井口自動(dòng)化課件

鉆井系統(tǒng)組成動(dòng)力系統(tǒng)提升系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)

井控系統(tǒng)1、動(dòng)力系統(tǒng)

鉆機(jī)所需的各工作系統(tǒng)大多數(shù)是用柴油機(jī)做發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)變速箱直接驅(qū)動(dòng)或由柴油機(jī)發(fā)電來(lái)驅(qū)動(dòng)鉆井設(shè)備。2.提升系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆井平臺(tái)提升系統(tǒng)絞車(chē)滾筒快繩天車(chē)死繩鉆繩游車(chē)大鉤死繩錨存儲(chǔ)滾筒

主要用來(lái)提升鉆柱和下套管等。由井架、天車(chē)、游車(chē)、大鉤、吊環(huán)等組成。3.旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)裝置

水龍頭方鉆桿轉(zhuǎn)盤(pán)鉆柱鉆頭4.循環(huán)系統(tǒng)廢水池泥漿池鉆屑下滑泥漿振動(dòng)篩加重裝置泥漿泵排出管線立管水龍帶水龍頭方鉆桿鉆柱環(huán)空鉆鋌井眼鉆頭

泥漿泵泥漿池立管水龍帶鉆柱分離裝置5、井控系統(tǒng)

井控系統(tǒng)的作用是，當(dāng)井內(nèi)出現(xiàn)溢流、井涌時(shí)，可快速及時(shí)關(guān)閉井口防止井噴事故的發(fā)生。2.1油井采油簡(jiǎn)介油井結(jié)構(gòu)圖2.1.1油井結(jié)構(gòu)與采油原理1、油井結(jié)構(gòu)一開(kāi)二開(kāi)三開(kāi)2、采油裝置

油田開(kāi)采初期，油藏往往具有較大的能量。油井底部的低壓區(qū)與油層深處高壓區(qū)產(chǎn)生壓力差，在壓差作用下石油沿井筒舉升，構(gòu)成自噴，俗稱(chēng)自噴采油或自噴井采油。套管頭油管頭采油樹(shù)井口裝置圖1.1.1-3油嘴安裝示意圖

油井在自噴過(guò)程中，隨著不斷開(kāi)采，油藏能量不斷釋放，油層壓力逐漸降低，當(dāng)剩余壓力不足以將石油舉升到地面時(shí)，需要各種人工舉升方法進(jìn)行采油。氣舉法機(jī)械方法水利活塞泵當(dāng)?shù)貙庸┙o的能量不足以把原油從井底舉升到地面時(shí)，人為地把氣體（天然氣或空氣）壓入井底，使原油噴出地面，這種采油方法稱(chēng)為氣舉采油法。氣舉法游梁式抽油機(jī)—深井泵抽油裝置

深井泵是依靠抽油機(jī)帶動(dòng)抽油桿使活塞在襯套內(nèi)部做往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)抽油的。深井泵抽油2.1.2游梁式抽油機(jī)—深井泵裝置在抽油的過(guò)程中，抽油機(jī)驢頭將帶動(dòng)抽油桿及活塞上下運(yùn)動(dòng)，每上下運(yùn)動(dòng)一次，稱(chēng)為“一個(gè)沖程”,也稱(chēng)“一個(gè)抽汲周期”。在一個(gè)沖程中，深井泵完成一次井筒進(jìn)油和井口排油的全過(guò)程。

在上沖程中：抽油桿帶動(dòng)活塞上行時(shí)，游動(dòng)凡爾關(guān)閉（活塞上部液柱壓力作用），固定凡爾打開(kāi)（泵筒內(nèi)部壓力降低的作用），泵內(nèi)吸液（井筒中），井口排液；在下沖程中：抽油桿帶動(dòng)活塞下行時(shí)，固定凡爾關(guān)閉（泵筒內(nèi)液柱受壓，壓力增高），游動(dòng)凡爾打開(kāi)（泵筒內(nèi)液柱壓力＞泵外油管中液柱壓力），泵排液（泵內(nèi)液體進(jìn)入油管）。2.1.3井口自動(dòng)化內(nèi)容1、參數(shù)測(cè)量

套壓、油壓、回壓、出口溫度、示功圖、液位、井下壓力與溫度等。2、自動(dòng)保護(hù)與控制各種采油設(shè)備驅(qū)動(dòng)電機(jī)保護(hù)；抽油機(jī)延時(shí)順序啟動(dòng)；油井產(chǎn)量控制。3、輔助設(shè)備測(cè)控2.2示功圖測(cè)試與診斷2.2.1示功圖的測(cè)量示功圖是指：反映抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷隨其位移變化規(guī)律的圖形。它是分析深井泵工況、抽油機(jī)與抽油桿工作的重要手段。測(cè)試示功圖必須檢測(cè)出井口抽油桿的受力及位移。

檢測(cè)受力的裝置主要有壓電式傳感器和應(yīng)變式傳感器檢測(cè)位移的裝置主要有位置傳感器和位置開(kāi)關(guān)示功圖測(cè)量示意圖2.2.2示功圖的分析1、理論示功圖

理論示功圖是在靜負(fù)荷條件下，不考慮運(yùn)動(dòng)部件及油管液柱動(dòng)量、加速度、運(yùn)動(dòng)元件之間摩擦條件下測(cè)量的示功圖。在這種條件下認(rèn)為深井泵在上沖程泵筒內(nèi)抽滿(mǎn)液體并無(wú)漏失，負(fù)荷傳感器測(cè)出的受力僅為抽油桿與液柱重量之和。圖1.1.1-11理論示功圖AB’CDBD’A點(diǎn)表示驢頭處在下死點(diǎn)位置，光桿只承受抽油桿在液體中的重量，當(dāng)驢頭開(kāi)始上行時(shí)，游動(dòng)凡爾關(guān)閉，活塞以上液柱重量逐漸轉(zhuǎn)移到抽油桿上；此時(shí)抽油桿因加載而伸長(zhǎng)，活塞相對(duì)于泵筒來(lái)說(shuō)沒(méi)發(fā)生位移。BB’線的長(zhǎng)度表示抽油桿伸長(zhǎng)的數(shù)值，。AB叫增載線（增載線上固定、游動(dòng)凡爾都處于關(guān)閉狀態(tài)），到B點(diǎn)增載完畢，變形結(jié)束.λ這時(shí)驢頭繼續(xù)上行，活塞相對(duì)于泵筒來(lái)說(shuō)才發(fā)生位移，固定凡爾打開(kāi)，井中液體吸入泵內(nèi)。在活塞上行至上死點(diǎn)C的過(guò)程中，光桿負(fù)載加上了活塞以上環(huán)形液柱的重量，并且保持不變，因此BC在圖上呈一水平直線，活塞位移為BC，到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，固定凡爾關(guān)閉。AB’CDBD’λ下沖程時(shí)（CDA），CD是卸載線，卸載過(guò)程就是活塞以上液柱重量逐漸從抽油桿卸去的過(guò)程，在卸載線上任何一點(diǎn)，游動(dòng)凡爾和固定凡爾都處于關(guān)閉狀態(tài)，到D卸載完畢，變形也結(jié)束，活塞相對(duì)于泵筒開(kāi)始發(fā)生位移，游動(dòng)凡爾打開(kāi)。DA在活塞上行至下死點(diǎn)A的過(guò)程中，光桿只承受抽油桿在液柱中的重量，并保持不變；2.2.3空抽控制機(jī)理

空抽現(xiàn)象是指抽油系統(tǒng)抽取能力大于油層向井筒的流入能力。抽油機(jī)在上沖程時(shí)，深井泵筒內(nèi)只充滿(mǎn)部分液體，在下沖程時(shí)，當(dāng)柱塞運(yùn)動(dòng)到液面時(shí)發(fā)生“液面撞擊”，其危害如下：給抽油桿造成重復(fù)疲勞應(yīng)力；油管漏失；損害地面抽油機(jī)壽命；增加產(chǎn)油成本。減少深井泵的排量可以控制液面撞擊，具體的技術(shù)途徑是：放慢抽油機(jī)沖次或縮短沖程，若還不能控制空抽，則應(yīng)更換小口徑深井泵；更改抽油