第一章設計井下工具_pdf(共14頁)

1、第一章設計(shj)井下工具一、學習(xux)目標能根據(jù)工具設計(shj)的原則及所掌握的井下工具的原理、工藝技術及現(xiàn)場實際落物情況，設計并繪制出簡單合理的修井工具。二、使用工具(1)測量工具：游標卡尺、外徑千分尺(螺旋測微器)、外卡鉗、內卡鉗、鋼板尺、盒尺。(2)制圖工具：三角板、圓規(guī)、丁字尺、繪圖儀等。三、操作步驟(一)工具設計的基本步驟(1)根據(jù)井下落魚的具體情況，收集相關的技術數(shù)據(jù)資料，進行分析計算，構思井下工具每個動作的工作原理和結構，并繪制草圖(方案圖)。(2)進行必要的方案技術論證和有關技術數(shù)據(jù)的計算。(3)按有關方案技術數(shù)據(jù)計算和方案技術論證結果繪制總裝圖。(4)按總裝圖地面模

2、擬事故處理，是否達到技術論證的效果。(5)按各零部件圖的結構尺寸及工藝要求審核井下工具設計的正確性，即工作原理是否正確，結構是否合理，加工是否可行。(6)對各零部件草圖進行標準化審核，畫出正規(guī)的加工圖(急需件可不畫正規(guī)圖)。(7)技術要求：強度計算要準確無誤。方案論證要可靠。圖面要清潔，各種線條要符合國標。(8)工具設計的依據(jù)魚頂上部有活動落魚，采用常規(guī)打撈工具無效，活動落魚大體有兩種類型：(1)活動落魚的形狀長大于套管內徑，寬大于魚頂內腔，是金屬片狀，一般情況是偏斜形狀在套管內，個別的底端插入落魚同套管的環(huán)形空間，呈傾斜狀； (2)另一種是落魚小于套管內徑，大于魚頂內腔，呈現(xiàn)的情況不同，有不

3、規(guī)則片狀，有扁圓形物并帶一定尺寸的中心孔，還有形狀各異不規(guī)則的物件等。這樣給常規(guī)打撈帶來一定的困難，若磨銑又壓不住，必須撈出魚頂上的活動落魚才能進行下道工序，往往需設計急需要的簡單化工具處理。(1)活動落魚魚長大于套管內徑，寬大于魚頂內腔，于是金屬片狀的打撈工具設計主要原則為沒計能夠靠自然擠壓和彈性擠壓方法進行打撈的打撈筒類工具。(2)落魚小于套管內徑大于魚頂內腔，是不規(guī)則片狀，扁圓形帶一定尺寸的中心孔，形狀不規(guī)則的物件的打撈工具設計，應優(yōu)先選擇設計帶有對前一種孔采用中心彈性(tnxng)收縮打撈筒；不規(guī)則物件采用(ciyng)內彈性擠壓打撈筒。同規(guī)格多數(shù)量活動(hu dng)落魚的打撈工具設

4、計。例如：管式帶襯套的泵在泵底閥上部外筒提斷，泵筒內長 150mm襯套 22個，落入井內在井下呈斜狀、傾斜狀、傾斜微立狀、下立狀、總體有的接觸在套管內。采用虎口式打撈筒多次打撈無效，根據(jù)井下的具體情況設計打撈鉤式工具。此打撈鉤沒計可單鉤、雙鉤、多桿長短不齊鉤的方向可多向鉤。技術要求鉤桿的材質彈性要好，尤脆性，鉤的開口直徑等于或略大于襯套的內徑，鉤長不能大于 50mm。打撈的效果是比較理想的。根據(jù)落物的幾何圖形，內外的具體幾何尺寸進行設計簡單急需不常規(guī)用井下打撈工具。首先畫出井下落物的實際現(xiàn)狀，根據(jù)實物設想構思打撈工具的幾何圖形，再以落物的幾何尺寸考慮打撈工具的工作原理結構尺寸，并繪制成 1：1

5、的草圖。然后進行強度計算，選好所需的材料，最后進行草圖模擬工作，認真分析上作原理是否正確及每個動作是否符合構思的理想要求。在結構合理的情況下，還要考慮加仁是否可行，達到最佳的打撈工具設計，提高打撈作業(yè)施工效率。(三)設計效果分析對異常井下落物打撈工具設計的合理，必須遵照在不成功的前提下不能破壞落魚的幾何形狀，不能使井下工具在實施時交卡，造成較復雜的井下事故。對于活動落魚長大于套管內徑，寬大于魚頂內徑，是金屬片狀的打撈工具的設汁分析。該井為 3400m復合套管完井，上部為 1778mm套管、下部為 1397mm套管完井，實施打撈前該井管柱為負壓射孔管柱，下部為 73mm油管連接射孔槍身，上部為

6、889mm油管。巾于操作不當產(chǎn)生油管落井，造成 889mm油管接箍卡在 1397mm套管的頂部，在大力解卡時將下部油管提脫造成油管彈跳，起出油管發(fā)現(xiàn)脫開油管下部(外螺紋部分)造成撕裂，呈條狀二塊，長 420360mm，寬大于 62mm。鉛模打印落實魚頂為 889mm油管接箍，無其他落物印痕，決定下滑塊打撈矛倒起管。起出 1397mm套管以上油管后，再下滑塊打撈矛，經(jīng)多次作業(yè)滑塊打撈矛不入魚腔，進行鉛摸打印落實魚頂，印痕一個為長 15nlm寬為 7mm；另一個為長 74mm寬為 79mm，二個印痕較明顯的集中在鉛模的中心部位，近似于對頂角的幾何圖形。經(jīng)分析認為二塊呈條狀金屬落在最下根 889mm

7、油管接箍的外邊，也就是 1397mm和 1778mm套管的連接部位，因該部位是反向喇叭口有一定的環(huán)形空間，同時也證明最末一根 889mm油管接箍沒有完全進入 1397mm套管內。分析后采用常規(guī)的打撈筒進行打撈不容易引進去，即使引進去也卡不住，反而破壞了魚頂，給下步打撈帶來較大的困難。決定設計彈性充填擠壓打撈筒，地面模擬效果理想，采用 168mm薄壁套管做工作筒，用1.824mm清蠟鋼絲做充填物。因為 168mm套管外壁近似于落物直立時外徑，尤其是落物在井內呈對頂角形，當落物接近打撈筒時，首先對頂角部位以進入打撈筒內的網(wǎng)狀充填物內，當打撈筒繼續(xù)下?lián)茣r(在喇叭口環(huán)形空間內)將金屬片校直，在井下形成

8、傾斜角，丘提時不產(chǎn)生刮碰，金屬片在打撈筒內受鋼絲的彈性擠壓，下部又無傾斜角不產(chǎn)生刮碰，打撈一次成功。在處理井下事故時，對井下落魚情況不清，不可盲目的進行處理。對井下落魚情況搞清楚后常規(guī)的打撈工具又解決不了問題，必須要認真地研究，以設計實用的打撈工具為主。打撈工具設計加工后，要制定嚴密的操作程序，直接操作者必須嚴格地按操作程序中所提到的注意事項執(zhí)行，否則會直接影響打撈施工的成功率，嚴重的會破壞井下魚頂造成較復雜的井下事故。有些設計的簡單打撈工具在使用時做好操作程序的交底工作，這部分打撈工具往往不需要較大的鉆壓。如彈性充填物擠壓(j y)打撈筒。將落物引入后鉆壓在 5lOkN就可安全滿足(mnz)

9、打撈的施工要求，但鉆壓一旦(ydn)超過 lOkN以上往往會將彈性充填物擠壞變形，有的甚至將彈性充填物破壞起不到彈性擠壓的作用。所以設計出較理想的打撈工具必須要有嚴格的實施操作程序和注意事項，否則會出現(xiàn)不應有的麻煩，給下步制定措施帶來較大的困難。四、技術要求在接到一項設汁任務后，先做以下工作后方可進行打撈工具的設計。首先應該了解以下幾方面的情況：(1)該井的井況，其中包括井身結構、鉆井、完井和套管內徑等資料。(2)調查形成落物原因和有無早期落物，分析落物井下狀態(tài)及有無砂埋等情況。(3)在落物井下狀態(tài)不清楚的情況下，應下鉛模打印。(4)井內管柱狀態(tài)和結構、井中各層的生產(chǎn)狀況(主要包括出砂情況、漏

10、失情況、油氣層壓力情況等)。其次是對落物原因、遇卡原因、落物在井內狀況有一定的相對、客觀的判斷，能夠對遇卡原因或井內落物的狀態(tài)有一初步的分析和認定。這樣為正確判斷和指導處理井內落物或遇卡管柱提供了客觀基礎，通過分析、討論，產(chǎn)生一套完整、切實可行的處理方案。(1)根據(jù)處理方案或處理意見選擇打撈工具。盡可能選用標準的、現(xiàn)成的打撈工具，這樣可為打撈工作節(jié)省大量的、寶貴的作業(yè)時間和作業(yè)成本。如果無現(xiàn)成的標準打撈工具可選，則必須設計一些非標準的打撈工具，以滿足施工需求。(2)根據(jù)打撈處理方案或處理意見確定打撈方式，即采用軟撈還是硬撈。根據(jù)打撈方式確定打撈工具的連接形式和工具的操作方式，確定打撈工具的連接

11、螺紋或其他連接型式。在設計打撈工具時，應首先結合打撈處理意見，構思打撈工具所能實現(xiàn)的功能和服務形式，即打撈工具的工作原理和操作方法。工具的工作原理和操作方法應符合現(xiàn)場實際設備和操作環(huán)境的要求，且實現(xiàn)的方法越簡單越好。(3)針對形成的打撈工具的工作原理和操作方法進行可行性分析、校正。即根據(jù)具體實際井況分析，確定打撈工具和打撈處理意見對打撈工具的要求之間的差別和改進措施。(4)依據(jù)打撈工具的工作原理和連接方式確定打撈工具的總裝圖(或工作原理圖)。在設計總裝圖時，應使工具實現(xiàn)的功能盡量滿足打撈處理意見的要求?，F(xiàn)場操作盡可能簡單和適應現(xiàn)場設備的實際情況。但對于打撈處理意見所要求的關鍵性的功能不能實現(xiàn)的

12、，則必須重新修改打撈工具的設計構想和工具的設計結構，使之滿足打撈處理意見的要求。根據(jù)實際的井身結構、打撈工具的工作原理圖(或總裝圖)，確定打撈工具的外形尺寸(包括最大外徑、最小內徑、連接螺紋等)。(5)拆畫打撈工具的零件圖，確定零件具體尺寸、材料，進行零件強度的校核，若零件的強度不能滿足要求，則需修改零件的尺寸或選用強度更高的材料，使之滿足打撈強度要求。同時，還必須修改與其相關的零件的尺寸，防止零件尺寸間的沖突。在完成所有的零件圖后，要求重新按比例畫出打撈工具的總裝圖，在畫總裝圖的過程中，可以校驗各零件尺寸的相關性和合理性。工具總裝圖完成后，分析其運動原理和操作方法是否滿足打撈處理方案或打撈處

13、理意見的要求。(6)工具的設計完成后，交相關部門、領導審核、審批，待得到批準后，送機械廠進行加工生產(chǎn)。加工前，與機械廠加工工藝人員討論零件工藝的合理性。必要時，可修改零件的結構形式，以滿足加工工藝的要求。加工完成后，將各零件組裝在一起，在地面進行模擬打撈試驗，檢驗工具的各項性能指標和操作(cozu)的靈活性。如果有問題，必須進行整改，滿足設計要求。否則，堅決不能下井，避免造成(zo chn)事故的復雜化。(7)組織現(xiàn)場(xinchng)實施，工具入井前，對修井隊技術員、作業(yè)工交底，說明工具的工作原理和操作方法及其注意事項。同時井口要有相應的防噴措施、防掉落物的措施。根據(jù)實際情況，備足相應的修井

14、工作液。接近魚頂，指揮協(xié)調打撈工作。針對打撈結果和撈出的落魚，分析井內殘余落魚的情況，根據(jù)情況，選擇適當?shù)拇驌乒ぞ摺Ｈ魺o合適的工具，則需重新設計打撈工具以適合打撈工作的要求?？傊槍Σ煌聂~頭選擇不同的打撈工具，若無現(xiàn)成的打撈工具可用，則必須設計相應功能的工具，以滿足打撈工作的需求，直至將落魚處理完畢。設計打撈工具時，應考慮如下幾個問題：(1)打撈工具下人方法(工具的連接方式)；(1)打撈工具的可退性(工具使用的安全性，避免事故復雜化)；(3)打撈工具操作的安全性(工具的強度問題)；(4)打撈工具的可操作性(操作應簡單可靠，便于現(xiàn)場應用)；(5)打撈工具盡可能設計有循環(huán)通道(便于洗、壓井作業(yè)

15、)；(6)打撈工具與現(xiàn)有工具的匹配性(便于工具的相互組合)；(7)打撈作業(yè)不改變原井身結構。五、相關知識井下工具的設計是生產(chǎn)準備工作的重要組成部分，主要內容包括：確定井下工具的用途、結構、規(guī)格、工具加工所需要的材料，以及工具應達到的技術經(jīng)濟指標等。(一)井下工具設計的原則設計井下工具是井下工具開發(fā)的一個重要環(huán)節(jié)，對井下工具的質量有重大影響，據(jù)統(tǒng)計，井下作業(yè)約有三分之一的質量事故是由于井下工具設計不合理造成的。所以進行井下工具設計必須遵守以下原則：1滿足需要的原則設計的井下工具應是今后生產(chǎn)技術需要的，工具的性能應能最大限度地滿足生產(chǎn)技術要求，應在調查、分析和生產(chǎn)需求的基礎上確定是否應進行該井下工

16、具的設計，怎樣進行設計，設計的井下工具應具備哪些性能等。2經(jīng)濟合理性經(jīng)濟合理是指所設計的井下工具應成本低，質量好，使用方便。3可靠性原則指的是在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內，設計的工具能完成規(guī)定所需求的能力。4最優(yōu)化原則指定設計目標后，用優(yōu)化設計方法，從若干可行方案中找到盡可能完善的方案。5標準化原則是指設計的工具(產(chǎn)品)的規(guī)格、參數(shù)應盡量符合國家標準(行業(yè)標準)的指標，主要零部件應能最大限度的與同類工具的零部件通用、互換，成系列發(fā)展，以便用較少的品種、規(guī)格、滿足生產(chǎn)技術(用戶)的需要。6安全性原則(yunz)安全性原則有三方面的含義：一是保證(bozhng)產(chǎn)品使用者的安全；二是保證產(chǎn)品本身的安

17、全；三是要保證其對周圍環(huán)境無危害，應考慮(kol)以下 4個方面的問題：(1)技術上要采取安全措施；(2)最大限度地減少工人操作時的體力消耗；(3)努力改善操作者的工作環(huán)境；(4)規(guī)定嚴格的使用條件和特定的使用程序。7人機工程學原則(1)人如何與系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)協(xié)調；(2)怎樣充分發(fā)揮操作者的主觀能動性；(3)按操作者和設備(工具)的自然聯(lián)系合理地選擇信息，顯示裝置和操縱機構。8提高價值原則指在產(chǎn)品(工具)的使用壽命周期內，用最低的成本實現(xiàn)產(chǎn)品(工具)的必要功能。(1)產(chǎn)品成品保持不變，功能提高；(2)產(chǎn)品功能不變，成本降低；(3)既提高產(chǎn)品(工具)的功能，又降低產(chǎn)品成本；(4)產(chǎn)品成本略有提高

18、，但產(chǎn)品功能大為改善；(5)產(chǎn)品功能略有下降，但產(chǎn)品成本大幅度下降。(二)急需臨時(一次性)井下工具設計原則在實際生產(chǎn)實踐中，井下作業(yè)施工在處理事故時，往往意想不到的井下情況隨時發(fā)生，使用常規(guī)的井下工具處理是難以解決的。這就需要針對井下發(fā)生的實際情況，設計出有針對性處理事故的工具。所以，井下工具設計基本分兩種形式，一種是通用常規(guī)穩(wěn)定型，另一種是井下事故處理急需臨時型(針對井下實際情況加工工具只能使用一次)。對于井下工具的設計是對癥下藥方式，對這樣簡單化的工具設計必須遵照以下原則：(1)搞清該井各項地質、工程完井及近期井下施工作業(yè)資料數(shù)據(jù)。(2)落實井下產(chǎn)生事故的基本原因，對有關施工數(shù)據(jù)進行技術

19、數(shù)理分析。(3)落實井下事故的具體現(xiàn)狀或物件的名稱，及形狀，進行詳細分析，檢查核對有關圖紙及技術數(shù)據(jù)(零部件的材料，產(chǎn)生的幾何圖形，內外尺寸，目前在井下處的位置形狀等)。(4)確定工具的設計方案，根據(jù)掌握的井下具體現(xiàn)狀，要求采用 l：I的比例畫法，針對井下落物及設計的工具進行地面模擬處理，是否達到井下處理事故處理的可靠性，安全性。(5)制定該工具的規(guī)定使用條件和特定使用程序，同時制定操作時的安全注意事項。(三)工具設計相關計算方法1管體抗拉載荷計算金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱為強度。金屬材料的強度是通過屈服極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強度指標來反映的。在外力作用下工作的零件或構

20、件，強度是選用金屬材料的重要依據(jù)。管體抗拉強度是使管體鋼材在達到最小屈服強度時，在拉斷前所承受的最大拉力，稱為抗拉載荷。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗大量塑性變形和破壞的能力。油管的抗拉載荷計算以屈服極限作為主要依據(jù)。危險斷面的選擇：平式油管在螺紋處，加厚油管在本體。計算公式如下：(1)平式油管抗拉載荷(zi h)的計算公式：平式油管的薄弱環(huán)節(jié)是螺紋(luwn)根部，于是計算最后一完整螺紋根部的抗拉載荷為平式油管抗拉載荷，為螺紋根部的截面積乘以管體的屈服(qf)強度。最后一完整螺紋根部截面積= (D 2h)2 d 244 (D 2 2h 2) d 2 于是Pr平 =(8l1)(2)加厚油管抗拉

21、強度汁算公式：Pr加 = (D 2 d 2)(812)4兩式中：Pr平-平式油管抗拉載荷，kN；Pr加加厚油管抗拉載荷，kN；D-油管的外徑，cm；d-油管的內徑，om； s 鋼材的屈服強度(取最小值)，kNcm；h油管螺紋高度(10牙in=1412mm=01412cm)。計算平式油管抗拉載荷時(屈服強度最好選兩個值，最小值和平均值)，分別計算螺紋根部和管體兩個值綜合性考慮(處理事故時)。例題：某井井深 287218m，探得落魚的魚頂深度為 249328m，為井下工具卡。采用原井2)in平式油管打撈，油管材質為 J55，J55材質最小屈服極限為 3790kNcm2(平均屈服極限為4479kNc

22、m2)。試訓算在什么安全范圍內進行活動打撈?(油管螺紋齒高 A二 0141cm)根據(jù)題意需求二個數(shù)值供我們處理事故參考，第一求出油管螺紋和最后一個完整螺紋根部的截面積，它是受力的危險點，先把危險點受抗拉力求出；第二求出油管本體的受抗拉力。解：已知油管的外徑 D=73mm=73cm；內徑 d=62mm=62cmJ5材質屈服限值 s =3790kNcm2(平均屈服極限是 4479kNcm2)，h=0141cm。Pj管體 = (D d)224(1)(2)Pj體 = 37.9 (7.32 6.22)4= 441.81kNPj平 = 44.79 (7.3 6.2)224= 518.89kN利用公式： P

23、j扣 = (D 2h 2) d 224Pj扣 = 37.9 (7.3 2 0.141)2 6.224= 322.49kNPj扣平 = 44.79 (7.3 2 0.141)2 6.224= 381.13kN打撈活動(hu dng)范圍在 380 450kN比較安全，但可根據(jù)現(xiàn)場具體情況，逐步地增加拉力(ll)活動，控制(kngzh)在 500kN以內為佳。N = KH2鉆桿允許扭轉圈數(shù)計算 K = 100 0.5 sGSD式中N-允許扭轉圈數(shù)，圈；K-扭轉系數(shù)，圈m；H-卡點深度，叫 s鋼材屈服強度，kNcm2；G-鋼材剪切彈性系數(shù)(=8x103kNcm2)；S-安全系數(shù)(=15)；D-鉆桿外

24、徑，cm。例：某井用國家D55(DZ55)級鋼品 27/8in鉆桿處理解卡，卡點深度 1810m，決定倒扣套銑，求倒扣時允許扭轉圈數(shù)。鉆桿扭轉系數(shù)見表 811所示。解：已知：D55的 K=000999，H=1810m根據(jù)公式：N=KH=O00999x1810=180819圈18圈3抗扭強度的計算(1)管體抗扭強度計算公式：M s = 102 t p p = D 2 d 216D式中Ms管材(un ci)的抗扭強度，kNm； t鋼材抗扭屈服(qf)強度(=057730 t )kNcm2； p -管體極切面(qimin)模數(shù)，cm3；D-管的外徑，cm；d管的內徑，cm。例：某井采用原井管柱(國產(chǎn)

25、DZ55級鋼的中73mm油管)處理解卡，卡點的深度為1576m，處理事故時管的抗扭力控制在多少? t = 0.577355.00 = 31.7515kN /cm2 D 2 d2解：已知： p = 16 =0.196186.6014 = 36.574cm3DD = 7.3cmd = 6.2cm根據(jù)公式： M s = 102 t p = 102 31.751536.574 11.61279kN cm = 1161.279kN mM = 102 t pD 2d 2(2)接箍的抗扭強度計算： p =16DD0 = DG h Z式中Do-外螺紋基面根部直徑，cm；DG基面節(jié)徑，cm；h螺紋高度，cm；Z

26、-螺紋配合間隙，cm。鉆采管材鋼級的物理機械性能對照如表 81-2、表 81-3所示。4設計簡單的井下工具(gngj)要求(1)功能(gngnng)滿足要求，效率高；(2)便于(biny)使用，維護和修理；(3)容易制造，維護和修理；(4)結構簡單，工作可靠，壽命長；(5)減輕體力勞動，操作安全，對環(huán)境不產(chǎn)生污染及影響：(6)總體布置勻稱緊湊。(四)井下完井工程的技術工藝發(fā)展趨勢井下的技術工藝，是井下維修作業(yè)保證不污染油層的重要環(huán)節(jié)之一。目前投人的開發(fā)井完井方式有多種類型，但都有其各自的適用條件和局限性，只有根據(jù)油氣藏類型和油氣層的特性去選擇最合適的完井方式，才能有效的開發(fā)油氣田，延長油氣井的

27、開采壽命和提高經(jīng)濟效益。合理的開采完井方式應該力求滿足以下要求：(1)油氣層和井筒之間保持最佳的連通條件，油氣層所受的損害最小。(2)油氣層和井筒之間應具有盡可能大的滲流面積，油、氣人井的阻力最小。(3)應能有效地封隔油、氣、水層，防止氣竄或水竄，防止層間干擾。(4)應能有效地控制油層出砂，防止井壁坍塌，確保油井長期生產(chǎn)。(5)應具備分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層措施以及便于人工舉升和井下作業(yè)等條件。(6)稠油開采能達到注蒸氣熱采的要求。(7)油田開發(fā)后期具備側鉆的條件。(8)施工工藝簡便，成本較低。近年來石油工作者在不少領域中應用了新工藝，新技術，為此加深丁油氣層層內的微觀認識，而采取

28、了保護油層的措施。與此同時，采用丁不同方式完井，從而提高了油氣井完善程度。由于這兩個方面的技術進步，其結果是提高了油氣井的產(chǎn)量。完井工程不僅僅是下套管注水泥固井，而是與油氣井產(chǎn)能的提高很有關系，這是現(xiàn)代完井工程的新概念，從而拓寬了完井范疇。1完井工程(gngchng)定義完井工程是銜接鉆井和采油工程而又相對獨立的工程，是從鉆開油層(yucng)開始，到下套管、注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液、直至(zhzh)投產(chǎn)的一項系統(tǒng)工程。2完井工程的理論基礎(1)通過對汕、氣、層的研究以及對油、氣層潛在傷害的評價，要求從鉆開油層開始到投產(chǎn)每一道工序都要保護油、氣層，盡可能減少對儲層的傷害，形成油、氣層

29、與井筒之間的良好的連通；以保證油、氣層發(fā)揮其最大產(chǎn)能。(2)通過節(jié)點分析，充分利用油、氣層能量，優(yōu)化壓力系統(tǒng)，并根據(jù)油藏工程和油田開發(fā)全過程特點以及開發(fā)過程中所采取的各項措施，來選擇完井方式及方法和選定套管直徑，為科學地開發(fā)油田提供必要的條件。3完井工程的內容(1)巖心分析及敏感性分析。(2)鉆開油層的鉆井液。(3)完井方式及方法。(4)油管及生產(chǎn)套管的選定尺寸。(5)生產(chǎn)套管設計。(6)注水泥設計。(7)固井質量評價。(8)射L完井液選擇。(9)完井的試井評價。(10)完井生產(chǎn)管柱。(11)投產(chǎn)措施。從油田開發(fā)的宏觀出發(fā)，立足油藏工程，近遠期結合，按完井工程系統(tǒng)的要求，將鉆井、完井、采油工程

30、有機地聯(lián)系起來，而不是用完井工程去代替鉆井和采油工程，還需要鉆井、完井、采油工程搞好各自的工作。在高科技時代的今天，各項工程都是互相滲透而又共同發(fā)展的。當前提出完井工程概念和形成完井工程系統(tǒng)，其目的如下：(1)盡可能減少對油氣層的損害，使油氣層自然產(chǎn)能能更好地發(fā)揮。(2)提供必要條件來調節(jié)生產(chǎn)壓差，從而提高單井產(chǎn)量。(3)有利于提高儲量的動用程度。4)為采用不同的采油工藝技術措施提供必要的條件。(5)有利于保護套管、油管，減少井下作業(yè)工作量，延長油氣井壽命。(6)近期與遠期相結合，盡可能做到最低的投資和最少的操作費用，有利于提高綜合經(jīng)濟效益。4完井工藝技術管柱研究油井套管射井后，下人完井管柱使

31、生產(chǎn)井或注入井開始正常生產(chǎn)是完井工程的最后一個環(huán)節(jié)。生產(chǎn)管柱設計的合理性直接關系到生產(chǎn)井或注入井投產(chǎn)后能否正常生產(chǎn)。這就需要對生產(chǎn)井和注入井的生產(chǎn)管柱的結構、適用范圍、設計的原則及技術要求進行系統(tǒng)研究。從油井的開采完井類型大體可分為：天然能量白噴完井管柱、有桿泵井完井管柱、水力活塞泵完井管柱、潛油電泵完井管柱和氣舉井完井管柱。1)天然能量白噴完井管柱自噴井的初期完井管柱，可研究(ynji)下人不壓井完井作業(yè)管柱，町減少作業(yè)對油層的損害，這種管柱包括懸掛器、伸縮補償器、滑套、限位插入式密封(mfng)總成、封隔器、井下活門 (單流閥)等。作業(yè)時，在密閉(mb)壓力系統(tǒng)中將第一根油管起出到井下活門

32、以上，井下活門當即關閉，此時已與井下壓力系統(tǒng)隔開，即可在不壓井的情況下作業(yè)。油井一旦停噴抽油或采用其他機械開采也不受井下完井管柱的影響。2)有桿泵井完井管柱有桿泵井的完井管柱比較復雜，有桿泵井受砂、蠟、水的影響和多層合采的影響，在研究完井工藝技術管柱時應分項進行。首先第一條必須滿足不污染油層，作業(yè)簡單操作方便。對低液面增大生產(chǎn)壓差的完井管柱研究和控制地層砂流入井筒內并隨時可在井下對防砂工具進行清洗完井管柱研究，主要解決以最快速度沖砂減少對油層的嚴重污染。(五)采油工藝發(fā)展趨勢l目前國內采油工藝現(xiàn)狀根據(jù)油藏的地質特性來分，可分為稀油、稠油、特超稠油、高凝油開采。稀油井的開采主要受砂、蠟、水的影響

33、；稠油或特超稠油井受蒸汽吞吐和出砂比較嚴重的影響；高凝油井受熱力補償和砂的影響。如何提高單井產(chǎn)量，排除油井的影響要在完井的技術工藝進行專項的系統(tǒng)研究，取得較可靠的工藝開采技術才能保證油井旺盛平穩(wěn)產(chǎn)能。1)稀油井工藝現(xiàn)狀(1)自噴井管柱：自噴井標準管柱；自噴井的封下采上管柱；自噴井的封上采下管柱；自噴井的封上下采中間管柱；自噴井同層大段封下采上管柱；氣舉管柱。(2)有桿泵工藝技術完井管柱：有桿泵標準管柱；封下采上管柱；封上采下管柱；封上下采中間管柱；電熱桿管柱；空心抽油桿熱洗管柱；尼龍刮蠟器管柱；磁防蠟管柱；化學固體防蠟管柱；接力泵管柱；11桿式泵管柱；12環(huán)空測試管柱(偏心井口)；13井下電加

34、熱器管柱；14井下油管電熱帶管柱；15封中間采上下管柱；16不壓井作業(yè)(zuy)管柱；17深抽井管柱；18大泵完井管柱。(3)其他機械采油(ci yu)工藝完井管柱：電潛泵完井管柱；水力(shul)活塞泵管柱；螺桿泵管柱。2)稠油井工藝現(xiàn)狀(稠油有桿泵開采同稀油有桿泵工藝技術完井)(1)稠油井標準注汽管柱；(2)分層注汽管柱；(3)防砂注汽管柱；(4)堵水注汽管柱。3)增產(chǎn)措施施工工藝技術(1)壓裂標準管柱；(2)分層壓裂管柱；(3)酸化標準管柱；(4)分層酸化管柱；(5)找水標準管柱；(6)分層找水管柱；(7)化學堵水標準管柱；(8)化學分層堵水管柱；(9)雙管采油管柱；(10)化學防砂管柱

35、；(11)機械防砂管柱；(12)增大壓差有桿泵采油管柱；(13)深井超深井泡沫氣化排液掏空管柱。2采油工藝技術的進展1)側鉆技術新發(fā)展側鉆作為老油田增產(chǎn)挖潛，提高油田采收率的一項重要手段，近年來，隨著小井眼定向側鉆技術的新發(fā)展，側鉆的設備已逐漸形成體系，技術日趨成熟，對小井眼的開采工藝技術進行系統(tǒng)研究日漸展開。其中尤以連續(xù)油管技術的發(fā)展和使用在現(xiàn)場的實施中得到了充分的認定。連續(xù)油管像電纜一樣被盤在大型的滾筒上，進行作業(yè)時，作業(yè)工具連續(xù)油管送到井底，作業(yè)完后，收回到滾筒上。連續(xù)油管作業(yè)的優(yōu)點是：(1)安全地進行平穩(wěn)操作。(2)大幅度縮短起下鉆時間。(3)可以不間斷循環(huán)沖洗井。(4)不受井內壓力的

36、影響。(5)可以處理井下在高壓的情況下的蠟堵死，蠟卡，稠油和超稠油堵、卡事故。(6)操作簡單。(7)在高壓井可采用螺桿鉆具處理井下落物。2)機械防砂技術的新發(fā)展目前我國各油田受砂害影響較大，初步統(tǒng)計占作業(yè)總工作量的二分之一。沖砂施工作業(yè)比較頻繁，個別油井由于地層虧空對地層傷害也比較嚴重，如何提高防砂技術和避免沖砂傷害地層技術(jsh)逐步開展。目前(mqin)現(xiàn)場使用的防砂工具有：(1)繞絲防砂管；(2)預充填(chn tin)繞絲防砂管；(3)縫眼交錯排列防砂管；(4)金屬纖維防砂管；(5)金屬粉末燒烤防砂管；(6)金屬粉末防腐防砂管；(7)陶瓷防砂管；(8)不銹鋼板定粒度內外套可換式防砂管

37、；(9)多層充填防砂管；(10)石英砂與環(huán)氧樹脂膠結可沖洗式防砂管；(11)多層繞絲防砂管；(12)熱采篩管。上述使用的防砂管中，大部分是防止地層砂進入油管內，需進行定期的沖砂維修作業(yè)。機械防砂不問與化學防砂，化學防砂主要起固結作用并不影響地層的孔隙。目前應在機械防砂的基礎上系統(tǒng)地研究(除細粉砂以外)不讓地層砂流人井筒內，讓較少的地層砂滯留在防砂工具與生產(chǎn)：套管的環(huán)形空間，并在防砂工具的底部裝有可關啟的控制閥 (可達到定期清洗井下工具的作用)，在較短的時間內完成清洗防砂工具，隨后關閉控制閥，使油井能正常的生產(chǎn)。機械防砂關啟控制閥的優(yōu)點：(1)除細粉砂以外可阻止地層砂不能流人井筒內，不造成井底大

38、量的積砂。(2)有量化地限制砂埋油層造成油井停產(chǎn)。(3)能保證油井延長維修周期。(4)能較好地利用井下排砂泵抽油生產(chǎn)，減緩砂卡泵的可能性。(5)沖砂作業(yè)時間較短，不傷害油層。(6)減少作業(yè)費用同時降低管理費用。(7)作業(yè)操作簡單易行，安全可靠。機械防砂關啟控制閥面臨的問題： (1)關啟控制閥的閥板受井斜和井筒臟物的影響，起下時有一定的困難(需進一步的研究閥板關啟技術的形成)。(2)關啟控制閥井下需有 10m以上的口袋。(3)沖洗工具組合配套必須到位。3)不壓井作業(yè)技術的發(fā)展油田開發(fā)到中后期作業(yè)比較頻繁，由于壓井作業(yè)使出砂油井產(chǎn)生倒灌，使油井的油層受到較大的傷害，有些井壓力比較低，恢復產(chǎn)能較慢，影響油井的穩(wěn)產(chǎn)。不壓井作業(yè)技術是保證油層不受傷害，使油井長期處于穩(wěn)定狀態(tài)的重要措施。目前現(xiàn)場使用的不壓井作業(yè)技術有兩種類型：一種是化學暫堵法，另一種是機械不壓井封閉法。對地層虧空較大，漏失倒灌較嚴重，不壓井又不能進行作業(yè)的井，采用可溶性樹脂橋式暫堵法先將油層堵住后再進行壓井作業(yè)，由于井下情況的不同，機械不壓井技術還沒有形成系列，還是個比較大的缺口工藝技術，對不同類型的井采取什么樣的不壓井技術應當進行系統(tǒng)研究。例如：(1)地層虧空較大有一定的壓力(氣影響)，不壓井作業(yè)