离岸较近的油田即可采用一井专线或多井一线直接通过海底管线将油、气混输到岸上进行分离及储运,叫做全陆式。
此外,近年来在深海还发展了水下采油装备。
下面分别介绍海上采油平台与水下采油装备。
一、海上采油平台(一)海上采油方式的分类1.浅海采油水深在70m以内,一般采用采油平台采油。
可分下列几种情况:(l)3~5口井的采油平台在平台上进行油气的计量,然后将油、气、水通过海底管线混输至岸上。
(2)多井(可供18口井用)的采油平台,平台上有油气分离及脱水等装置,待去气去水以后,将原油用泵通过海底管线输送到岸上。
这种平台可兼供钻生产井用。
2.深海采油水深在100m以上即需采用海底井口(水下井口),并使用一系列水下采油装备来采油,叫做水下采油法。
一般在较深水中也可采用钢管在海底集油,然后再用软管连接到海上的浮动分离储油装置上。
例如常用的单点系泊装置即使用高100m以上,直径约10m的圆柱型浮筒,上端与油气分离、储油装置连接,底部用软管连接海底集油管线。
它既能固定于一个位置上,又能随风浪摇摆。
浮筒上装有漂浮软管和尼龙系缆,还有操纵软管及系绳用的滚筒和动力转盘,通过软管用泵向油轮装油。
油轮保持迎风可绕浮筒360º旋转。
水面处浮筒周围有碰垫,以防船碰伤。
浮筒上有直升飞机坪和供应维修用的房舍,如图2-1所示。
也可在海底建立水下油罐,储存原油。
油罐是一个顶部为圆弧形的圆柱体。
用管道把压缩空气压入圆柱体内,将油罐拖运到装设地点,然后再利用压缩空气和一个临时补偿装置使罐从海面沉到海底。
图2-1 单点系泊装置(二)海上采油平台的类型海上采油平台依其制造材料分有钢质及混凝土平台,按其特点来分又有桩基式、重力式和混合式三种。
有杆采油装备与无杆采油装备概述及对比人类有着1600年左右的石油开采历史,直到1848年俄国工程师F.N. Semyenov在巴库东北方的Aspheron半岛开采了第一口现代油井后,人类才步入了现代化的石油开采时代。
其中机械采油装备经过了一百多年的发展,逐渐形成了当今有杆采油装备和无杆采油装备两大体系。
据统计,全世界约有100万口左右的在产油井,其中使用有杆采油装备的约占到90%以上,这些有杆采油装备的驱动装置采用游梁式抽油机的约占到80%以上。
(兰石以往出口抽油机型全部为游梁式抽油机。
)一. 机械采油装备概述机械采油装备基本可归纳为两大类,有杆采油装备和无杆采油装备。
1.有杆采油设备:位于地面的动力设备通过一系列的机械传动带动抽油杆柱,再由抽油杆柱带动井下抽油泵活塞上、下往复运动或旋转运动,将井内原油抽至地面的采油设备。
可分为:1) 杆式抽油泵:检泵方便,但结构复杂,制造成本较高,在相同的油管直径下允许下入的泵径较管式泵要小,适用于下泵深度较大,产量较小的油井。
该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。
2)管式抽油泵:结构简单,成本低,在相同油管直径下允许下入的泵径比杆式泵大,因而排量大。
但检泵时必须拆卸油管,修井工作量大,故适用于下泵深度不大,产量较高的井。
该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。
3)地面驱动螺杆泵:能够输送高粘度、高含砂量的原油,适应高气油比、中等深度低产井原油的需要,工艺简单、管理方便、低生产成本、具有高举升性能。
但螺杆泵缺点为油井抽油杆易断脱、油管漏失、结蜡严重、螺杆泵定子脱落、磨损严重等故障频繁。
该泵的驱动装置为螺杆泵电机,安置在地面采油树上。
2.无杆采油设备:不用抽油杆柱传递能量,而是用电缆或高压液体传递能量的采油设备统称为无杆采油设备。
其中可细分为:1)电泵类:a.电动潜油离心泵:是一种井下工作的多级离心泵,排量大、操作简单、管理方便、在防蜡方面有一定作用。
在有些高凝油、稠油情况下还需要加装一套原油稀释系统,由稀释管线向井下油层注入稀释液。
石油设备厂商一、国内行业石油设备制造商1)江汉四机:钻修井设备、采油设备、海洋石油钻采设备、高压管汇元件四大主导产品,12个系列,200多个品种。
2) 兰州兰石:主营石油钻釆机械、炼油化工设备及通用机械设备制造。
主要产品:。
(3)成套石油化工和炼油设备、各种塔器、高压容器、反应器、换热器、球罐和卧罐。
(4)可拆式系列板式换热器、全焊式板式换热器。
3)宝石机械:主要设计制造石油钻采设备及配件等产品。
4) 四川宏华:专业从事石油钻采设备研究、设计、制造、成套和服务5)南阳二机:公司产品包括:1000米-4000米车装钻机、1000米-7000米橇装钻机、1000米-4000米拖挂钻机、25吨-225吨陆上修井机、60吨-225吨海洋钻修机、4000米-7500米油井测试设备、50吨-70吨重载挂车、顶部驱动钻井装置、泥浆泵、石油专用车辆、井口工具等11大系列、110多个品种。
6) 其他制造商:辽河装备集团有限公司、烟台杰瑞石油装备技术有限公司、江钻股份、北京石油机械厂。
二、国际著名石油设备制造商美国国民油井设备公司(全球最大的钻井设备供应商)三、油气处理设备专家(一)国内:1、华油惠博普公司:以分离技术为核心,从油气处理设备起家,目前有成套油气处理装备、三次采油装备、移动式高温高压测试装备、含油污泥处理成套装备和储油罐自动机械清洗装备等,在国内细分产品市场占有率高。
优势:含油污泥处理设备在预处理阶段的技术领先于国外对手。
2、甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司(二)国外1、喀麦隆公司(国际著名的天然气处理设备生产商)2、美国的英格索兰公司Ingersoll Rand3、意大利新比隆公司4、瑞士苏尔泰公司。