井下作业基础知识讲座

1、 井下作业是油田稳产、上产的主要手段,也是采油厂 成本消耗大户。由此可见搞好井下作业施工质量与管理分 析，对于全厂油水井施工质量提高与生产操作成本的综合 控制，起着至关重要的作用。 井下作业系统施工种类繁多，施工中所需的下井 工具，更是品种多、类型杂，并且同一型号但规 格不同的井下工具，其性能、价格也不相同，因 此就必须掌握各种下井作业的基本知识，了解常 用井下辅助工具的作用及适用环境。 下面我主要从以下几个方面向大家介绍一些 井下作业基础知识： 1 1、油水井井下作业的种类、油水井井下作业的种类 4 4、井下作业主要工序及要求、井下作业主要工序及要求 3 3、各类井下作业施工的目的及方法、各

2、类井下作业施工的目的及方法 6 6、井下作业辅助工具及作用、井下作业辅助工具及作用 内容内容 7 7、井下作业验收与结算、井下作业验收与结算 2 2、各类采出、注入井的结构及特点、各类采出、注入井的结构及特点 5 5、井下作业主要消耗材料、井下作业主要消耗材料 一、一、油水井井下作业的种类：油水井井下作业的种类： 油水井井下作业根据施工目的的不同，可以分为两种: 第一种：维护性作业施工 如：抽油机井检泵作业施工（包括检换小泵施工）； 电泵井的检电泵施工；螺杆泵检泵、注水井的重配施 工，同时油水井井下调查、处理、其它、小修等施工 项目均属于维护性作业施工。 第二种：措施性作业施工 如：抽油机井换

3、大泵施工、新井下泵、措施后下泵、 油水井压裂、报废、酸化、解堵、机堵、化堵、补孔、 抽改电、电改抽、抽改螺、电改螺；水井的试配、调 整、调剖、试验等施工项目均属于措施性作业施工。 二二、各类采油、注入井的结构及特点、各类采油、注入井的结构及特点 目前我厂油田采油方式主要以机械采油方式 为主，其中以抽油机井为主，螺杆泵机械采油、 电泵井采油为辅。 （一）采油井（一）采油井 抽油机抽油机 抽油杆抽油杆 井口井口 1、抽油机井的结构及工作原理 工作原理：由电动机提供动力，经减速箱将电机的高速旋转 运动，变为抽油机曲柄的低速转动，并由曲柄、连杆、游梁 机构将旋转运动变成驴头上、下往复运动，再通过毛辫子

4、、 悬绳器连接光杆，通过抽油杆带动深井泵工作。 抽油泵抽油泵 油管油管 抽油泵：抽油泵：管式泵管式泵 杆式泵杆式泵 整筒泵整筒泵组合泵（衬套泵）组合泵（衬套泵） 管式泵管式泵 ： 由于整筒泵具有型式多、冲程长、重量由于整筒泵具有型式多、冲程长、重量 轻，在运输及井下工作时不会发生衬套乱等轻，在运输及井下工作时不会发生衬套乱等 特点，目前各油田都在逐步用整筒泵取代组特点，目前各油田都在逐步用整筒泵取代组 合泵合泵 泵筒的材料最常用的是碳钢和合金钢泵筒的材料最常用的是碳钢和合金钢 管式抽油泵主要由工作筒、游动反尔、固定反尔、管式抽油泵主要由工作筒、游动反尔、固定反尔、 活塞等零件组成。活塞等零件组

5、成。 常用的是碳素钢，表面处理主要有镀铬和常用的是碳素钢，表面处理主要有镀铬和 喷焊两种工艺技术。按柱塞长度可分为喷焊两种工艺技术。按柱塞长度可分为0.6m0.6m， 0.9m0.9m，1.2m1.2m，1.5m1.5m等等4 4种规格，种规格，1.2m1.2m柱塞比柱塞比 较常用较常用 工作原理：当活塞上行时，游动凡尔关闭，固定凡尔打开，工作原理：当活塞上行时，游动凡尔关闭，固定凡尔打开， 吸液进泵，排液出井。当活塞下行时，游动凡尔打开，固吸液进泵，排液出井。当活塞下行时，游动凡尔打开，固 定凡尔关闭，泵内液体进入油管，不排液出井。定凡尔关闭，泵内液体进入油管，不排液出井。 八十年代大庆油田

6、从美国引进，并 结合油田生产的实际，开展了其配套技 术的试验和研究工作，形成了潜油电泵 采油配套工艺技术，满足了油田各类油 井和不同时期的工艺要求。 2、电泵井采油工艺技术 潜油电泵结构 潜油电泵由潜油电泵由三三部分部分七七大件组大件组 成，其中成，其中 1 1）井下部分：包括潜油电）井下部分：包括潜油电 泵、潜油电机、保护器、分离器泵、潜油电机、保护器、分离器 四大件；四大件； 2 2）中间部分：主要是传输）中间部分：主要是传输 电能的专用潜油电缆；电能的专用潜油电缆； 3 3）地面部分：包括控制屏）地面部分：包括控制屏 和变压器两大件。和变压器两大件。 1932 1932 年，法国人勒内年

7、，法国人勒内. .莫依诺发明了莫依诺发明了 螺杆泵在此之后，螺杆泵这种水利机械在螺杆泵在此之后，螺杆泵这种水利机械在 世界范围内得到了广泛的应用、发展和完世界范围内得到了广泛的应用、发展和完 善。螺杆泵应用于原油开采是最近二十几善。螺杆泵应用于原油开采是最近二十几 年的事情，它是为开采高粘度原油而设计年的事情，它是为开采高粘度原油而设计 的。的。 3、螺杆泵采油工艺技术 压裂工艺 目前，压裂方式有普通压裂、多裂缝压裂、选择性压裂、 限流法压裂、定位平衡压裂、高能气体压裂、COCO2 2压裂等。 油田常用的压裂方式主要为普通压裂、多裂缝压裂、选择 性压裂、脱砂压裂。压裂改造的对象是具有增产、增注

8、条件的 油层，其中普通压裂主要针对具有一定厚度的油层的改造；多 裂缝压裂主要针对同一厚油层内压开多条裂缝的改造；选择性 压裂主要针对厚层内的低含水部位的改造；脱砂压裂主要针对 密井网等情况下需要形成短宽裂缝井的改造。虽然压裂工艺较 多，但其工艺管柱及工具基本一致。 水力压裂的主要工序有：准备、试压、试挤、压裂、加砂、 替挤、扩散压力、活动管柱等。 （2）油井堵水作业施工 油井堵水技术是指采用机械或化学方法， 对产水油井的高产水井段或层段进行临时 性封隔或封堵，从而改善油井的产液剖面， 减少产水量。由于减少了相应的井内层间 干扰或一层内层段间的干扰而增加产油量， 从而达到降低油井含水，增加产油，

9、改善 开发效果的目的。 我国从五十年代开始研究和应用油田堵水技 术，至今已有三十多年的历史，其发展历程可分为 以下两个阶段： 1、机械卡堵阶段：自五十年代至七十年代末，各油 田大面积研究和应用井下封隔器和配套的井下管柱， 卡堵高含水层段，取得了明显的经济效益； 2、油井化学堵水发展阶段：此阶段始于八十年代 初期，以胜利油田和华北油田为代表，较快地发展 了油井化学堵水技术。特别是水溶性聚合物投入应 用后，全国油井化学堵水呈逐年增加的趋势。 油井堵水主要工序有：起原井、刮削、冲砂、验 窜、下入堵水管柱、磁定位、封堵、下泵完井等。 防顶防窜平衡丢手堵水管柱图 堵水层位堵水层位 人工井底人工井底 FG

10、T球座球座 堵水封隔器堵水封隔器 堵水封隔器堵水封隔器 隔隔层层 堵水层位堵水层位 射孔顶界射孔顶界 射孔底界射孔底界 筛管筛管 生产层位生产层位 隔隔层层 生产层位生产层位 堵水封隔器堵水封隔器 堵水封隔器堵水封隔器 隔隔层层 球座球座 堵水层位堵水层位 人工井底人工井底 堵水封隔器堵水封隔器 滑轨开关滑轨开关 堵水封隔器堵水封隔器 隔隔层层 堵水层位堵水层位 射孔顶界射孔顶界 射孔底界射孔底界 滑轨开关滑轨开关 堵水封隔器堵水封隔器 隔隔层层 滑轨开关滑轨开关 堵水封隔器堵水封隔器 可调层堵水技术管柱图 （3 3）酸化、解堵、调剖作业施工）酸化、解堵、调剖作业施工 这三项措施性作业施工，在

11、一般情况下均不需要 动管柱，就可以完成上述施工。 酸化的作用是解除注水井油层堵塞，提高注水量； 解堵措施目前多用在注聚井，其目的是解除油层近井 地带聚合物堵塞，降低注入压力，提高注入量； 调剖措施是利用注水井非均质多油层间存在的吸水差 异和启动压力的差异，调剖剂优先进入并封堵启动压 力低的高深透层或部位，使之吸水能力降低，由于调 剖剂具有自由选相的功能，因此在一定程度上可以解 决注水井无法机械分层和层段内无法细分的问题，而 达到调整吸水剖面、改善水驱开发效果的目的。 （4）油水井大修 目前修井技术主要分为十二大类：检测、打捞、切割、倒 扣、刮削、补接、补贴、钻铣磨、震击、整形、侧钻、辅助等。

12、修井的主要对象是套损井，同时还有因此引发的井下管柱及 工具事故。 目前我厂大修队伍1个，主要承担油水井解卡、打捞等 工作，其他复杂的大修工作均由井下作业公司专业大修队伍 承担。大修费用由油公司统一管理、验收。 检测类 主要针对井下异常现象，如套管变形、错断、破裂及井下 落物等情况，选择适当的工具或仪器进行检测，为制定技术方 案、选择工具和现场施工提供技术资料。 目前主要检测方法有印模（主要指铅模）和工程测井（井 径测井、超声波成像等）。 印模（铅模及胶模） 主要检测套管变形、破裂、 错断和井下落物情况，它可提 供有问题井段的深度、变径、 落物鱼顶形态等资料，但由于 铅模规格的影响，它所提供变

13、径情况不够精确。 工程测井 井径测井可提供有测井通 道的套管变形、破裂、错断井 准确的深度及变径数据，它是 修井前常用的检测技术。目前 主要采用3636臂井径和4040臂井径 测井仪。 超声波成像测井（彩色超 声波电视成像测井技术）可提 供有测井通道的套管破裂、外 漏、变形、错断井准确的深度 及其它定性资料。 打捞类 该技术主要针对井下落物井，按井 内落物类型将打捞工具可分为管、杆、 绳缆、仪器、小物件等五类；按工具结 构特点可分为锥类、矛类、筒类、钩类、 篮类和其它等六类。 它们主要通过造扣、锁紧、套紧、 钩抓、磁吸等作用完成打捞过程。主 要工具有公母锥、可退式捞矛、可退 式捞筒、强磁打捞筒

14、、内外钩等。 切割类 该技术主要针对井下被卡管柱、套管等进行切割， 它包括机械割刀（内割刀、外割刀）、化学喷射切割、 聚能切割。 在取套回接技术实施过程中一般应用机械割刀； 在打捞管柱过程中也能应用到切割类工具。 补接类 该技术主要针对取出原井旧套管 后下入新套管与原井余下套管的连接， 主要工具有铅封套管补接器、封隔器 形补接器。同时还可能应用切割类工 具对套管进行切割后的补接或对扣连 接。 补贴类 该技术主要是指套损井扩径修整后 的套管内径达到或接近原内径时，为了 保障修复井段套管的强度和密封性能， 而实施的套管内壁补贴技术。 目前主要应用的技术是密封加固技 术，它往往与扩径整形修井工艺衔接

15、实 施。 铣磨钻类 该技术主要针对井下较复杂 的卡埋事故、复杂落物、修整鱼 顶等。主要工具有铣鞋类（套铣 筒、内铣鞋、外铣鞋）、磨鞋类 （平底磨鞋、梨形磨鞋、凹型磨 鞋）、钻头类（刮刀钻头、尖钻 头）。 整形类 该技术主要针对套管变形 井实施整形，使变形部位内径 恢复或接近原来内径。主要工 具有冲击胀管类（梨形胀管器、 旋转震击整形器）和碾压挤胀 类（偏心辊子整形器、三锥辊 整形器）。另外还有燃爆整形 技术。整形技术实施达到修复 后往往应配套实施补贴和加固， 以确保套管的强度。 侧钻类 该技术主要针对套管损坏部 位较深、损坏严重，实施常规修 井工艺无法修复或修复成本过高 的套损井，在套损部位以

16、上某处 开窗侧钻一个斜直或水平井眼， 钻开原井生产层位后实施固井完 井，实现正常生产。 侧钻工艺技术需要配套使用 以下工具：斜向器、送斜器、开 窗铣锥、钻头。 其 它（工程报废） 该类技术是修井过程中不 可避免的，一切修井技术均有 它的适用范围和对象，一但问 题井的情况复杂就有可能造成 无法修复甚至无法生产，为了 保持正常的注采关系，就必须 实施报废打更新井。 四、井下作业主要工序及要求四、井下作业主要工序及要求 （一）抽油机井检泵（一）抽油机井检泵 1、 施工准备： 施工准备按Q/SY DQ0481的规定执行。 2、 起抽油杆柱、检查杆柱：起抽油杆按Q/SY DQ0528的规定执行。 3、拆

17、井口：拆井口按Q/SY DQ0514的规定执行。 4、 起管柱、检查管柱：起泵管柱按Q/SY DQ0528的规定执行。 5、 刺洗、量配管柱，涂丝扣胶，用通井规通油管：量配管柱按 Q/SY DQ0513的规定执行。 6、下泵管柱，下井油管完好无损、抽油泵和活塞运动自如：下泵 管柱按Q/SY DQ0528的规定执行。 四、井下作业主要工序及要求四、井下作业主要工序及要求 （一）抽油机井检泵（一）抽油机井检泵 7、坐井口按Q/SY DQ0514的规定执行： 8、下抽油杆柱，上提光杆卡好防冲距：下抽油杆柱按Q/SY DQ0528的规定执行。 9、试抽：试抽压力达到3MPa以上，稳压15min，压降

18、0.3MPa为合格。 10、注意做好环保工作 11、 收尾，交井：交井按Q/SY DQ0533的规定执行。 施工中若需增加下列附加工序，则按如下要求进行施工中若需增加下列附加工序，则按如下要求进行 1、 刮蜡、通井、刮削 刮蜡、通井、刮削按Q/SY DQ0511的规定执行。 2、 探砂面、冲砂 探砂面、冲砂按Q/SY DQ0512的规定执行。 3、 打捞、打铅印 打捞、打铅印按Q/DQ1197-1998的规定执行。 备注：备注： 1、无机泵杆设计，不出施工设计，特殊情况，请示作业科批准后，方可 出施工设计 2、杜绝无设计施工或施工完补设计，一旦发现，不予验收或验收按不合 格井处理。 3、施工设

19、计的基础数据必须齐、全、准；施工工序必须按以上要求认真 填写。 4、施工过程中如需更改设计，由作业队先到工技作业岗更改施工设计， 用更改后的设计指导下一步施工 5、施工过程中必须按施工设计步骤、要求进行施工。 6、实际下泵深度与设计下泵深度误差范围为+5m，实际下井抽油杆深度 与设计下井深度误差范围为+10m，单级杆实际下井抽油杆深度与设计下 井深度误差范围为+10m。否则，不予验收。 7、下井抽油杆杆径、泵径必须与设计一致，特殊情况，必须 先由作业大队有关部门请示厂有关领导和作业科批准后，再由 作业队到工技作业岗更改施工设计，用更改后的设计指导下一 步施工。否则，不予验收。 8、若检泵井在施

20、工过程中需改为小修完井，则作业队需先到 工技作业岗更改施工设计，用更改后的设计指导下一步施工。 9、若小修井在施工过程中需改为检泵完井，则作业队需先到 工技作业岗更改施工设计，用更改后的设计指导下一步施工。 10、若施工中需增加工序，则作业队需先到工技作业岗填写增 补工序，然后再施工。 （二）注水井重配施工（二）注水井重配施工 1、 施工准备：施工准备按Q/SY DQ0481的规定执行。 提前3天关井降压，井口压力降至3.0MPa以下方可拆井口。 起原井管柱，检查管柱 2、起油管按Q/SY DQ0528的规定执行。 3、组配管柱，涂丝扣胶，用内径规通油管：按Q/SY DQ0513 的规定执行。

21、 4、下配注管柱：按Q/SY DQ0528的规定执行。 （二）注水井重配施工（二）注水井重配施工 5、测磁定位 6、洗井： 三个排量从小到大洗井，直至化验水质合格，累计 洗井排水量不少于300m3。 7、释放 8、注意做好环保工作 9、收尾，交井：交井按Q/SY DQ0533的规定执行。 10、投捞转注 施工中若需增加下列附加工序，则按如下要求进行施工中若需增加下列附加工序，则按如下要求进行 1、 刮蜡、通井、刮削 刮蜡、通井、刮削按Q/SY DQ0511的规定执行。 2、 探砂面、冲砂 探砂面、冲砂按Q/SY DQ0512的规定执行。 3、 打捞、打铅印 打捞、打铅印按Q/DQ1197-19

22、98的规定执行。 备注：备注： 1、无水井报告单，不出施工设计，特殊情况，请示作业科批准后，方可 出施工设计。 2、杜绝无设计施工或施工完补设计，一旦发现，不予验收或验收按不合 格井处理。 3、施工设计的基础数据必须齐、全、准；施工工序必须按以上要求认真 填写。 4、施工过程中如需更改设计，由作业队先到工技作业岗更改施工设计， 用更改后的设计指导下一步施工。 5、施工过程中必须按施工设计步骤、要求进行施工。 备注：备注： 6、实际下井油管深度与设计下井油管深度误差范围为0.1m 以内，实际下井封隔器卡点位置与设计下井深度误差范围为 0.1m以内，下油管必须上密封圈。否则，不予验收。 7、洗井排

23、量从小到大分三个台阶：10 m3/h15 m3/h、20 m3/h、 25m3/h30 m3/h，直至化验水质合格（即：杂质含量2mg/L， 含铁量241.3MPa时时 Nm 注：圆周边位移量是指抽油杆台肩与接箍端面初始接触至最终旋紧的圆周位移值。 名称名称等级等级材料材料 抗拉强度抗拉强度 Mpa 屈服点屈服点 Mpa 拉伸率拉伸率 % 收缩率收缩率 % 冲击韧性冲击韧性 IZOD J K镍钼合金钢58879437213601 15.8 C碳钢或锰钢620794412135081.3 D碳钢或合金钢794965620105060.8 H965750104558.8 D碳钢或合金钢794965

24、620105058.8 H965750104558.8 K镍钼合金钢58879437213601 15.8 C碳钢或锰钢620794412135081.3 D碳钢或合金钢794965620105060.8 H965750104558.8 抽 油 光 杆 抽 油 杆 空心 抽油杆 抽油杆、空心抽油杆、抽油光杆的机械性能抽油杆、空心抽油杆、抽油光杆的机械性能 规格规格 杆体外径杆体外径 D0.25mm 杆体壁厚杆体壁厚 10%mm 螺纹公称螺纹公称 直径直径d， in 空心抽油杆空心抽油杆 长度，长度，mm 接箍外接箍外 径径 D2，mm 接箍长接箍长 度度 L5，mm 28285.01 3/8

25、32325.01 7/1645 34345.01 9/1650 36365.51 9/1650 38386.01 3/454 40406.01 7/858 8500 8000 7500 7000 190 空心抽油杆及接箍的主要尺寸 七、井下作业验收与结算七、井下作业验收与结算 作业验收：作业验收：油水井作业施工后作业总结在每月12 日上报到工程技术大队作业岗，作业岗的技术人员 进行审核，并将结果进机打印出报表准备验收。编 写验收公报，每月18日由厂里召开验收会，由工技、 作业、油田管理部、采油队等有关单位参加，对作 业井进行验收，验收后由作业岗编写验收公报，并 发送到相关部门以及作好存档工作。

26、出公报后将检 泵、重配、不到周期井进行分类以及其它报表，并 且上油公司井下作业科井下报表网填写数据。 七、井下作业验收与结算七、井下作业验收与结算 厂内部结算主要包括：油水井维护性作业，如：抽油机井 检泵作业施工（包括检换小泵施工）、电泵井的检电泵施工、 螺杆泵检泵、注水井的重配施工、油水井井下调查、处理、其 它、小修等；部分措施性作业工作量，如：抽油机井换大泵施 工、新井下泵、措施后下泵、机堵、抽改电、电改抽、抽改螺、 电改螺；水井的试配、调整、调剖、试验等。 结算：结算：目前井下作业工作量结算，可分为内部结算和 对外结算，以及油公司统一结算三种。 七、井下作业验收与结算七、井下作业验收与结

27、算 对外结算：如：油水井压裂、酸化、解堵、化堵、补 孔、试验等。 油公司统一结算：油水井大修、报废等。 其中外部作业队如油维作业队在我厂也承担部分维 护性、措施性工作量，但其结算价格低于厂内部施 工单位 井下作业系统施工种类繁多，施 工中各种工序要求与标准互不相同， 所需的下井工具更是品种多、类型杂。 在此只是对油水井井下管柱结构，各 种施工工艺特点，每种井下工具性能 进行简单介绍，有不周之处请在座各 位领导、同行多提宝贵意见。 到此结束到此结束 请多批评指正请多批评指正 谢谢谢谢! 常用的是碳素钢，表面处理主要有镀铬和常用的是碳素钢，表面处理主要有镀铬和 喷焊两种工艺技术。按柱塞长度可分为喷

28、焊两种工艺技术。按柱塞长度可分为0.6m0.6m， 0.9m0.9m，1.2m1.2m，1.5m1.5m等等4 4种规格，种规格，1.2m1.2m柱塞比柱塞比 较常用较常用 工作原理：当活塞上行时，游动凡尔关闭，固定凡尔打开，工作原理：当活塞上行时，游动凡尔关闭，固定凡尔打开， 吸液进泵，排液出井。当活塞下行时，游动凡尔打开，固吸液进泵，排液出井。当活塞下行时，游动凡尔打开，固 定凡尔关闭，泵内液体进入油管，不排液出井。定凡尔关闭，泵内液体进入油管，不排液出井。 堵水层位堵水层位 人工井底人工井底 堵水封隔器堵水封隔器 滑轨开关滑轨开关 堵水封隔器堵水封隔器 隔隔层层 堵水层位堵水层位 射孔顶界射孔顶界 射孔底界射孔底界 滑轨开关滑轨开关 堵水封隔器堵水封隔器 隔隔层层 滑轨开关滑轨开关 堵水封隔器堵水封隔器 可调层堵水技术管柱图 铣磨钻类 该技术主要针对井下较复杂 的卡埋事故、复杂落物、修整鱼 顶等。主要工具有铣鞋类（套铣 筒、内铣鞋、外铣鞋）、磨鞋类 （平底磨鞋、梨形磨鞋、凹型磨 鞋）、钻头类（刮刀钻头、尖钻 头）。 其 它（工程报废） 该类技术是修井过程中不 可避免的，一切修井技术均有 它的适用范围和对象，一但问