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文档简介

ICS73.040煤层气井排采工程设计规范国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I Ⅲ 1 1 14设计依据 15设计步骤和内容 2 7 7附录A(资料性)煤层气井排采工程设计附表格式 8附录B(资料性)煤层气井排采工程设计书封面格式及编写提纲 ⅢGB/T40546—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国煤炭工业协会提出。本文件由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC42)归口。集团有限责任公司。1GB/T40546—2021煤层气井排采工程设计规范本文件适用于煤层气井的排采工程设计。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法AQ1115—2018煤层气地面开发建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范SY/T5587.5—2018常规修井作业规程第5部分:井下作业井筒准备SY/T5587.9—2007常规修井作业规程第9部分:换井口装置SY/T6084—2014地面驱动螺杆泵使用与维护SY/T6668游梁式抽油机的安装与维护SY/T6921煤层气井排采安全技术规范3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4设计依据4.1地质资料井名、井别、井位坐标、井身结构、钻遇煤层、完钻井深等,钻完井基础数据表格式见附录A的2GB/T40546—2021数据表格式见表A.4。4.5测试化验资料5设计步骤和内容煤层气井排采工程设计步骤见图1。控制措施图1煤层气排采工程设计步骤示意图5.2排采方式选择原则5.2.2直井和定向井宜选择抽油机排采方式。5.2.3水平井宜选择螺杆泵排采方式,日产水量低于30m³时,选择抽油机排采方式。5.2.4产出液含煤粉等颗粒物较高时,选择螺杆泵排采。5.3抽油机工艺设计5.3.1.1泵效的选取,宜为60%~80%。5.3.1.2优先选用Ⅱ级间隙的泵。5.3.1.3抽油机泵径根据产水量选择,不同产水量泵径见表1。3GB/T40546—2021表1抽油机泵径参数推荐表泵径mm产水量m³/d抽油机冲程m3下限上限21.3下限上限23.227.8下限上限23.527.4下限上限26.343.8下限4.4上限28.442.685.1下限4.2上限—66.593.15.3.2抽油杆选择及杆柱结构设计5.3.2.1抽油杆及杆径选择:a)单级杆径选择时首先根据抽油机悬点最大/最小载荷计算抽油杆柱顶部的最大、最小应力,进而求出杆柱循环应力的应力幅、折算应力和最大许用应力,最终确定抽油杆杆径。b)多级杆径的选择按SY/T5873—2017中7.1执行。5.3.3油管选择及管柱结构设计5.3.3.1根据油管下入深度、油管柱受力大小,确定油管的材质和规格。油管最大允许下入深(长)度L,计算见公式(1),油管管体和接头轴向拉伸使用性能参见GB/T20657—2011的表K.5。Ly——油管最大允许下入深(长)度,单位为米(m);P,——管柱螺纹的抗拉极限负荷,单位为千牛(kN);P.——锚定或解封压力,单位为千牛(kN);PL——作用在固定阀上的静液柱载荷,单位为千牛(kN);为井内液体相对于管柱钢材的相对密度);qt——油管在空气中每米质量,单位为千克每米(kg/m);g——重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s²)。4GB/T40546—20215.3.4.1抽油机悬点最大载荷和曲柄轴最大扭矩按照SY/T5873—2017中5.1.1的规定执行。5.3.4.2优先选用可调速电机。抽油机井下基本油管柱结构示意图见图2。煤层气锚沉砂管筛管丝堵表2泵排量选择推荐表日产水量/(m⁸·d)5~1530~8080~200单转排量/(mL/r)40,6075,120180,200,250300,500,600800,12005GB/T40546—20215.4.2.1抽油杆强度校核按照SY/T6084—2014中5.2的规定执行。5.4.4地面驱动设备5.4.4.2额定扭矩应不低于抽油杆柱运行总扭矩的1.5倍。螺杆泵井下基本油管柱结构示意图见图3。锚定器根据实际情况选择。抽油杆扶正器油管扶正器压力计电缆抽油杆油管压力计螺杆泵转了煤层筛管沉砂管丝堵人工井底6GB/T40546—20215.5其他配套工艺设计5.5.1.1直井、定向井泵挂位置位于全角变化率小于1.2°/30m的井段,宜介于最下部目的煤层以下5.5.2扶正器设计5.5.2.1全角变化率大于1°/25m井段,单根抽油杆上加装扶正器应不少于1个;大于3°/25m井段,单根抽油杆上加装应不少于2个扶正器或直接使用注塑杆,扶正器应固定在抽油杆本体上。5.5.2.2扶正器位置应选择在距接箍0.3m~0.5m处。5.5.2.3螺杆泵工艺优先使用螺旋式结构扶正器。5.5.2.4水平井抽油杆导向器两端应加扶正器。5.5.3.1井场内管道规格采用DN50无缝钢管,壁厚不低于3.5mm。5.5.3.2井场范围内气水管线流程采用矮支架,相对地面高度0.5m,支架间距5m一组。5.5.3.4管线焊接完成后对管线进行试压,系统压力试验用洁净水进行。管道强度试验压力为设计压持出厂色。5.5.3.6需要设置放空火炬的井,放空火炬的设置按AQ1115—2018中4.3.3的要求执行。采集数据包括:智能监控包括:7GB/T40546—2021b)煤层气井排采历史数据查询功能,并能根据存储的历史数据绘制参数变化曲线。d)通信状态监视及排采控制功能。5.6作业工程安装井口按SY/T5587.9—2007中第6章的规定执行,冲砂洗井按SY/T5587.5—2018中第4章的规定执行,下管柱按SY/T5587.5—2018中5.1的规定执行,下抽油杆柱按SY/T5873—2017中9.3.9的规定执行,抽油机安装按照SY/T6668执行,螺杆泵安装按照SY/T6084—2014中7.2的规定执行。5.7排采管理5.7.1根据储层压力、临界解吸压力、动液面等数据及排采设备类型,针对不同的排采阶段,设计相应隙堵塞等问题。计产液量、日/累计产气量、水质描述、pH及备注事项等,排采5.7.5水质、气组分分析按照GB/T13610执行。5.7.6对于采用抽油机排采的煤层气井,当井下设备工作异常,要及时录取示功图进行诊断分析。面、产气量、产水量等排采参数的生产曲线,跟踪排采动态,及时修正排采工作制度,使产能达到最佳状态。煤层气井排采工程设计书应有设计单位、设计人、审批人及审批结果信息。设计书封面格式及编写提纲见附录B。8坐标地理位置构造位置设计井深实际井深井别生产试验井井型单分支水平井补心高m完钻原则钻头程序一开钻头外径一开完钻井深m二开钻头外径二开完钻井深m三开钻头外径三开完钻井深m钻遇地层代号斜深m视厚m煤层钻探深度m视厚度m测井深度m套管程序名称外径钢级壁厚联入m下深m阻位m定位短节m试压情况表套技套产套固井参数水泥用量t水泥浆密度替量碰压MPa固井质量遇阻深度m磁性定位m水泥返深m固井水泥环质量地面煤层顶煤层底井身质量最大井斜三开段煤层钻遇情况煤层最大全角变化率井深m井斜方位有效煤层进尺m纯煤进尺m煤层钻遇率%井深m全角变化率定向备注:9GB/T40546—2021表A.2给出了煤层气井井眼轨迹数据表。深度m垂深m井斜角真方位总方位东西位移m南北位移m总位移m全角变化率表A.3××井射孔数据表射孔顺序层号煤层井段m煤层厚度m射孔井段m射孔厚度m枪型弹型射孔密度孔·m-1布孔方式及方位角第一段第二段备注:表A.4给出了煤层气井压裂施工数据表。表A.4××井压裂施工数据表层段施工时间排量m³/min液量m³砂比%砂量m³破裂压力MPa施工压力MPa停泵压力MPa表A.5给出了抽油机排采数据日报表。表A.5××井排采数据日报表××井排采数据日报表泵底深度:日期:井下压力计深度:记录人:时间泵径m冲程m冲次次/min频率电流A井温℃压力MPa液面m产量上行最大下行最大套压井下压力计××煤流压动液面距××煤顶板水流量计底数产水量气流量计底数产气量日产水量累计产水量日产气量累计产气量日流压降幅MPapH值累计返排率%累计生产天数d备注水质描述:××井排采数据日报表时间转速频率电流A井温℃压力MPa液面m产量套压井下压力计××煤流压动液面距××煤顶板水流量计底数产水量气流量计底数产气量日产水量累计产水量日产气量累计产气量日流压降幅MPapH值累计返排率%累计生产天数d备注水质描述:表A.7给出了抽油机排采数据汇总表。××井排采数据汇总表日期泵径mm冲程m冲次次/min泵效%井温℃压力MPa液面m产量电流A频率累计返排率%水质描述值设备运行时间备注套压井下压力计压力日降幅xx煤层中部流压x动液面液面日降幅距xx煤顶板距吸入口日产气量产气量增减幅度累计产气量日产水量产水量增减幅度累计产水上行最大下行最大平衡度日运行时间h日运行有效率%累计运行时间d××井排采数据汇总表日期电流A频率转速泵效%井温℃压力MPa液面m产量累计返排率%水质描述值设备运行时间备注套压井下压力计压力日降幅xx煤层中部流压x动液面液面日降幅距xx煤顶板距吸入口日产气量产气量增减幅度累计产气量日产水量产水量增减幅度累计产水日运行时间h日运行有效率%累计运行时间dGB/T40546—2021(资料性)煤层气井排采工程设计书封面格式及编写提纲B.1封面格式B.1.2封面格式如图B.1所示。 GB/T40546—2021B.2设计书编写提纲图B.2给出了设计书编写提纲。

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