中石油井下工具培训(内部教材)

1、 井下工具基础知识讲座井下工具基础知识讲座 井下工具是油气田开发完井及修井作业实现的基井下工具是油气田开发完井及修井作业实现的基本手段之一，是油气田开采工艺主要组成部分，对油本手段之一，是油气田开采工艺主要组成部分，对油气田高效开发起着主要支撑作用，油气田的技术发展气田高效开发起着主要支撑作用，油气田的技术发展史，实际上是井下配套工具研制、试验、应用史，因史，实际上是井下配套工具研制、试验、应用史，因此，应用使用好井下工具，对油气田高效开发起到关此，应用使用好井下工具，对油气田高效开发起到关键作用。键作用。 一、井下工具基本知识一、井下工具基本知识 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件二

2、、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 三、常用井下封隔器介绍三、常用井下封隔器介绍 四、深井泵工作原理介绍四、深井泵工作原理介绍 五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向讲座提纲讲座提纲 （一）井下工具分类（一）井下工具分类 井下工具分类方式较多，井下工具按用途分，一般分井下工具分类方式较多，井下工具按用途分，一般分为两大类。为两大类。 1 1、油气井完井工具、油气井完井工具 封隔器、控制工具、扶正防磨工具。封隔器、控制工具、扶正防磨工具。 2 2、油气井配套打捞及修井作业工具、油气井配套打捞及修井作业工具 管柱打捞配套工具、钢丝打捞配套工具、修井作业管柱打

3、捞配套工具、钢丝打捞配套工具、修井作业配套工具。配套工具。一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识针对油田修井工具主要体现以下方面：针对油田修井工具主要体现以下方面：（1 1）油套管打捞工具）油套管打捞工具（2 2）切割工具）切割工具（3 3）倒扣工具）倒扣工具（4 4）套管刮削工具）套管刮削工具（5 5）套管补接工具）套管补接工具（6 6）套管补贴工艺及工具）套管补贴工艺及工具（7 7）套管检测工具）套管检测工具（8 8）钻、磨、铣工具）钻、磨、铣工具（9 9）侧钻工具）侧钻工具（1010）整形工具）整形工具（1111）震击工具）震击工具一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识（1212）液

4、压井下增力器）液压井下增力器一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识项目项目代号代号单位及说明单位及说明尺寸特征尺寸特征长度长度lmm外直径外直径mm外直径外直径内直径内直径mm连接螺纹连接螺纹上端螺纹尺寸上端螺纹尺寸下端螺纹尺寸下端螺纹尺寸m（普通螺纹）（普通螺纹）mmt（梯形螺纹）（梯形螺纹）mms（锯齿形螺纹）（锯齿形螺纹）mmtbg（平式油管螺（平式油管螺纹）纹）mm（in）up tbg（外加厚（外加厚油管螺纹）油管螺纹）mm（in）工作压力工作压力pmpa（二）井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法（二）井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识（1

5、1）油田完井井下工具）油田完井井下工具 一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识（2 2）修井作业管柱及井下工具）修井作业管柱及井下工具 reg reg正规型螺纹正规型螺纹 reg 2reg 23 3/ /8 8、2 27 7/ /8 8、3 31 1/ /2 2、4 41 1/ /2 2； 5 扣扣/英寸；英寸； 锥度锥度1：4 reg 5 reg 51 1/ /2 2、6 65 5/ /8 8、7 75 5/ /8 8、8 85 5/ /8 8； 4扣扣/英寸；锥度英寸；锥度1：4 fh fh贯眼型螺纹贯眼型螺纹 51/2 51/2 ；4扣扣/英寸；锥度英寸；锥度1：6 if if内平型螺

6、纹内平型螺纹 ncnc数字型螺纹数字型螺纹 nc 23nc 23、2626、3131、3535、3838、4646、4444、4646、5050； 扣扣/英寸英寸；锥度锥度1 1：6 6 nc 56 nc 56、6161、7070、7777； 4扣扣/英寸英寸；锥度锥度 1：4 tbg tbg油管螺纹油管螺纹（三）井下工具设计基本要求（三）井下工具设计基本要求 油气田井下工具设计必须了解及掌握以下知油气田井下工具设计必须了解及掌握以下知识，否则很难设计出经济实用井下工具，满足油识，否则很难设计出经济实用井下工具，满足油气田经济有效开发。气田经济有效开发。 油气井完井工艺油气井完井工艺 油气井修

7、井工艺油气井修井工艺 油气井开采工艺油气井开采工艺 机械设计理论机械设计理论 特殊材料优选及处理工艺特殊材料优选及处理工艺一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识（三）井下工具设计基本要求（三）井下工具设计基本要求 为实现低渗透油气田经济有效开发，井下工为实现低渗透油气田经济有效开发，井下工具设计必须体现地质和工艺、工艺和工具、工具具设计必须体现地质和工艺、工艺和工具、工具和地面、工具和成本结合。和地面、工具和成本结合。 1 1、满足油气田开发工艺技术要求；、满足油气田开发工艺技术要求； 2 2、满足油气田流体介质腐蚀要求；、满足油气田流体介质腐蚀要求； 3 3、满足油气田特殊完井工艺要求；、

8、满足油气田特殊完井工艺要求； 4 4、井下工具设计越简单越好；、井下工具设计越简单越好；一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识（四）井下工具设计基本技巧（四）井下工具设计基本技巧1 1、下入套管工具设计、下入套管工具设计（1 1）通井规一般小于套管内径）通井规一般小于套管内径6 68mm8mm（2 2）工具最大外径小于通井规外径）工具最大外径小于通井规外径1 12mm2mm（3 3）封隔器密封元件（胶筒）小于工具最大外径）封隔器密封元件（胶筒）小于工具最大外径1 12mm2mm2 2、下入油管工具设计、下入油管工具设计（1 1）油管规一般小于油管内径）油管规一般小于油管内径2 23mm3mm

9、（2 2）工具最大外径小于油管规外径）工具最大外径小于油管规外径1 12mm2mm（3 3）密封元件（胶筒）小于工具最大外径）密封元件（胶筒）小于工具最大外径1 12mm2mm一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识3 3、工具配合公差设计、工具配合公差设计（1 1）井下工具设计一般采用基轴制配合）井下工具设计一般采用基轴制配合（2 2）基轴制配合公差优选）基轴制配合公差优选 国外一般采用国外一般采用h9/d9h9/d9配合设计，国内一般采用配合设计，国内一般采用h8/f9h8/f9、h8/f8h8/f8、h8/e9h8/e9等高精度配合设计。等高精度配合设计。 考虑到机床跳度、井下温度膨胀效

10、应因素，选择考虑到机床跳度、井下温度膨胀效应因素，选择h9/d9h9/d9优先配合公差设计比较合理。优先配合公差设计比较合理。（3 3）自锁扣整体配合公差设计一般为齿高）自锁扣整体配合公差设计一般为齿高2.52.5倍（单倍（单向齿高向齿高2.5h2.5h）左右。）左右。一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识4 4、工具导向设计、工具导向设计（1 1）入井工具应考虑上、下导入设计，减少卡钻机会；）入井工具应考虑上、下导入设计，减少卡钻机会；（2 2）密封组成设计应考虑轴进入导入设计，减少密封元）密封组成设计应考虑轴进入导入设计，减少密封元件损坏；件损坏；一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识

11、一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识d常规偏心常规偏心ddd =d1d =d2d =d1d常规偏心常规偏心ddd =d1d =d2d =d15 5、密封元件材料优选、密封元件材料优选（1 1）对于可取式工具一般采用丁晴橡胶；）对于可取式工具一般采用丁晴橡胶；（2 2）对于永久性气井完井（）对于永久性气井完井（h h2 2s s、coco2 2）一般采用氢化丁）一般采用氢化丁晴；晴；（3 3）对于井下反复开关控制工具，一般采用非弹性组合）对于井下反复开关控制工具，一般采用非弹性组合密封材料（聚四氟乙烯）；密封材料（聚四氟乙烯）；（4 4）完井封隔器胶筒采用邵氏硬度）完井封隔器胶筒采用邵氏硬度

12、70708585；（5 5）高压作业（压裂）采用邵氏硬度）高压作业（压裂）采用邵氏硬度80809595。一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识6 6、工具加工耝造度优选、工具加工耝造度优选（1 1）一般工具表面耝造度度为）一般工具表面耝造度度为6.36.3；（2 2）一般配合面耝造度度为）一般配合面耝造度度为3.23.2；（3 3）密封槽面耝造度度为）密封槽面耝造度度为1.61.63.23.2；（4 4）动态轴、孔配合面耝造度度为）动态轴、孔配合面耝造度度为1.61.6；（5 5）高精度动态轴、孔配合面耝造度度为）高精度动态轴、孔配合面耝造度度为0.80.81.61.6。一、井下工具基础知识

13、一、井下工具基础知识7 7、工具材料及处理工艺、工具材料及处理工艺（1 1）对于耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗碳处）对于耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗碳处理；理；（2 2）对于一般防腐、耐磨及提高硬度（强度），一般）对于一般防腐、耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗氮或氮化处理；采用渗氮或氮化处理；（3 3）对于一般仅防腐采用镍磷镀；）对于一般仅防腐采用镍磷镀；（4 4）深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬；）深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬；（5 5）气井完井工具一般采用高含铬合金钢或不锈钢，）气井完井工具一般采用高含铬合金钢或不锈钢，并表面氮化处理；并表面氮化处理；一、井下工具基础知识一、井

14、下工具基础知识7 7、工具材料及处理工艺、工具材料及处理工艺（6 6）常规油水井完井工具一般采用）常规油水井完井工具一般采用35crmo35crmo或或42crmo42crmo合金合金钢，并表面氮化或镍磷镀；钢，并表面氮化或镍磷镀；（7 7）卡瓦一般淬火回火硬度控制在）卡瓦一般淬火回火硬度控制在hrc45hrc455555；（8 8）弹簧一般淬火回火硬度控制在）弹簧一般淬火回火硬度控制在hrc38hrc384242；（9 9）薄弹性套、卡簧或自锁扣，一般采用表面高频淬火；）薄弹性套、卡簧或自锁扣，一般采用表面高频淬火；（1010）合金钢加工一般必须调质处理，调质处理硬度）合金钢加工一般必须调质

15、处理，调质处理硬度hb241hb241290290。一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识（五）工具图纸设计技术要求（五）工具图纸设计技术要求1 1、图纸设计必须有组装图、图纸设计必须有组装图2 2、图纸设计必须标注配合公差、图纸设计必须标注配合公差3 3、图纸设计必须标注形位公差、图纸设计必须标注形位公差4 4、图纸设计必须标注加工耝造度、图纸设计必须标注加工耝造度5 5、图纸设计必须标注材料及处理工艺、图纸设计必须标注材料及处理工艺6 6、图纸设计必须标注参考基准面、图纸设计必须标注参考基准面7 7、图纸设计必须标注技术要求、图纸设计必须标注技术要求一、井下工具基础知识一、井下工具基础知

16、识一、井下工具基础知识一、井下工具基础知识 （一）封隔器分类（一）封隔器分类 1 1、分类方法、分类方法 按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。 2 2、分类、分类 自封式：自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。封隔器。 压缩式：压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。隔器。 扩张式：扩张式：靠径向力作用与封隔件内腔液压，使封隔件外径扩大实靠径向力作用与封隔件内腔液压，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。现密封的封隔

17、器。 组合式：组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件（二）封隔器型号编制方法（二）封隔器型号编制方法 1 1、编制方法、编制方法按封隔器分类代码、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代按封隔器分类代码、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号以及封隔器刚体最大外径、工作温度号以及封隔器刚体最大外径、工作温度/ /工作压差六个参数依次工作压差六个参数依次排列，进行型号编制。排列，进行型号编制。 2 2、 代号说明代号说明 （1 1）分类代号：

18、用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母）分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用各式的分类代号组合表示。表示，组合式用各式的分类代号组合表示。分类名称分类名称自封式自封式压缩式压缩式扩张式扩张式组合式组合式分类代号分类代号zyk用各式的分用各式的分类代号组合类代号组合表示表示二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件工作温度工作温度/工作工作压差压差钢体最大外径钢体最大外径解封方式代号解封方式代号坐封方式代号坐封方式代号固定方式代号固定方式代号分类代号分类代号二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件二、封隔器分类、型号编制方法及

19、通用技术条件y241-115-120y241-115-1206060（二）封隔器型号编制方法（二）封隔器型号编制方法 （2 2）固定方式代号：用阿拉伯数字表示。）固定方式代号：用阿拉伯数字表示。固定方式名称固定方式名称尾管支撑尾管支撑单向卡瓦单向卡瓦悬挂悬挂双向卡瓦双向卡瓦锚瓦锚瓦固定方式代号固定方式代号12345 （3 3）坐封方式代号：用阿拉伯数字表示。）坐封方式代号：用阿拉伯数字表示。坐封方式名称坐封方式名称提放管柱提放管柱转动管柱转动管柱自封自封液压液压下工具下工具热力热力坐封方式代号坐封方式代号123456二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件二、封隔器分类、型号编制方法及通用技

20、术条件（二）封隔器型号编制方法（二）封隔器型号编制方法 （4 4）解封方式代码：用阿拉伯数字表示。）解封方式代码：用阿拉伯数字表示。解封方式名称解封方式名称提放管柱提放管柱转动管柱转动管柱钻铣钻铣液压液压下工具下工具热力热力解封方式代号解封方式代号123456（三）油气田封隔器通用技术条件（三）油气田封隔器通用技术条件 1 1、封隔器基本参数、封隔器基本参数 （1 1）工作压力（单位：）工作压力（单位：mpampa）压力压力710152025355070100 （2 2）工作温度（单位：）工作温度（单位：）温度温度557090120150180300370二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术

21、条件二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 （3 3）钢体最大外径（单位：）钢体最大外径（单位：mmmm）最大最大外径外径9095100105110115120135140144148152165185210215 （4 4）钢体内通径（单位：）钢体内通径（单位：mmmm）内通径内通径3840464850555862768292100二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 2 2、使用要求、使用要求 （1 1）使用封隔器时，必须检查合格证，并存档。）使用封隔器时，必须检查合格证，并存档。 （2 2）封隔件、密封件不得超过有效期使用。封隔件、密封

22、件不得超过有效期使用。 （3 3）封隔器下井时，若井况不明，必须通井。封隔器下井时，若井况不明，必须通井。 （4 4）起下封隔器，必须装指重表或拉力计。起下封隔器，必须装指重表或拉力计。 （5 5）封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。 （6 6）封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。 （7 7）封隔器的下井速度不得超过封隔器的下井速度不得超过1.01.01.2m/s1.2m/s，且操作平稳。，且操作平稳。 （8 8）必须按使用说明书要求使用封隔器。必须按使用说明书要求使用封隔器。 （9 9）封隔器

23、下井深度，一律以封隔件上端面为基准。封隔器下井深度，一律以封隔件上端面为基准。二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍 封隔器是油气井实现控制性开采及增产措施封隔器是油气井实现控制性开采及增产措施实施的主要井下工具，对油气田高效开发及经济实施的主要井下工具，对油气田高效开发及经济有效开发起着关键性作用。有效开发起着关键性作用。 长庆油田油井完井主要应用了长庆油田油井完井主要应用了y111、y221、y211、y341、y141、y453、y445等封隔器类型；等封隔器类型；水井完井主要应用了水井完井主要应用了k34

24、4、y341、y342等类型；等类型；气井完井主要应用气井完井主要应用y344、y443、y241等封隔器；等封隔器；压裂主要应用了压裂主要应用了k344、y344、y241、y341等封等封隔器类型。隔器类型。三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍 如何选择应用井下工具，是油气田开采工程如何选择应用井下工具，是油气田开采工程技术人员解决实际问题能力的关键，必须关注以技术人员解决实际问题能力的关键，必须关注以下几方面工具特点：下几方面工具特点： 1、工具原理、工具原理 2、工具结构、工具结构 3、工具材料、工具材料 4、工具处理工艺、工具处理工艺 5、工具连接方式、工具连接方式 6、工具使用条件

25、、工具使用条件 7、工具内外径及长度、工具内外径及长度 y111 y111封隔器封隔器 y111 y111封隔器隔水采油工艺管柱封隔器隔水采油工艺管柱导向丝堵深井泵油管套管油管筛管y111封隔器水层油层1 1上接头；上接头；2 2，4 4胶简；胶简；3 3隔环；隔环；5 5中心管；中心管；6 6，8 8密封圈；密封圈；7 7压帽；压帽；9 9下接头下接头三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍 y211 y211114114封隔器封隔器cab12345876109y211y211封隔器隔水采油工艺管柱封隔器隔水采油工艺管柱水层导向丝堵深井泵油管套管油管筛管y211封隔器油层1 1上接头；上接头；2

26、 2上胶筒上胶筒3 3中胶筒；中胶筒；4 4下胶筒；下胶筒；5 5挡环；挡环；6 6楔形体；楔形体；7 7卡瓦；卡瓦；8 8大卡瓦挡环；大卡瓦挡环；9 9中心管中心管1010下接头；下接头；三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍1-1-上接头上接头 2-2-调节环调节环3-3-”o o”型圈型圈 4-4-长胶筒长胶筒5-5-隔环隔环 6-6-短胶筒短胶筒7-7-轨道中心管轨道中心管 8 8，11-11-楔型体楔型体9-9-挡环挡环1010，1212，1919，3030，31-31-防松螺钉防松螺钉13-13-限位螺钉限位螺钉 14-14-卡瓦卡瓦15-15-大卡瓦挡块大卡瓦挡块 16-16-小卡

27、瓦挡块小卡瓦挡块17-17-固定螺钉固定螺钉 18-18-连接环连接环20-20-护罩护罩 2121，29-29-弹簧弹簧22-22-锁环套锁环套 23-23-挡球套挡球套24-24-锁球锁球 25-25-顶套顶套 26-26-扶正体扶正体 2727，32-32-限位压环限位压环 28-28-摩擦块摩擦块 33-33-转环转环34-34-轨道销钉轨道销钉 35-35-下接头下接头y221y221封隔器封隔器三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍1 1上接头；上接头；2 2连接套；连接套；3 3“0 0”型圈；型圈；4 4平衡活塞；平衡活塞；9 9胶筒；胶筒；1010隔环；隔环；1111密封环；密

28、封环；1212剪断销钉；剪断销钉；1313锁套；锁套；1414卡瓦；卡瓦；1515卡瓦座；卡瓦座；1616解封套；解封套；1717下接头；下接头；1818活塞活塞 y341 y341隔采工艺管柱隔采工艺管柱导向丝堵深井泵油管套管油管筛管y341封隔器水层油层y34ly34l封隔器封隔器三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍1 1打捞头打捞头2 2内中心管内中心管3 3胶筒胶筒4 4外上中心管外上中心管 5 5上锥体上锥体6 6卡瓦卡瓦7 7下锥体下锥体8 8密封套密封套9 9坐封活塞坐封活塞1010防坐套防坐套1111解封锁套解封锁套 1212齿套齿套1313锁紧机构锁紧机构y445 y445

29、型封隔器结构示意型封隔器结构示意三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍1-1-上接头上接头 2-2-内中心管内中心管3 3，4-4-”o o”型圈型圈 5-5-水力锚壳体水力锚壳体6-6-水力锚爪水力锚爪 7-7-弹簧弹簧8-8-沉头螺钉沉头螺钉 9-9-调节环调节环10-10-胶筒胶筒 11-11-隔环隔环12-12-外中心管外中心管 13-13-锥体锥体 14-14-挡环挡环 15-15-锁套锁套 16-16-卡瓦卡瓦 17-17-执行活塞执行活塞 18-18-控制活塞控制活塞 19-19-剪钉剪钉 20-20-锁块锁块 21-21-静压套静压套 22-22-限位环限位环 23-23-液压缸

30、堵液压缸堵24-24-护套护套 25-25-剪环剪环 26-26-下接头下接头 27-27-限位销钉限位销钉 28-28-卡瓦托卡瓦托三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍y541y541封隔器封隔器y453y453双卡瓦封隔器双卡瓦封隔器三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍y141y141封隔器封隔器1-1-上接头上接头2-2-接箍接箍3-3-中心管中心管4 4，7-7-密封胶筒皮碗密封胶筒皮碗5-5-上胶筒上胶筒6-6-下胶筒下胶筒8-8-卡簧槽液缸卡簧槽液缸10-10-下中心管下中心管11-11-卡簧卡簧12-12-上液缸上液缸13-13-上活塞上活塞14-14-下液缸下液缸15-15-下

31、活塞下活塞16-16-限位螺钉限位螺钉17-17-固定螺帽固定螺帽三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍1234678910111213141517516可洗井封隔器偏心配注器底部球座y342y342封隔器偏心分注管柱封隔器偏心分注管柱偏心水嘴偏心水嘴三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍k344k344封隔器封隔器三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍y241y241封隔器封隔器三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍y443y443永久性封隔器及完井配套工具永久性封隔器及完井配套工具三、常用封隔器介绍三、常用封隔器介绍四、深井泵工作原理四、深井泵工作原理 深井泵是低压低深井泵是低压低产油田开采的主要

32、井产油田开采的主要井下设备。下设备。 抽油泵主要由工抽油泵主要由工作筒（外筒和衬套）、作筒（外筒和衬套）、柱塞及游动阀（排出柱塞及游动阀（排出阀）和固定阀（吸入阀）和固定阀（吸入阀）组成。一般分为阀）组成。一般分为管式泵和杆式泵，油管式泵和杆式泵，油田常采用管式泵采油。田常采用管式泵采油。管式泵的抽汲过程管式泵的抽汲过程 1 1、上冲程、上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。上的游动阀受管内液柱压力而关闭。 泵内压力降低，固定阀在环形空间泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力液柱压力( (沉没压力沉没压力) )与泵内压力之差的与泵内

33、压力之差的作用下被打开。作用下被打开。 泵内吸入液体、井口排出液体。泵内吸入液体、井口排出液体。 泵吸入的条件：泵吸入的条件： 泵内压力泵内压力( (吸入压力吸入压力) )低于沉没压力。低于沉没压力。a-a-上冲程上冲程四、深井泵工作原理四、深井泵工作原理 2 2、下冲程、下冲程 柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。 泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时，游动阀被顶开。上液柱压力时，游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。部，使泵排出液体。 泵排出的条件：泵

34、排出的条件： 泵内压力泵内压力( (排出压力排出压力) )高于柱塞以上的液高于柱塞以上的液柱压力。柱压力。 柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完成进油与排油的过程。冲程内完成进油与排油的过程。 b-b-下冲程下冲程四、深井泵工作原理四、深井泵工作原理 近几年以来，长庆油田公司油气当量得到了快近几年以来，长庆油田公司油气当量得到了快速增长，井下工具在油气田勘探开发中起到了有力速增长，井下工具在油气田勘探开发中起到了有力的支撑作用，推动了油气田勘探开发技术不断进步，的支撑作用，推动了油气田勘探开发技术不断进步，确保了油气田增储上产。确保了油气田增储上产。五、

35、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向1 1、低渗透油气田井下工具设计基本要求、低渗透油气田井下工具设计基本要求（1 1）满足油气田开发工艺技术要求；）满足油气田开发工艺技术要求；（2 2）满足油气田流体介质腐蚀要求；）满足油气田流体介质腐蚀要求；（3 3）满足油气田特殊完井工艺要求；）满足油气田特殊完井工艺要求；（4 4）井下工具设计越简单越好；）井下工具设计越简单越好；（5 5）满足低渗透油气田经济有效开发技术需求。）满足低渗透油气田经济有效开发技术需求。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向（一）长庆油气田井下工具设计基本要

36、求（一）长庆油气田井下工具设计基本要求（一）长庆油气田井下工具设计基本要求（一）长庆油气田井下工具设计基本要求（1 1）流体介质）流体介质高矿化度流体介质腐蚀高矿化度流体介质腐蚀合层开采流体介质结垢合层开采流体介质结垢（2 2）完井工艺）完井工艺油井定向井偏磨扶正油井定向井偏磨扶正套损井封隔器隔水采油的可靠性及防倒灌套损井封隔器隔水采油的可靠性及防倒灌水井定向井测试调配易投捞性水井定向井测试调配易投捞性满足油水井特殊完井及开采工艺技术满足油水井特殊完井及开采工艺技术 2 2、长庆油田、长庆油田五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向（1 1）流体介质）流体介质高

37、矿化度液体介质腐蚀高矿化度液体介质腐蚀h h2 2s s、coco2 2等气体介质腐蚀等气体介质腐蚀（2 2）完井工艺）完井工艺完井工具气密封性能可靠，且寿命长完井工具气密封性能可靠，且寿命长钢丝作业工具气密封性能可靠，且易起出钢丝作业工具气密封性能可靠，且易起出满足气井特殊完井及开采工艺技术满足气井特殊完井及开采工艺技术 3 3、长庆气田、长庆气田五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向 通过近几年技术攻关，在定向井小水量分层注水通过近几年技术攻关，在定向井小水量分层注水工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔水采油工

38、艺及配套工具、气井永久式完井工艺技术及配套工具、及配套工具、气井永久式完井工艺技术及配套工具、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具、 井下节流井下节流工艺技术及配套工具、水力射孔及压裂一体化联作技工艺技术及配套工具、水力射孔及压裂一体化联作技术及配套工具、小套管分层压裂工艺技术及配套工具术及配套工具、小套管分层压裂工艺技术及配套工具等方面取得了技术突破，形成了具有长庆油田特色的等方面取得了技术突破，形成了具有长庆油田特色的主体配套工艺技术。主体配套工艺技术。 （二）长庆油气田井下工具发展现状（二）长庆油气田井下工具发展现状五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五

39、、长庆油气田井下工具发展现状及方向油层油层水层水层水层水层母堵母堵抽油杆抽油杆深井泵深井泵油管油管套管套管封隔器封隔器 生产管柱直接带封隔器隔采工艺生产管柱直接带封隔器隔采工艺油层油层花管花管油层油层油层油层水层水层水层水层母堵母堵抽油杆抽油杆深井泵深井泵油管油管套管套管封隔器封隔器 油管伸缩节隔采管柱油管伸缩节隔采管柱坐封凡尔坐封凡尔1 1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具伸缩节伸缩节五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向1 1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工

40、具问问题题成成因因分分析析隔隔采采周周期期短短水水层层倒倒灌灌污污染染油油层层由由于于油油管管杆杆断断脱脱、漏漏失失、泵泵故故障障等等检检泵泵而而起起出出封封隔隔器器，封封隔隔器器未未达达到到使使用用寿寿命命。 封封隔隔器器故故障障，使使用用寿寿命命短短。 完完井井管管柱柱未未设设计计检检泵泵防防倒倒灌灌装装置置。多多次次隔隔采采后后封封隔隔难难度度大大由由于于套套管管内内腐腐蚀蚀的的影影响响，套套管管状状况况变变差差。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向下隔采管柱下隔采管柱坐封丢手坐封丢手起出坐封管柱起出坐封管柱下生产管柱下生产管柱打开滑套正常生产打开滑套

41、正常生产y453y453永久式防倒灌隔水采油工艺永久式防倒灌隔水采油工艺1 1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具 为了满足高产套损井隔水采油技为了满足高产套损井隔水采油技术需求，引进了术需求，引进了y453y453封隔器防倒灌完封隔器防倒灌完井工艺及配套工具。井工艺及配套工具。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向1 1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具y141y141防倒灌隔水采油工艺防倒灌隔水采油工艺 为了满足套损井套管腐蚀严为了满足套损井套管腐蚀严重井隔水

42、采油技术需求，研发重井隔水采油技术需求，研发了了y141y141封隔器防倒灌完井工艺封隔器防倒灌完井工艺及配套工具。及配套工具。 五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具 长庆油田长庆油田20022002年前主要应用两种分注工艺：油套年前主要应用两种分注工艺：油套分注工艺技术、分注工艺技术、y341y341偏心配水分注工艺技术，在实际应偏心配水分注工艺技术，在实际应用中油套分注不能洗井、不能测试吸水剖面；用中油套分注不能洗井、不能测试吸水剖面；y341y341偏心偏心分注调配时仪器易遇

43、卡、遇阻，投捞次数多、劳动强度分注调配时仪器易遇卡、遇阻，投捞次数多、劳动强度大。为此，大。为此，2003200320052005年，引进了空心分注工艺和年，引进了空心分注工艺和y342y342偏心分注工艺，通过反复试验、改进及完善，初步形成偏心分注工艺，通过反复试验、改进及完善，初步形成了适合了适合“定向井定向井”、“小水量小水量”分注特点的分注工艺，分注特点的分注工艺，并在各采油厂得到了广泛应用。并在各采油厂得到了广泛应用。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具 （1 1）空心分

44、层注水工艺技术）空心分层注水工艺技术 管柱结构：管柱结构：主要由水力锚、主要由水力锚、y341-y341-114g114g封隔器、配水器、单流阀、筛管和封隔器、配水器、单流阀、筛管和母堵组成。母堵组成。 工艺原理：工艺原理：将工具串下入井内预定将工具串下入井内预定位置后，油管打压，封隔器坐封并锁紧，位置后，油管打压，封隔器坐封并锁紧，水力锚撑开，锚定管柱。坐封完毕后，水力锚撑开，锚定管柱。坐封完毕后，油管卸压配水器在活塞及弹簧力的作用油管卸压配水器在活塞及弹簧力的作用下沿轨道换向，进入注水轨道。下放管下沿轨道换向，进入注水轨道。下放管柱，即可实现封隔器解封。柱，即可实现封隔器解封。 水力锚配水

45、器配水器注水层1注水层2封隔器底+筛+堵空心分注管柱图空心分注管柱图封隔器五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具（1 1）空心分层注水工艺技术）空心分层注水工艺技术工艺特点：工艺特点： 配水器与管柱同心，同时设计有液力助捞功能，可提高投配水器与管柱同心，同时设计有液力助捞功能，可提高投捞成功率。捞成功率。 管柱设计了水力锚，改善了管柱的受力条件，延长了分层管柱设计了水力锚，改善了管柱的受力条件，延长了分层注水井寿命。注水井寿命。 配水器采用了轨道换向机构，可实现封隔器坐封后自动换配水

46、器采用了轨道换向机构，可实现封隔器坐封后自动换向，直接转入正常注水，减少了投捞死芯子的作业工序。向，直接转入正常注水，减少了投捞死芯子的作业工序。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具（2 2）y342y342偏心分注工艺技术偏心分注工艺技术 管柱结构：管柱结构：由由y342-114y342-114高压高压分层注水封隔器、偏心配水器、分层注水封隔器、偏心配水器、单流阀和筛管、丝堵等工具组成。单流阀和筛管、丝堵等工具组成。 工艺原理：工艺原理：油管打压，封隔油管打压，封隔器座封，拔出死

47、嘴，待注水稳定器座封，拔出死嘴，待注水稳定后进行测试调配。封隔器设计有后进行测试调配。封隔器设计有反洗通道，可不定期进行反洗井反洗通道，可不定期进行反洗井作业，上提油管后旋转解封。作业，上提油管后旋转解封。 y342可洗井封隔器偏心配注器底部球座y342y342偏心分注管柱偏心分注管柱五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具（2 2）y342y342偏心分注工艺技术偏心分注工艺技术工艺特点：工艺特点： 封隔器采用了旋转解封的封隔器采用了旋转解封的y342-114y342-114型，延长

48、了分型，延长了分注寿命。注寿命。 井下流量测试采用了非集流的井下流量测试采用了非集流的dyl-200dyl-200型超声波型超声波流量计，取消了管串中的撞击筒，且可在任意点测流量计，取消了管串中的撞击筒，且可在任意点测取流量。取流量。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具（3 3）测试调配一体化技术）测试调配一体化技术 该技术是利用机电一体化，该技术是利用机电一体化，在不改变原注水井中偏心配水在不改变原注水井中偏心配水管柱结构和井下参数情况下，管柱结构和井下参数情况下，利用井下可调式

49、堵塞器，实时利用井下可调式堵塞器，实时测量各层注水状况，并通过地测量各层注水状况，并通过地面控制来调节各层注入流量，面控制来调节各层注入流量，实现一次下井完成井下各层流实现一次下井完成井下各层流量测试和目标流量的自动配注，量测试和目标流量的自动配注，缩短了现场作业时间，提高配缩短了现场作业时间，提高配注准确度。注准确度。系统原理框图系统原理框图五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具（3 3）测试调配一体化技术）测试调配一体化技术工艺特点：工艺特点： 可实现任意换层段测量并调节注水流量

50、，有效防止由于层可实现任意换层段测量并调节注水流量，有效防止由于层间干扰带来调配的诸多不便。间干扰带来调配的诸多不便。 采用数据地面直读、边测边调的方法，可实现重复起下对采用数据地面直读、边测边调的方法，可实现重复起下对任意层段进行调配，提高了调配效率。任意层段进行调配，提高了调配效率。 采用无级连续可调水嘴，可以满足小水量的需要，达到在采用无级连续可调水嘴，可以满足小水量的需要，达到在较低的注水压力下完成地质配注要求。较低的注水压力下完成地质配注要求。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向该技术实现了单层直测，该技术实现了单层直测，目前主要应用分层压力测试，

51、目前主要应用分层压力测试，流量测试还是采用非集流递减流量测试还是采用非集流递减法 测 试 ， 主 要 应 用 于 井 深法 测 试 ， 主 要 应 用 于 井 深1500m1500m内直井内直井。已在大庆、吉。已在大庆、吉林等油田直井上进行了林等油田直井上进行了800800多多口井口井90009000多层次的应用。目前多层次的应用。目前正在长庆油田试验。正在长庆油田试验。油层油层c油层油层d油层油层bqd=qdqc=qc油层油层aqa=qa流流量量计计桥式直测图桥式直测图qb=qb2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具五、长庆油气田井下工具发展现状及方向

52、五、长庆油气田井下工具发展现状及方向（4 4）偏心桥式直测调配技术）偏心桥式直测调配技术2 2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具、定向井小水量分层注水工艺及配套工具（4 4）偏心桥式直测调配技术）偏心桥式直测调配技术五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向工艺特点：工艺特点： 精度高精度高 可以实现单层压力和单层流量直测，达到精细化注可以实现单层压力和单层流量直测，达到精细化注水管理要求，有利于储层评价；水管理要求，有利于储层评价； 适应性强适应性强 流量既可集流测试，又可非集流测试，可应用在流量既可集流测试，又可非集流测试，可应用在重点区块注水井分层流量和分

53、层压力动态监测。重点区块注水井分层流量和分层压力动态监测。3 3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具长期以来，对于低压低渗多储层气田开发，为了充分发长期以来，对于低压低渗多储层气田开发，为了充分发挥不同储层潜力，提高气井单井产量，通常采用分层压裂改挥不同储层潜力，提高气井单井产量，通常采用分层压裂改造合层开采技术开发气田。以往这类井一般采用先自下而上造合层开采技术开发气田。以往这类井一般采用先自下而上逐层分层压裂改造，然后下合采完井管柱合层开采，施工工逐层分层压裂改造，然后下合采完井管柱合层开采，施工工序复杂，作业成本高，而且多次压井作业对低压储层会产生序复

54、杂，作业成本高，而且多次压井作业对低压储层会产生一定伤害，不利于气井产能评价及产能有效发挥。针对长庆一定伤害，不利于气井产能评价及产能有效发挥。针对长庆气田含气层系比较多，单层开发达不到工业气流，需要多层气田含气层系比较多，单层开发达不到工业气流，需要多层叠合开发技术现状，研发了气井分层压裂及合采技术，并进叠合开发技术现状，研发了气井分层压裂及合采技术，并进行了配套工具开发。行了配套工具开发。 五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向3 3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井

55、下工具发展现状及方向3 3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具 该工艺按设计一次射开气井两段或三段气层，一次下入该工艺按设计一次射开气井两段或三段气层，一次下入分层压裂合层开采完井管柱，投球座封完井管柱并压裂下层，分层压裂合层开采完井管柱，投球座封完井管柱并压裂下层，如果压裂出现砂堵，反循环洗井解除砂堵，继续油管注入压如果压裂出现砂堵，反循环洗井解除砂堵，继续油管注入压裂下层，直至下层达到压裂设计要求，然后投球打开上层喷裂下层，直至下层达到压裂设计要求，然后投球打开上层喷砂滑套，使上层改造层段连通，并封隔下段压裂改造层位，砂滑套，使上层改造层段连通，并封隔下

56、段压裂改造层位，通过封隔器的封隔及井下喷砂滑套的开启来实现由下往上逐通过封隔器的封隔及井下喷砂滑套的开启来实现由下往上逐层压裂改造，最终实现一井两层或三层分层改造，分层压裂层压裂改造，最终实现一井两层或三层分层改造，分层压裂完成后一次合层排液生产。完成后一次合层排液生产。 五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向洗井洗井投入钢球投入钢球-坐封坐封打掉球座芯子打掉球座芯子下管柱下管柱压裂层压裂层压裂层压裂层压裂下层压裂下层伸缩管伸缩管 反洗循环开关反洗循环开关水力锚水力锚 y241封隔器封隔器坐封球座坐封球座喷砂滑套喷砂滑套水力锚水力锚 y241封隔器封隔器投球打

57、开滑套投球打开滑套封堵下层封堵下层压裂上层压裂上层 安全接头安全接头y241y241封隔器施工程序封隔器施工程序五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向伸缩管伸缩管 反洗循环开关反洗循环开关水力锚水力锚 y241封隔器封隔器坐封球座坐封球座喷砂滑套喷砂滑套水力锚水力锚 y241封隔器封隔器喷砂滑套喷砂滑套压裂层压裂层压裂层压裂层压裂层压裂层投球投球坐封坐封 打掉球座芯子打掉球座芯子压裂下层压裂下层投球打开滑套投球打开滑套封堵下层封堵下层压裂中层压裂中层投球打开滑套投球打开滑套封堵中、下层封堵中、下层压裂上层压裂上层水力锚水力锚 y241封隔器封隔器y241y24

58、1封隔器施工程序封隔器施工程序3 3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具 近两年来，经过长庆气田近两年来，经过长庆气田10001000多口井现场应用表明，多口井现场应用表明，该工艺能够实现压裂与生产管柱一体化，气井分层压裂改该工艺能够实现压裂与生产管柱一体化，气井分层压裂改造可靠、施工简单、作业及排液速度快，对储层伤害低，造可靠、施工简单、作业及排液速度快，对储层伤害低，同时完井管柱能够满足气井柱塞气举、井下节流、油套环同时完井管柱能够满足气井柱塞气举、井下节流、油套环空注化学药剂（起泡剂和缓蚀剂）等后期工艺要求，便于空注化学药剂（起泡剂和缓蚀剂）等后期工艺

59、要求，便于后期气井修井作业实施，有利于加快天然气勘探开发速度，后期气井修井作业实施，有利于加快天然气勘探开发速度，降低单井作业成本，实现经济有效开发，对国内外低压低降低单井作业成本，实现经济有效开发，对国内外低压低产多层系气田开采具有一定技术借鉴或指导作用。产多层系气田开采具有一定技术借鉴或指导作用。 五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向4 4、气井永久式完井工艺技术及配套工具、气井永久式完井工艺技术及配套工具 为了满足气井上下古储层选择性开采，实为了满足气井上下古储层选择性开采，实现酸化管柱和完井管柱一体化，减少压井作业现酸化管柱和完井管柱一体化，减少压井

60、作业对储层伤害，研发了对储层伤害，研发了永久式永久式y443y443封隔器完井工封隔器完井工艺技术及配套工具。艺技术及配套工具。五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向油管柱油管柱侧通凡尔侧通凡尔单根油管单根油管锁扣密封节锁扣密封节y443封隔器封隔器堵塞器堵塞器座封球座座封球座下古下古上古上古油管柱油管柱水力锚水力锚y344封隔器封隔器座封节流器座封节流器下古下古4 4、气井永久式完井工艺技术及配套工具、气井永久式完井工艺技术及配套工具五、长庆油气田井下工具发展现状及方向五、长庆油气田井下工具发展现状及方向下古气层下古气层压裂层压裂层 油管断开密封节油管断开密