东北石油大学暑期实习报告

时间:2024.4.13

东北石油大学

实习总结报告

实习类型 认识实习 实习单位 大庆油公司下属厂矿、企业 实习起止时间 2012 年 6月 25日至 20xx年 7月6日 指导教师 赵伟民 所在院(系) 机械科学与工程学院 班 级 机自10-2 学生姓名 李剑 学 号 100401140217

20xx年 7 月 6 日

1.机械设计制造及油田钻采工艺设备培训

1.1钻井工艺及装备

1.1.1钻井工艺概述

由地面向地下钻一孔道,直达油层,叫钻井。

钻井方法:顿钻钻井法:冲击钻井法。

旋转钻井法:转盘旋转钻井法;井下动力钻具旋转钻井法;顶部驱动旋转钻井法。

1.1.2钻井的工艺过程

钻井的工艺过程包括:破碎岩石;取出岩屑;固井和完井,形成油流通道。

1.1.2.1 井身结构与钻具组合

井身结构:指下入井中的套管层数、尺寸、规格和长度。包括导管、表层套管、技术套管和油层套管。

(1)导管:即第一层套管,最外层,直径最大,起导向作用,不固定,一般0 ~ 40米长度。

(2)表层套管:第二层套管,防止地表土层垮塌,加固上部疏松岩层井壁和安装防喷器,一般0~ 500米长度。

(3)技术套管:第三层套管,用来隔离生产的上部油气水,加固浅层疏松易塌井筒以防岩层喷、塌、漏、膨胀和安装防喷器。技术套管要根据地层条件而定,中深井尽量不下技术套管,深井、地层复杂的井,下1~2层,在复杂地层的深井下2~4层。

(4)油层套管即第四层套管,油层套管用来形成坚固的井筒,用来射孔,也是最后一层套管。各层套管与井壁之间都注入水泥加固。

钻具组合:指根据地质条件、井身结构、钻具来源等组成的钻柱,包括:钻头、钻铤、钻杆、方钻杆及其配合连接的尺寸、规格和长度

东北石油大学暑期实习报告

1.1.2.2钻进作业过程

(1)下钻:将钻杆柱下入井中,使钻头接触井底,准备钻进。

操作过程:

① 挂吊卡,以高速档提升空吊卡至一立根高度;

② 二层台处扣吊卡,将立根稍提移至井眼中心,对扣;

③ 上扣,(拉猫头或用旋绳器);

④ 紧扣,(拉猫头或用大钳);

⑤ 稍提钻杆,移出吊卡;

⑥ 用刹车控制下放速度,将钻柱下放一立根距离;

⑦ 将钻柱轻坐在转盘上,从吊卡上脱开吊环。

(2)正常钻进:启动转盘(或井底动力钻具),通过钻杆柱带动 井底钻头旋转,借助刹车,给钻头施加适当的压力(钻压)以破碎岩石。

(3)接单根:每次接入一根钻杆,来加长钻杆柱的作业。 操作过程:

① 用吊卡或卡瓦上提钻杆柱,全露方钻杆,并将钻柱坐在转盘上; ② 卸开方钻杆,并微提方钻杆移至小鼠洞上方,与小鼠洞中的单根对扣;

③ 上扣,(拉猫头或用旋绳器);

④ 从小鼠洞中提出单根移至井中钻柱上方,对扣;

⑤ 上扣,(拉猫头或用旋绳器);

⑥ 紧扣,(拉猫头或用大钳);

⑦ 稍提钻杆,移开吊卡或提出卡瓦;下放钻柱至井底,继续钻进。

(4)起钻:需更换钻头时,将井中钻柱全部取出的作业。

操作过程:

① 用吊卡或卡瓦上提钻杆柱,全露方钻杆,并将钻柱坐在转盘上; ② 旋下方钻杆,将方钻杆和水龙头移置大鼠洞中;

③ 用吊卡或卡瓦提升钻柱至一立根高度,并让钻柱坐在转盘上; ④ 松扣,(拉猫头或用大钳、松扣气缸);

⑤ 上钳卡住接头,转盘正转卸扣;

⑥ 移立根入钻杆盒和二层台指梁中,摘开吊卡;

⑦ 下放空吊卡至井口。

重复上述起出一个立根的操作步骤,直至将井中钻柱全部起出。

(5)换钻头:起钻末了,将钻头提出井口,用专用工具卸下旧钻 头,换上新钻头。

钻进作业过程的循环:下钻→正常钻进→接单根→起钻→换钻头→下 钻→ ??。

1.1.2.3 固井与完井

(1)固井:在钻井的井眼内下入一串轴心线重合的套管柱,并在套管柱与井壁的环形空间里注入水泥进行封固。

(2)完井:固井后,采用射孔枪发射子弹射穿套管、水泥环、油层,使油层和井筒连通。

1.1.2.4钻井设备

钻机组成:钻机是一套由多台设备组成的大功率联合机组,包括八大系统:起升系统、旋转系统、循环系统、动力系统、传动系统、控制系统、底座、辅助系统。

起升系统、旋转系统和循环系统这三大系统设备是直接服务于钻井生产的,是钻机的三大工作机组。

(1)起升系统

作用:在起、下钻作业中起、下钻具;在完井作业中下套管;在正常钻进时控制钻压、送进钻具。

组成:绞车、辅助刹车、游动系统(天车、游动滑车、大钩及钢丝绳)、井架、井口工具及机械化设备(吊卡、吊环、卡瓦、动力大钳、旋绳器、立根移运机构等)。

(2)旋转系统

作用:驱动钻具旋转,带动钻头破碎岩石。

组成:转盘、水龙头、钻具。

(3)循环系统

作用:提供高压钻井液,以清除井底已破碎的岩石,保证继续钻进,同时冷却钻头,防止井喷、井塌,传递动力驱动井下动力钻具(涡轮、螺杆动力钻具)。

组成:钻井泵、地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备和钻井液调配设备等。

(4)动力驱动设备

作用:供给三大工作机组及其他辅助机组动力。

组成:内燃机及其供油设备,或者交流、直流电动机及其供电、保护、控制设备等。

(3)传动系统设备

作用:连接发动机与工作机,实现从驱动设备到工作机组的能量传递和分配及运动方式的转换。

组成:减速、并车、倒车、变速及换向机构等,有机械传动、液力传动、液压传动、电传动等形式。

(6)控制系统和监测显示仪表

作用:控制系统用来指挥各机组协调地进行工作;监测显示仪表用来测量井底参数、监测显示地面有关系统设备的工况。

(7)钻机底座

作用:安装井架、转盘、放置立根盒及必要的钻井设备和工具。 组成:钻台底座、机房底座、泥浆泵底座。

(8)辅助设备

作用:保证正常钻进和安全钻井。

组成:空气压缩设备、辅助发电设备、井口防喷器、供水供油系统等。 机械设计

1.2机械设计的基础概念:机械设计根据使用要求对机械的工作原理结构运动方式,力和能量的传递方式,各个零件的材料和形状尺寸,润滑方式等进行构思分析和计算,并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

1.3数控加工及先进制造

1.3.1制造业创造了人类

(1)人从猿进化而来, 人猿分离, 是由于人学会双足行走和用手制造并使用工具。

(2)中国的元谋人(170万年前的南方古猿)、非洲人早在160万年前即开始用火,石料开采和加工,形成了原始制造业。饮食改善促进了脑的发展。200万年前的猿人 脑容量约为700毫升,100万年前的直立人脑容量约为1000毫升,50万年前增加到1200毫升,19xx年发现的57万年前的北京(直立)猿人为1050毫升, 而现代人的脑容量平均为1450毫升,现代人的大脑皮层褶皱面积为 1700-2200平方厘米,是黑猩猩的3倍。

3)恩格斯指出:“直立和劳动创造了人类,而劳动是从制造工具开始的。动物所做的事情最多是收集,而人则从事生产。”

1.3.2制造业发展的历程

(1)用机器代替手工,从作坊形成工厂19世纪机器在英国诞生,先后传人法国、德国和美国。

(2)从单件生产方式发展成大量生产方式

泰勒:以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。

福特:零件互换技术,19xx年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线。

(3)柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术

柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造??

1.3.3机械制造技术及方法

(1)冷加工

通常指金属的切削加工。用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑,使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。

任何切削加工都必须具备3个基本条件:切削工具、切削工件和切削运动。切削工具或刀具应有刃口,其材质必须比工件坚硬。不同的刀具结构和切削运动形式构成不同的切削方法。用刃形和刃数都固定的刀具进行切削的方法有车削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削和锯切等;用刃形和刃数都不固定的磨具或磨料进行切削的方法有磨削、研磨、珩磨和抛光等。

(2)、热加工

金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称叫热加工。有时也将热切割、热喷涂等工艺包括在内。热加工能使金属零件在成形的

同时改善它的组织,或者使已成形的零件改变结晶状态以改善零件的机械性能。铸造、焊接是将金属熔化再凝固成型。

热扎、锻造是将金属加热到塑性变形阶段,再进行成型加工,如合金钢需加热到形成均匀奥氏体后,进行热扎、锻造,温度低塑性不好,易产生裂纹,温度过高金属件易过分氧化,影响加工件质量。

金属热处理只改变金属件的金相组织,它包括:退火、正火、淬火、回火等。

1.3.4先进设计技术

(1)设计手段计算机化:有限元法,优化设计,计算机辅助设计,反求工程技术,CAD/CAM/CAE一体化技术,工程数据库,向全寿命周期设计发展,由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素

(2)设计方法现代化:产品动态分析和设计,产品可靠性,可维护性及安全设计,产品优化设计,快速响应设计,创新设计,智能设计,仿真与虚拟设计,价值工程设计,模块化设计

制造自动化技术:

(3)数控技术:数控装置,进给系统,主轴系统,NC程序编制

工业机器人技术:机器人操作机,控制系统,传感器,生产线总线控制。

(4)柔性制造技术:柔性加工技术,柔性物流技术,柔性调度与控制技术。

(5)自动检测与信号识别技术:信号识别,数据获取,数据处理,特征取与识别。

(6)特种加工技术:高能束流加工(电子束、离子束、激光束);电加工(电解和电火花);超声波加工;高压水加工;多种能源的组合加工。

1.4采油机械及工艺

1.4.1钻机组成

钻机是一套由多台设备组成的大功率联合机组,包括八大系统:起升系统、旋转系统、循环系统、动力系统、传动系统、控制系统、底座、辅助系统。

(1).起升系统:

作用:在起、下钻作业中起、下钻具;在完井作业中套管;在正常钻进时控制钻压、送进钻具。

组成:绞车、辅助刹车、游动系统(天车、游动滑车、大钩及钢丝绳)、井架、井口工具及机械化设备(吊卡、吊环、卡瓦、动力大钳、旋绳器、立根移运机构等)。

(2)旋转系统:

作用:驱动钻具旋转,带动钻头破碎岩石。

组成:转盘、水龙头、钻具。

(3)循环系统

作用:提供高压钻井液,以清除井底已破碎的岩石,保证继续钻进,同时冷却钻头,防止井喷、井塌,传递动力驱动井下动力钻具(涡轮、螺杆动力钻具)。

组成:钻井泵、地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备和钻井液调配设备等。

(4)动力驱动设备

作用:供给三大工作机组及其他辅助机组动力。

组成:内燃机及其供油设备,或者交流、直流电动机及其供电、保护、控制设备等。

(5)传动系统设备

作用:连接发动机与工作机,实现从驱动设备到工作机组的能量传递和分配及运动方式的转换。

组成:减速、并车、倒车、变速及换向机构等,有机械传动、液力传动、液压传动、电传动等形式。

(6)控制系统和监测显示仪表

作用:控制系统用来指挥各机组协调地进行工作;

监测显示仪表用来测量井底参数、监测显示地面有关系统设备的工况。 组成:控制系统有机械控制、气控、电控、液控和电、气、液混合控制;监测显示仪表有指重表、钻井泵压力表、钻井八参数仪(大钩负荷、钻进速率及井深、泵压、转盘扭矩、吊钳扭矩、转盘转送、泵冲次、泵出口排量)、随钻测量系统。

(7)钻机底座

作用:安装井架、转盘、放置立根盒及必要的钻井设备和工具。 组成:钻台底座、机房底座、泥浆泵底座。

(8)辅助设备

作用:保证正常钻进和安全钻井。

组成:空气压缩设备、辅助发电设备、井口防喷器、供水供油系统等。

1.4.2井架井

架整体结构类型塔形井架;

K型(前开口)井架;A形井架;桅形井架;动力井架;

小结:

通过本章的学习,对机械制造技术及其发展历程有了更明确的认识,从原始社会的低效率高能耗到现代化的节能高效的生产方式的转变的过程中机械制造业起到了无法湮灭的巨大作用,是机械的发展促进了工业的发展,同时工业的发展支持着制造业的前进。

现代机械制造业逐渐摆脱了过去程序冗杂的,效率低下的生产模式 逐渐走上了信息化,科学化的现代生产方式。相信随着科学的进步机械制造业必将发生翻天覆地的变化。

2.钻井工艺与设备

2.1钻井施工基本知识

石油钻井:是指利用专用设备和技术,在预先选定的地表位置处,向下或一侧钻出一定直径的孔眼,一直达到地下油气层的工作。

钻井方法的发展:(1)人工掘井:1521年之前。(2)人力冲击钻:1521~1835年,是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。3)机械顿钻(冲钻):1859~19xx年,靠机械冲击作用破岩,破岩和清岩相间进行。

(4)旋转钻:19xx年发展起来的,旋转钻井是靠动力带动钻头旋转,在旋转的过程中对井底岩石进行破碎,同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。 钻机类型及组成

组成:石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。一般有八大系统(起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统),具备起下钻能力、旋转钻进能力、循环洗井能力。

类型:根据钻井深度分为浅井钻机、中深井钻机、深井钻机,根据驱动方式分为机械驱动钻机、电驱动钻机,根据搬迁方式分为撬装钻机和车装钻机。

2.2机械驱动钻机类型及特点

类型:机械驱动钻机是指以柴油机为动力,通过液力变矩器、链条、齿轮、三角胶带等不同组合的传动形式所驱动的钻机,主要包括齿轮传动、胶带传动和链条传动三种形式,具有制造方便成本低的特点。

现状:目前机械驱动石油钻机主要为链条钻机,采用链条作为主传动副,2~4台柴油机 —变矩器驱动机组,用多排小节距套筒滚子链条并车,统一驱动各工作机组,一般仍用胶带传动钻井泵。

2.3电驱动钻机类型及特点

类型:电驱动钻机包括直流电机驱动和交流变频电机驱动两种形式。 电驱动钻机具有传动柔和、调速性能好、操作方便灵活、模块体积小、安装移运方便、可靠性高、噪音小、污染小、节能等特点。

直流电机驱动:直流电动钻机是采用AC-SCR-DC方式,将柴油发电机组并网发出的电力通过SCR可控硅整流后驱动直流电机。

交流变频电机驱动:交流变频钻机则是采用AC-VFD-AC方式,通过VFD电传动控制系统将柴油发电机组所发出的电力变为变频可调的电流,采用交流变频器驱动无碳刷交流变频电机。

绞车结构及原理

绞车是钻机的起升设备,主要用于起下钻具、下套管,控制钻压、送进钻具及起放井架等功能。一般包括滚筒轴、猫头轴、传动制动机构、润滑机构及壳体等组成,按轴娄分为单轴、双轴、三轴及多轴绞车,按滚筒数分为单滚筒和多滚筒绞车。

2.4钻井泵结构及原理

钻井泵多为卧式三缸单作用往复式活塞泵,由动力端总成、液力端总成和各部位的润滑系统及冷却系统组成。由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。

钻井泵工作原理:动力端通过皮带(或链条、万向轴)带动泵的主轴旋转,再通过曲柄连杆机构使活塞向右移动,缸内形成负压,上水池内的液体在大气压力作用下,顶开吸入阀进入缸内,直到活塞移到最右边位置完成吸入过程。活塞开始向左移动,缸内液体受到活塞的挤压而压力升高,吸入阀被关闭,排出阀被顶开,液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇,完成排出过程。

2.5转盘结构

转盘是用来承托管柱重量,提供扭矩和转速。转盘实质上相当于一个特殊结构的角传动减速器,主要由箱体、转台、主轴承、副轴承、齿圈、 输入轴总成、锁紧装置、方瓦、箱盖等部分组成。

水龙头结构及工作原理

水龙头通过提环挂在大钩上,上部通过鹅颈管与水龙带相连,下部接方钻杆,连接下井钻具。水龙头主要由鹅颈管、冲管总成、中心管、壳体、提环和主轴承等组成,主要功用悬持旋转着的钻杆柱,承受大部分以至全部钻具重量;向转动着的钻具内输送高压钻井液。

大钩结构及工作原理

大钩是起升钻具的重要设备,由钩身、杆、筒体、提环、止推轴承及弹簧组成,钩身能转动,钩口和侧钩有闭锁装置,大钩有缓冲减振功能。大钩与游车结合成一体,称为游钩,是目前使用的主要形成。

游车、天车结构及工作原理

天车是安装在井架顶部的定滑轮组,游车是在井架内部上下作往复运动的动滑轮组,主要由滑轮、滑轮轴、轴承、轴承座及支架组成。 离心泵结构及原理

离心泵就是通过旋转叶轮的动能产生流量,使液体流动。离心泵的基本构造是由六部分组成的,分别是:叶轮,泵体,泵轴,轴承,密封环,填料函。离心泵的效率取决于该叶轮的性能。离心泵与活塞泵相比,具有转速高,体积小,流量大,结构简单的特点;但泵压相对较低等,液体粘度对泵性能影响大,只能用于粘度近似于水的液体。

2.6钻井液固控系统及机具

概念:钻井液固相控制就是要清除钻井液中的有害固相,保存有用固相,以满足钻井工艺对钻井液性能的要求。钻井液固相控制系统就是所有用于钻井液固相控制设备的总称。

作用:防止油气通道堵塞、破坏,降低钻井扭矩和摩阻,降低环空抽吸的压力波动,提高钻井速度,延长钻头寿命,减轻设备的磨损等。

方法:常用的有稀释法、替代法、机械方法、化学方法等四种。机械方法是通过机械设备利用筛分、离心分离、重力分离等原理,将钻井液中的固相成分按颗粒、密度大小不同而分离开,以达到控制固相的目的。 钻井中钻井液的循环程序:钻井液罐 经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。

2.7除气器的工作原理

除气器用来清除气侵钻井液中的气体,保证钻井液性能相对稳定,保证旋流器能正常工作。除气器分为两大类:常压式和真空式。常压式除气器利用离心机抽吸气侵泥浆,借助离心力使泥浆在其喷射罐内喷射、撞击内壁,使气体释放出去。真空除气器利用真空泵的抽吸作用,在真空罐内形成负压,钻井液在大气压的作用下,通过吸入管进入空心轴,再由空心轴四周的伞片总成,呈喷射状甩向罐壁,在碰撞、真空及气泡分离器的作用,浸入钻井液中的气泡破碎,气体逸出,通过真空泵抽出并排往安全地带。

2.8除砂、除泥器的结构

除砂、除泥器都是由一组水力旋流器和一个处理旋流器底流并回收钻井液的小型超细网目振动筛组成。液流从进液口切向进入后,由于离心力的作用,密度大的颗粒被甩向外壁,沿旋流器内壁螺旋下行流向底流口,密度小的液体则反向螺旋上行经涡流导管流出溢流口,旋流器的名义尺寸越大,所除掉的固体颗粒越粗,所需要的工作压力越小,钻井液的处理量越大。不同直径的旋流器的分离固相颗粒的粒径是不同时。除砂器的固相颗粒分离粒径为44~74μm,因此300mm的旋流器可以满足设计要求。除泥器的固相颗粒分离粒径为8~44μm,因此100mm的旋流器可以满足设计要求。

小结

今天,我们学习了钻采的工艺与设备,以及对抽油机上各部分组件的学习和了解,进一步拓宽了我们的视野,丰富了我们的专业知识,懂得了钻机各部分以及其各个系统的功能与优缺点,为以后从事钻采方面的工作打下了基础,与此同时,钻采设备也激发了我们的学习兴趣,我们要努力学习将来研究出更好的钻采机械才回报祖国。

3.采油工艺与装备

3.1油田开发阶段的划分

(1)按产量划分阶段:产量上升阶段,产量稳产阶段,产量递减阶段

(2)按开采方法划分阶段

一次采油阶段:利用油藏本身的天然能量开采石油的方法。这一阶段可开采出原油地质储量的10%-15%。

二次采油阶段:一次采油过程中,油藏能量不断被消耗,依靠天然能量采油无法维持采油速度,由人工向油藏中注水或者注气以补充地层能量二增加采油量的方法。这一阶段可开采原油地质储量的20%-30%。

三次采油阶段:针对一次、二次未能采出的剩余在油藏中的原油,向地层注入其他驱油剂或者引入其它能量来提高原油采收率的方法。

(3)按油田综合含水方法划分开发阶段:无水采油期(综合含水率小于2%)低含水采油期(综合含水率2%-40%)中含水采油期(综合含水率40%-80%)高含水采油期(综合含水率80%-90%)特高含水采油期(综合含水率90%以上)。

3.2自喷采油

定义:依靠油层本身的能量使由喷到地面

能量来源:井底油流具有足够的压力;随同原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。

自喷采油的四个环节:

油层渗流:原油从油层到井底

井筒流动:从井底沿着井筒上升到井口

油嘴节流:原油到井口之后通过油嘴的流动

地面管线流动:沿着地面管线到分离器,然后通过油气分离将油和天然气分开,分别计量后,原油进入储油罐以备输运,天然气进入集输管线或储运或使用。

3.3抽油机:

地面:抽油机 中间:抽油杆 地下:抽油泵

游梁式抽油机结构: 电机;减速箱;曲柄;连杆;游梁;平衡块;支架;驴头;制动器;悬绳器。

驴头将游梁前端往复圆弧运动,变为抽油杆垂直往复运动。

驴头目的:对中井口

常规型:支点在中间,动力在尾部 双驴头抽油机(变力臂,节能。); 前置式:支点在尾部,动力在中间

摆杆式游梁抽油机是采用曲柄--摆杆带动摇杆机构作往复直线运动的新结构抽油机,摆杆针对悬点上下冲程载荷大小的变化自行调整力矩,使减速器工作扭矩始终处于最佳状态,达到较游梁抽油机节能约50%的效果,是一种具有广阔发展前景的抽油机。

前置型: 减速箱在支架的前面,缩短了游梁的长度,减小了抽油机的规格尺寸,上、下冲程时间不等,从而降低了上冲程动载荷及减速箱的最大扭距和需要的电机功率。

变形:异相型、旋转驴头式、大轮式以及六杆式双游梁。提高冲程、节能及改善抽油机的结构特性和受力状态。

双驴头抽油机:与常规型游梁式抽油机相比,双驴头抽油机将游梁后臂改为变形圆弧形状的后驴头,使得原固定的四连杆机构,变为可变参数四连杆机构,在悬点载荷较大时,其游梁后臂长度较大,使曲柄轴扭矩不至于过大;悬点载荷较少时,其游梁后臂较少,使曲柄的载荷扭矩不至于过少,降低了扭矩峰值。由于双驴头抽油机具有变力臂、运行平稳、扭矩波

动小、起动容易、工作效率高、能耗低等优点,并且适用于中、低粘度原油和高含水原油的开采,因此其具有良好的推广应用前景。

常规游梁抽油机的缺点:

目前广泛采用的是常规型游梁式抽油机,它通常采用齿轮式减速器传动、电动机驱动、曲柄平衡或复合平衡、侧转式驴头等结构。数十年来,在机械采油中始终占据主要地位。但是,常规型游梁式抽油机及其他型式的游梁式抽油机,受其结构的限制,不易实现长冲程。此外,由于受其四连杆机构的限制,常规型游梁式抽油机平衡效果不佳、动载荷大、能耗大。

无游梁 :

为了减轻抽油机重量,扩大设备的使用范围以及改善其技术经济指标,特点多为长冲程低冲次,适合于深井和稠油井采油分为机械式无游梁抽油机和液压式无游梁抽油机。

机械式无游梁抽油机分为:链条式,曲柄连杆式。

无杆泵: 潜油电泵采油

潜油电泵全称为电动潜油离心泵,简称电泵,是重要的机械采油方法。 优点:排量大、自动化程度高

系统组成:

(1) 地面部分: 包括变压器、控制屏、接线盒和特殊井口装置等。

(2) 中间部分: 主要有油管和电缆。

(3) 井下部分: 主要有多级离心泵、油气分离器、潜油电机和保护器。

3.4气举采油

气举采油法 : 当油井不能自喷时,除采用前面介绍的人工举升方法外,还可以人为地把气体(天然气或空气)压入井底,使原油喷到地面的采油方法 。

优点:设备比较简单、管理调节较方便。在新井诱导油流及作业井的排液方面气举也有其优越性。

缺点:需压缩机和高压管线,地面系统设备复杂,投资大,气利用率低。

连续气举是将高压气体连续地注入井内,使其和地层流入井底的流体一同连续从井口喷出的气举方式。它适用于采油指数高和因井深造成井底压力较高的井。

间歇气举是将高压气间歇地注入井中,将地层流入井底的流体周期性地举升到地面的气举方式。间歇气举既可用于低产井,也可用于采油指数高、井底压力低,或者采油指数与井底压力都低的井。

3.5螺杆泵

螺杆泵是一种容积式旋转型水力机械。它是利用相互啮合的螺杆与衬套间容积的变化为流体增加能量的。螺杆泵常用于输送润滑油、密封油及油气混输等。

(1)螺杆泵在油田的应用

螺杆泵于1930 年发明后主要用于工业领域泵送粘稠液体,只是近20 年内 作为一种人工举升采油手段用于开采稠油和含砂原油。它是一种容积泵,特点是结构简单、尺寸小、重量轻,不会出现泵卡、气锁、被砂蜡垢等堵塞,不会形成乳化液。

螺杆泵是开采稠油和含砂原油的一种很好手段,其容积效率随原油粘度升高而升高,不象离心泵那样随原油粘度升高泵效急剧下降。目前,法国MAPE公司生产的螺杆泵可以在含砂量高达60%的井况下正常工作,系统效率在50%以上,比电潜螺杆泵高1倍以上,比普通螺杆泵高14%。

(2)螺杆泵的主要零部件

转子(螺杆):螺杆的任一断面都是半径为R的圆。整个螺杆的形状可以看成是由很多半径为R的薄圆盘组成,不过这些圆盘的中心O1分布在一条圆柱螺旋线上。该圆柱的半径为螺杆泵的偏心距离e、螺旋线的螺距为t。 定子(衬套):衬套的断面形状是由两个半径为R(等于螺杆断面的半径)的半圆和两个长度为4e的直线段组成的长圆形。衬套的内表面就是由很多个这样的断面所组成的导程为t(t=2e)的双头内螺旋面。衬套的旋向与螺杆的旋向是相同的。

(3)螺杆泵的工作原理:当螺杆转动时,螺杆—衬套副中靠近吸入端的第一个腔室的容积增加,形成负压,在压力差的作用下,液体被吸入第一个腔室。 随着螺杆的继续转动,工作腔容积不断增至最大后,该腔室形成封闭,以螺旋方式向排出端移动,并最终在排出端消失。同时在吸入端又形成新的密封腔。由于密封腔室的不断形成、推移和消失,使混合液通过一个一个密封腔室,从吸入端推挤到排出端,压力不断升高。

(4)螺杆泵的特点

由于螺杆泵的衬套由橡胶制成,螺杆与衬套间的相对运动为滚动加滑动,为高粘、高含砂、高含气原油的输送创造了有利的条件,加之螺杆泵的运动件少,过流面积大,油流扰动小,使其能在高粘原油中高效工作。

由于密封腔室的推移速度是恒定的,理论上螺杆泵的流量是非常均匀的,不存在流量波动。

(5)螺杆泵的种类

按其螺杆数目的不同,可分为单螺杆、双螺杆、三螺杆和五螺杆等;按其螺杆螺距可分为长、中、短螺距三种;按其结构型式可分为卧式、立式、法兰式和侧挂式等。在油田所用的螺杆式油气混输泵中,以单螺杆泵和双螺杆泵为主。

海洋石油装备

3.6钻井平台的分类

钻井平台从近海到深海,主要可以分为座底式,自升式,半潜式等 钻井原理

目前,世界各国普遍采用的钻井方法是旋转钻井法。即利用钻头旋转破碎岩石,形成井身;利用钻杆将钻头送到井底;利用大钩、游车、天车、

绞车起下钻杆柱;利用转盘或顶部驱动装置带动钻头、钻杆旋转;利用钻井泵输送高压钻井液,带出井底岩屑。

3.6.1钻井系统

现代钻井是一套大型的综合型机组,整套钻机是由动力与传动系统、工作系统、控制系统、辅助系统等若干系统和相应的设备所组成。

该系统主要由以下子系统组成:

旋转系统:由转盘、水龙头、钻杆及钻头组成;循环系统:由钻井泵、地面高压管汇、钻井液净化设备和钻井液调配装置(固控设备)等;起升系统:由钻井绞车、辅助刹车、游动系统(钢丝绳、天车、滑车)、大钩和井架组成;动力驱动系统;传动系统;控制系统和检测显示仪表;钻机底座;辅助设备。

3.6.2钻井工艺与装备

钻井就是利用钻机设备及破岩工具破碎地层形成井筒的工艺过程,目地是进行地质评价、发现油气藏、开发油气藏。施工工序:钻进→洗井 →接单根 →起下钻 →完钻。

3.6.3钻机类型及组成

类型:根据钻井深度分为浅井钻机、中深井钻机、深井钻机,根据驱动方式分为机械驱动钻机、电驱动钻机,根据搬迁方式分为撬装钻机和车装钻机。

组成:石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。一般有八大系统(起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统),具备起下钻能力、旋转钻进能力、循环洗井能力。

3.7电驱动钻机类型及特点

类型:电驱动钻机包括直流电机驱动和交流变频电机驱动两种形式。 电驱动钻机具有传动柔和、调速性能好、操作方便灵活、模块体积小、安装移运方便、可靠性高、噪音小、污染小、节能等特点。

直流电机驱动:直流电动钻机是采用AC-SCR-DC方式,将柴油发电机组并网发出的电力通过SCR可控硅整流后驱动直流电机。

交流变频电机驱动:交流变频钻机则是采用AC-VFD-AC方式,通过VFD电传动控制系统将柴油发电机组所发出的电力变为变频可调的电流,采用交流变频器驱动无碳刷交流变频电机。

3.8绞车结构及原理

绞车是钻机的起升设备,主要用于起下钻具、下套管,控制钻压、送进钻具及起放井架等功能。一般包括滚筒轴、猫头轴、传动制动机构、润滑机构及壳体等组成,按轴娄分为单轴、双轴、三轴及多轴绞车,按滚筒数分为单滚筒和多滚筒绞车。

3.9钻井泵结构及原理

钻井泵多为卧式三缸单作用往复式活塞泵,由动力端总成、液力端总成和各部位的润滑系统及冷却系统组成。由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲

轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。

(1)钻井泵工作原理

动力端通过皮带(或链条、万向轴)带动泵的主轴旋转,再通过曲柄连杆机构使活塞向右移动,缸内形成负压,上水池内的液体在大气压力作用下,顶开吸入阀进入缸内,直到活塞移到最右边位置完成吸入过程。活塞开始向左移动,缸内液体受到活塞的挤压而压力升高,吸入阀被关闭,排出阀被顶开,液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇,完成排出过程。

(2)离心泵结构及原理

离心泵就是通过旋转叶轮的动能产生流量,使液体流动。离心泵的基本构造是由六部分组成的,分别是:叶轮,泵体,泵轴,轴承,密封环,填料函。离心泵的效率取决于该叶轮的性能。离心泵与活塞泵相比,具有转速高,体积小,流量大,结构简单的特点;但泵压相对较低等,液体粘度对泵性能影响大,只能用于粘度近似于水的液体。

(3)钻井液固控系统及机具

概念:钻井液固相控制就是要清除钻井液中的有害固相,保存有用固相,以满足钻井工艺对钻井液性能的要求。钻井液固相控制系统就是所有用于钻井液固相控制设备的总称。

作用:防止油气通道堵塞、破坏,降低钻井扭矩和摩阻,降低环空抽吸的压力波动,提高钻井速度,延长钻头寿命,减轻设备的磨损等。

方法:常用的有稀释法、替代法、机械方法、化学方法等四种。机械方法是通过机械设备利用筛分、离心分离、重力分离等原理,将钻井液中的固相成分按颗粒、密度大小不同而分离开,以达到控制固相的目的。 小结:

今天实习的主要内容是采油工艺与设备,这是我们第一次如此系统的进行采油方面知识的学习,由于采油工序存在地下工作,所以在我心里一直有种神秘的感觉,通过老师辛苦的讲解和PPT形象的解释,不仅是对以前知识的总结也为我解开了这种神秘的感觉,同时也为以后的实践实习打下了很好的基础。

4.大庆油田建设发展史认识学习

油田自19xx年投入开发建设,累计探明石油地质储量56.7亿吨,累计生产原油18.21亿吨,占同期全国陆上石油总产量的47%;探明天然气地质储量548.2亿立方米,上缴各种资金并承担原油价差1万多亿元,特别是原油5500万吨连续27年高产稳产,创造了世界油田开发史上的奇迹。

大庆油田有限责任公司是中国石油天然气股份有限公司的全资子公司,是以石油天然气勘探开发为主营业务的国有控股特大型企业。19xx年底,大庆油田重组改制、分开分立。20xx年1月1日,大庆油田有限责任公司正式注册成立,并随中国石油天然气股份有限公司在美国和香港上市。注册资本475亿元,现资产总额1089亿元,员工总数90427人。公司成立

六年来,累计生产原油2.94亿吨,天然气130亿立方米,年均油气当量保持在5000万吨以上;实现销售收入5840亿元,利税总额4795亿元,连年荣登中国纳税百强企业榜首。19xx年9月26日16时许,在松嫩平原上一个叫大同的小镇附近,从一座名为“松基三井 ”的油井里喷射出的黑色油流改写了中国石油工业的历史:松辽盆地发现了世界级的特大砂岩油田!当时正值国庆10周年之际,时任黑龙江省委书记的欧阳钦提议将大同改为大庆,将大庆油田作为一份特殊的厚礼献给成立10周年的新中国。“大庆”,这个源于石油、取之国庆的名字,从此叫响全国,传扬世界。

小结

今天实习的主要内容是大庆油田建设发展史认知学习,今天的学习与认知为我揭开了大庆神秘的面纱,大庆油田发展到今天已经走过52年岁月,在这52年里,大庆带给了我们一个又一个惊喜,创造了一个又一个的记录,大庆为我们的祖国做出了巨大的贡献,在这些耀眼的贡献下大庆不仅是大庆人民的骄傲也是中国人民的骄傲。

5、总结

前一阶段的实习已经告一段落,在老师和工厂技术人员的带领下看到了很多也学到了很多。让我对原先在课本上许多不很明白的东西在实践观察中有了新的领悟和认识。通过这些天的认识学习,是我对钻井、采油、油气集输都有了一些新的认识与了解。通过钻井知识的学习,知道了钻机的八大系统以及七个大的部件,还有各个系统的工作原理;通过对采油知识的学习,我知道了采油的过程和抽油机的结构,工作原理;通过对油气集输的知识的学习,我知道了油气集输的概念和研究对象。还知道了油气集输的主要环节,“三脱”、“三回收”的内容。在钻井1205对的学习,我知道了他们的队史和铁人精神,在以后的学习中,我也会秉承铁人精神,为国家做出应有的贡献。

东北石油大学暑期实习报告

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