井口自动化PPT学习教案

1、会计学1井口自动化井口自动化 1、动力系统、动力系统 钻机所需的各工钻机所需的各工作系统大多数是用作系统大多数是用柴油机做发动机，柴油机做发动机，通过变速箱直接驱通过变速箱直接驱动或由柴油机发电动或由柴油机发电来驱动钻井设备。来驱动钻井设备。第1页/共29页 主要用来提升钻柱和主要用来提升钻柱和下套管等。由井架、下套管等。由井架、天车、游车、大钩、天车、游车、大钩、吊环等组成。吊环等组成。 第2页/共29页第3页/共29页第4页/共29页 5、井控系统、井控系统 井控系统的作用是，当井内出现溢流、井涌时井控系统的作用是，当井内出现溢流、井涌时，可快速及时关闭井口防止井喷事故的发生。，可快速及时

2、关闭井口防止井喷事故的发生。 第5页/共29页油井结构图2.1.1 油井结构与采油原理油井结构与采油原理1、油井结构、油井结构一开二开三开第6页/共29页2、采油装置、采油装置 油田开采初期，油藏往往具有较大的能油田开采初期，油藏往往具有较大的能量。油井底部的低压区与油层深处高压区产量。油井底部的低压区与油层深处高压区产生压力差，在压差作用下石油沿井筒举升，生压力差，在压差作用下石油沿井筒举升，构成自喷，俗称构成自喷，俗称自喷采油或自喷井采油自喷采油或自喷井采油。第7页/共29页套管头套管头油管头油管头采油树采油树井口装置井口装置第8页/共29页图图1.1.1-3 油嘴安装示意图油嘴安装示意图

3、第9页/共29页 油井在自喷过程中，随着不断开采，油藏能量不断油井在自喷过程中，随着不断开采，油藏能量不断释放，油层压力逐渐降低，当剩余压力不足以将石油举释放，油层压力逐渐降低，当剩余压力不足以将石油举升到地面时，需要各种人工举升方法进行采油。升到地面时，需要各种人工举升方法进行采油。气举法气举法机械方法机械方法水利活塞泵水利活塞泵第10页/共29页 当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时，当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时，人为地把气体（天然气或空气）压入井底，使原油喷出地面人为地把气体（天然气或空气）压入井底，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油法。，这种采油方法称

4、为气举采油法。气举法气举法第11页/共29页 游梁式抽油机深井泵抽油装置 深井泵是依靠深井泵是依靠抽油机带动抽抽油机带动抽油杆使活塞在油杆使活塞在衬套内部做往衬套内部做往复运动来实现复运动来实现抽油的。抽油的。深井泵抽油深井泵抽油第12页/共29页第13页/共29页第14页/共29页 在抽油的过程中，抽油在抽油的过程中，抽油机驴头将带动抽油杆及活机驴头将带动抽油杆及活塞上下运动，每上下运动塞上下运动，每上下运动一次，称为一次，称为“一个冲程一个冲程”,也称也称“一个抽汲周期一个抽汲周期”。在一个冲程中，深井泵完在一个冲程中，深井泵完成一次井筒进油和井口排成一次井筒进油和井口排油的全过程。油的全

5、过程。第15页/共29页 在上冲程中：抽油在上冲程中：抽油杆带动活塞上行时，游杆带动活塞上行时，游动凡尔关闭（活塞上部动凡尔关闭（活塞上部液柱压力作用），固定液柱压力作用），固定凡尔打开（泵筒内部压凡尔打开（泵筒内部压力降低的作用），泵内力降低的作用），泵内吸液（井筒中），井口吸液（井筒中），井口排液；排液； 第16页/共29页 在下冲程中：抽油在下冲程中：抽油杆带动活塞下行时，固杆带动活塞下行时，固定凡尔关闭（泵筒内液定凡尔关闭（泵筒内液柱受压，压力增高），柱受压，压力增高），游动凡尔打开（泵筒内游动凡尔打开（泵筒内液柱压力泵外油管中液柱压力泵外油管中液柱压力），泵排液（液柱压力），泵排液（

6、泵内液体进入油管）。泵内液体进入油管）。第17页/共29页1、参数测量参数测量 套压、油压、回压、出口温度、示功图、套压、油压、回压、出口温度、示功图、液位、井下压力与温度等。液位、井下压力与温度等。2、自动保护与控制自动保护与控制各种采油设备驱动电机保护；各种采油设备驱动电机保护；抽油机延时顺序启动；抽油机延时顺序启动；油井产量控制。油井产量控制。3、辅助设备测控辅助设备测控第18页/共29页2.2.1 示功图的测量示功图的测量 示功图是指：反映抽油机悬点载荷随示功图是指：反映抽油机悬点载荷随其位移变化规律的图形。其位移变化规律的图形。它是分析深井泵它是分析深井泵工况、抽油机与抽油杆工作的重

7、要手段。工况、抽油机与抽油杆工作的重要手段。测试示功图必须检测出井口抽油杆的受力测试示功图必须检测出井口抽油杆的受力及位移。及位移。第19页/共29页 检测受力的装置主要有压电式传感器和检测受力的装置主要有压电式传感器和应变式传感器应变式传感器检测位移的装置主要有位置传感器和位置开关检测位移的装置主要有位置传感器和位置开关第20页/共29页示功图测量示意图第21页/共29页1、理论示功图、理论示功图 理论示功图是在静负荷条件下，不考虑理论示功图是在静负荷条件下，不考虑运动部件及油管液柱动量、加速度、运动元运动部件及油管液柱动量、加速度、运动元件之间摩擦条件下测量的示功图。件之间摩擦条件下测量的

8、示功图。在这种条在这种条件下认为深井泵在上冲程泵筒内抽满液体并件下认为深井泵在上冲程泵筒内抽满液体并无漏失，负荷传感器测出的受力仅为抽油杆无漏失，负荷传感器测出的受力仅为抽油杆与液柱重量之和。与液柱重量之和。第22页/共29页图图 1.1.1-11 理论示功图理论示功图第23页/共29页A AB BC CD DB BD DA A点表示驴头处在下死点位置，光杆只承受抽油杆点表示驴头处在下死点位置，光杆只承受抽油杆在液体中的重量，当驴头开始上行时，游动凡尔在液体中的重量，当驴头开始上行时，游动凡尔关闭，活塞以上液柱重量逐渐转移到抽油杆上；关闭，活塞以上液柱重量逐渐转移到抽油杆上；此时抽油杆因加载而

9、伸长，活塞相对于泵筒来说此时抽油杆因加载而伸长，活塞相对于泵筒来说没发生位移。没发生位移。BBBB线的长度表示抽油杆伸长的数线的长度表示抽油杆伸长的数值，。值，。ABAB叫增载线（增载线上固定、游动凡尔都叫增载线（增载线上固定、游动凡尔都处于关闭状态），到处于关闭状态），到B B点增载完毕，变形结束点增载完毕，变形结束. .这时驴头继续上行，活塞相对于泵筒来这时驴头继续上行，活塞相对于泵筒来说才发生位移，固定凡尔打开，井中液说才发生位移，固定凡尔打开，井中液体吸入泵内。在活塞上行至上死点体吸入泵内。在活塞上行至上死点C C的的过程中，光杆负载加上了活塞以上环形过程中，光杆负载加上了活塞以上环形

10、液柱的重量，并且保持不变，因此液柱的重量，并且保持不变，因此BCBC在在图上呈一水平直线，活塞位移为图上呈一水平直线，活塞位移为BCBC，到，到达上死点时，固定凡尔关闭。达上死点时，固定凡尔关闭。第24页/共29页A AB BC CD DB BD D下冲程时（CDA），CD是卸载线，卸载过程就是活塞以上液柱重量逐渐从抽油杆卸去的过程，在卸载线上任何一点，游动凡尔和固定凡尔都处于关闭状态，到D卸载完毕，变形也结束，活塞相对于泵筒开始发生位移，游动凡尔打开。DADA在活塞上行至下死点在活塞上行至下死点A A的过程中，光杆只承的过程中，光杆只承受抽油杆在液柱中的重受抽油杆在液柱中的重量，并保持不变；

11、量，并保持不变；第25页/共29页 空抽现象是指抽油系统抽取能力大于油层向空抽现象是指抽油系统抽取能力大于油层向井筒的流入能力。井筒的流入能力。抽油机在上冲程时，深井泵筒抽油机在上冲程时，深井泵筒内只充满部分液体，在下冲程时，当内只充满部分液体，在下冲程时，当 柱塞运动到柱塞运动到液面时发生液面时发生“液面撞击液面撞击”，其危害如下：，其危害如下：给抽油杆造成重复疲劳应力；给抽油杆造成重复疲劳应力；油管漏失；油管漏失；损害地面抽油机寿命；损害地面抽油机寿命；增加产油成本。增加产油成本。第26页/共29页 减少深井泵的排量可以控制液面撞击，具体的技减少深井泵的排量可以控制液面撞击，具体的技术途径是：术途径是：放慢抽油机冲次或缩短冲程，若还不能控放慢抽油机冲次或缩短冲程，若还不能控制空抽，则应更换小口径深井泵；制空抽，则应更换小口径深井泵；更改抽油机的工作体制。由连续抽油方式更改抽油机的工作体制。由连续抽油方式改为间歇式抽油。改为间