采油工套管头结构与工作原理
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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。
套管头的工作原理及失效分析摘要:在钻井作业和油气测试过程中,必须安装一套安全可靠的井口装置,以便能有效地控制井内作业和生产。
套管头属于井口装置的基础部分,是安装在套管管柱上端用来悬挂各层套管管柱、密封各层套管之间的环形空间并能为防喷器组、采气树等其他井控设备提供标准连接、为各种特殊作业提供套管环空出入接口的一种永久性石油、天然气井口装置。
主题词:井口装置套管头密封环空连接·前言过去,我国各油气田很少使用套管头,在五十年代只有玉门、四川等少数油气田用过国外进口的卡瓦式套管头。
从六十年代起,我国普遍采用焊环形铁板而不采用套管头。
对于浅井和低压井来说,焊环形铁板也可以起到密封套管环形空间和悬挂套管的作用。
但是,由于井深的增加,套管柱对环形铁板的载荷加重引起了环形铁板的严重变形,密封性能和悬挂能力都大大降低,严重影响了井身的质量。
特别是近年来,能开发的低压浅井越来越少,采气井口装置面临的工作环境极为严酷。
对于四川地区来说,主要以天然气为主,天然气中的水分,硫化物,二氧化碳等含量也不相同,有时井口装置还处于高压下工作,这就对我们井口装置提出了更高的要求,能在高温、高压、高含硫等恶劣环境下提供可靠的密封性能。
同样,为了保证井身的安全,在深井中越来越多地使用P110、13Cr110、TP125、140V等高钢级套管,焊接性能差,焊接后很容易因为焊接应力而开裂。
特别是高气压井及含硫化氢的气井,对焊口非常敏感,常因氢脆断裂导致焊口质量不高。
同时,焊环形铁板的井口,套管环形空间与地面是不相通的,没有用以引水引气挤水泥的旁通管线,在实施高压酸化压裂作业时没有平衡液体的通道。
就是在这种情况下,能适应各种恶劣环境且安全可靠的套管头井口装置逐步发展并取代原始的焊环形铁板。
·1、套管头简介根据套管头与表层套管的连接方式可将套管头分为焊接式、螺纹式、卡瓦式,配用套管悬挂器有卡瓦式和芯轴式两种,侧出口的连接方式有螺纹式、栽丝法兰式和法兰式,通常在套管四通的底部设有套管二次密封机构和密封测试口。