油田工艺实习报告

一、目的及要求：

了解油田生产工艺流程，了解油气田开采的地面装置及其工作原理，了解开采——集输——计量——油、气、水分离的整个油田生产过程，为将来参加工作打下基础。

二、实习地点及方式：

地点：采油厂某矿（六厂二矿等）。 方式：参观。

三、时间安排：三天半。 四、教学内容：

（一）单井生产原理及管理

1、自喷井装置及工作原理

自喷井井口装置主要包括三个部分：①油井控制部分——采油树。②油套管悬挂密封部分——油管头和套管头。③采油树附件，包括油嘴、压力表等。

①采油树：其作用是控制和调节油井生产，实现下井工具、仪表的起下操作和修井工作等。主要由套管四通、套管闸门、油管头、油管四通、总闸门、清蜡闸门及其所属附件组成。采油树按其连接方式不同分成三类：即法兰连接采油树、卡箍连接采油树和丝扣连接采油树。前者为老式采油树，因浪费钢材、拆装不便，已很少使用；后者则因丝扣使用不便、易损坏，也已基本淘汰。目前使用的主要为第二种。其基本结构如图1所示。

②套管头和油管头：套管头在整个采油树最下端，其作用是连接下井的各层套管，并密封各层套管的环形空间。油管头是从总闸门以下到套管四通大法兰的部分，包括套管四通和油管悬挂器。

③采油树附件：油嘴是用来控制和调节油井的产量的。不同尺寸的油嘴，对井底形成

图 1 大庆160型采油树示意图

1-清蜡闸门；2-套管四通；3-总闸门；4-套管压力表；5-套管闸门；6-生产闸门；7-油管压力表

的回压不同；生产压差不同，油井产量也就不同。按其安装部位不同可分为井下油嘴和地面油嘴。按结构分类可分为简易油嘴和多孔油嘴两大类。压力表的作用是用来观察和录取油套管资料的工具。装在生产闸门以外的压力表称为油管压力表（油压表），用以录取油管压力；装在套管闸门以外的压力表称为套管压力表（套压表），用于录取套管压力。

由于油田已进入三采或四采阶段，自喷井已极少见。

2、采油装置及工作原理 在油田开发过程中，当地层能量逐渐下降到不足以维持自喷或虽能自喷但产量过低，或一开始就不能自喷，就需要人工补充能量进行采油，即机械采油。其方法有气举采油和深井

泵采油。而深井泵采油方法包括有杆泵采油及水力活塞泵、电动潜油泵及射流泵等无杆采油方法。有杆采油方法包括游梁式抽油机——深井泵装置和螺杆泵装置。在油田上广泛应用的是前者。有杆泵抽油装置由三部分组成（见图2）：地面部分——游梁式抽油机；

图2 有杆泵抽油装置示意图

1 吸入凡尔；2 泵筒；3 活塞；4 排出凡尔；5 抽油杆；6 油管；7 套管；

8 三通9盘根盒；10 驴头；11 游梁；12 连杆 ；13 曲柄；14 减速箱；15-动力机（电动机）

井下部分——抽油泵；中间部分——抽油杆柱。其工作原理是：由电动机经传动皮带将高速的旋转运动传递给减速箱；经三轴二级减速后，再由曲柄杆连杆机构将旋转运动变为游梁的上、下摆动。挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞作上、下往复运动，从而将原油抽至地面。

（1）抽油机装置及工作原理：

抽油机是有杆泵采油的主要地面设备，可分为有梁式和无梁式两种类型。前者在大庆被广泛采用，而后者为正在推广的新机型。有梁式抽油机又分为普通型（包括常规型和前置游梁式）；变形游梁式（包括异相曲柄式、六连杆增程式、双驴头式、摇杆平衡游梁式、双摆增程式、游梁斜直井式）两类。它们的装置结构和工作原理大同小异。最常用的为常规游梁抽油机，其装置结构见图3。无游梁式抽油机包括链条式、增距式和宽带式等几种类型，它的特点为长冲程低冲次，适合于深井和稠油井采油。目前在大庆使用的较少。

图3常规型游梁式抽油机结构示意图

抽油泵是有杆泵抽油系统中的主要设备，作业时安装在井下油管柱的下部，沉没在井筒中，通过抽油杆带动其工作。主要由工作筒（外筒和衬套）、柱塞及阀（游动阀和固定阀）组成（图4）。游动阀又叫做排出阀（或上部阀）；固定阀又叫吸入阀（或下部阀）。泵的活塞上、下运动一次叫做一个冲程。活塞在每分钟内完成向上、下冲程的次数叫冲次，上冲程是油杆带动活塞向上运动，活塞上的游动阀受油管内液柱压力作用而关闭，泵内压力随之降低。固定阀在沉没压力与泵内压力构成的压差作用下，克服重力而被打开，原油进泵而井口排油。下冲程是抽油杆柱带动活塞向下运动，固定阀一开始就关闭，泵内压力逐渐升高。当泵内压力升高到大于活塞以上液柱压力和游动阀重力时，游动阀被顶开，活塞下部液体通过游动阀进入活塞上部，泵内液体排向油管。上、下冲程不断地交替进行，就使得原油不断地被举升到地面上来。

（2）有杆泵采油井口装置及井口流程

有杆泵井口装有采油树。应用较广泛有KY——250型和可转动偏心井口型两种。前者在大庆较常见，主要由套管法兰、套管四通、套管阀门、油管头上法兰、总阀门、油管四通、生产阀门、油嘴套等组成（见图5）。

抽油井井口流程，主要有单管流程、双管掺热流程与三管热水伴随流程。单管生产井

图4抽油泵结构示意图

图5 KY-250型采油树

1-套管法兰；2-套管四通；3-套管阀门；4-卡箍；5-油管头上法兰；6-总阀门；7-油嘴套；

8-生产阀门；9-油管四通；10-压力表；11-压力表截止阀；12-接头

口装置流程如图6所示。从油井生产出的油水混合物经过油嘴进入出油管线，然后通过集油

干线进入计量站计量、汇集，输往转油站或联合站，它用于以下三种情况：油井出油温度达50~60℃以上；外界气温常年较高，最低在-10℃以下；在高含水期开发的油田上。

双管掺热水井口流程包括掺水保温流程、热洗流程、地面循环流程（图7）。其生产流程是将联合站脱后污水加热，返输回油井口，在油嘴后掺入出油管线，提高集油管线中原油的温度。同时，脱后污水中残存的表面活性剂在集油管络中部分破坏油水乳化液，使油水发生分离，大大减轻了原油脱水工作量。

三管热水伴随井口流程如图8所示，它由出油管线、回水管线组成。其中，回水管线与油管线组合在一起，回水对油管线伴随保温进站；井口来热水管线单独保温，以提高热水到达井口时的温度，从计量站来的热水到达井口后，对油嘴套保温，然后通过水管线返回计量站。

图6 抽油井单管井口流程图

图7 双管油嘴后掺水井口流程

3、潜油电泵系统组成及工作原理

电泵井的系统组成如图9所示。它由三大部分、七大组件组成。三大部分是：①地面部分：包括变压器、控制屏、接线盒以及特殊井口装置；②中间部分：中间油管和动力电缆；

③井下部分：包括多级离心泵、油气分离器、潜油电机和保护器等。七大组件是指潜油电机、保护器、油气分离器、多级离心泵、电缆、控制屏和变压器。工作时，地面高压电源通过变压器变为电机所需要的工作电压，输入到控制屏内，然后经电缆将电能传给井下电机，使电机带动离心泵旋转，把井液抽入泵内。进泵的液体通过多级离心泵的叶轮逐级增压，经油嘴举到地面。

4、地面注水装置及流程

注水就是通过注入井将水注入油（气）藏，保持地层压力的一种有效措施。注水是我

图8 三管热水伴随井口流程 图9 潜油电泵管柱示意图

国油田开发的一种十分重要的开发形式，对我国的原油生产起到关键的作用。

（1）注水站设备及流程。注水站主要有储水罐、汇水管路、高压泵、输水管路等组成。此外还装有水量计量及压力计量的仪表，如流量表、水表及压力表等。其流程是来自水源的水先经过净化处理储存于储水罐内。然后汇水管将罐内的水输给高压注水泵，高压注水泵使水增压，达到规定要求。高压水从泵出口进入分水管汇，分水管汇将高压水打入各输水管路，并送到各个配水间及井口。

（2）配水间及配水流程 配水间是调节、控制注水井注水量的操作间。在配水间，将注水站来的高压水，按油田注水方案的要求，在配水间进行控制和计量。一般分为单井配水间和多井配水间两种类型。 单井配水间用来调节、控制一口注水井的注水量。其流程与装置比较简单（如图10所示）。其流程是从注水站来的高压水→来水阀门→高压水表→配水阀门→井口。

图10 单井配水间配水流程

1-总来水阀门；2-水表；3-接箍与丝堵；4-配水阀门；5-生产阀门；6-采油树；7-套管阀门

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