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海洋石油工程海上油水井常用的生产管柱•石油天然气工程学院•檀朝东•tantcd@126.com•13801331255目录一、设计生产管柱的基本原则二、自喷管柱三、机采管柱四、注水管柱五、典型海上油井管柱示例六、防砂完井现场作业示例一、设计生产管柱的基本原则1、符合安全要求；2、满足正常生产工艺要求；3、满足生产测试和增产措施要求；4、结构简单，施工容易；一、设计生产管柱的基本原则•生产管柱设计是完井工程中的重要环节，直接影响油气生产，对提高平台操作和井下作业的可操作性，减少费用有着重要的作用。因此生产管柱的设计必须认真研究，主要应考虑以下几方面问题：•（1）生产管柱主要功能类型划分•要根据油藏和油气井的特定需要和条件选定具体的完井功能和方式，海上生产管柱的主要功能有：流量控制工具安全防喷注化学药剂工具防砂测试循环压井分层封隔人工举升配套工具注水工具调节管柱受力配套一、设计生产管柱的基本原则•（2）海上油气田生产管柱设计原则•首先要满足油气田开发方案的要求，并且需要与井下状况（包括油气层分层系开发，产能，流体特性等）相适应，满足安全的需要，尽可能通过钢丝作业进行井下工具的操作，减少修井的需要，到达降低操作费的目的，井下管柱结构和施工尽可能简单，降低投资。一、设计生产管柱的基本原则•（3）对所选井下工具的要求•工具强度及压力等级满足要求：根据压力等级和压差要求进行工具的选择；工具的开关动作及配套工具的选择符合井下管柱设计；工具内通径、外径的选择要与油管内劲和套管的直径相配合，工具有导向斜面和台阶，在斜井中能畅通无阻；工具连接螺纹和上下接头螺纹相符，同时，所选的螺纹符合油气井条件（如密封性和拉力等）；工具材质及密封件材质的选择应根据流体成分，腐蚀性流体类别、含量及油气井温度、压力等条件。•（4）尺寸、动作、强度的校核•选择井下工具后，需对工具的尺寸、使用、操作动作、强度进行核实。目录一、设计生产管柱的基本原则二、自喷管柱三、机采管柱四、注水管柱五、典型海上油井管柱示例六、防砂完井现场作业示例二、自喷管柱海上油田常见的自喷井管柱其井下安全阀及封隔器构成井下安全系统，满足有关法规的要求，是海上油田安全生产系统重要的组成部分。自喷井管柱井下安全阀化学剂注入阀传压筒滑套永久式封隔器FOX气密封扣S13Cr油管井下安全阀：油井紧急关闭装置FOX气密封扣S13Cr油管：气密性好、防腐化学剂注入阀：预防结蜡毛细管传压筒：井底流压监测滑套：实现洗、压井作业永久式封隔器：防腐、耐高压、高温设计原理：1、满足自喷生产2、满足测试要求3、满足安全生产，具备防腐和防失控能力安全阀控制管线井下安全阀生产油管循环滑套可取封隔器NO-GO导向器套管座落接头油层人工井底安全阀控制管线井下安全阀生产油管套管循环滑套固定封隔器座落接头导向器油层人工井底直接可取式合采管柱插入可取式合采管柱插入定位密封NO-GO油层油层安全阀控制管线井下安全阀NO-GO导向器座落接头人工井底直接可取式合采管柱插入可取式合采管柱气举工作筒伸缩接头生产油管可取封隔器油层导向器生产油管滑套固定封隔器油层插入定位密封（曾经用过的不安全管柱）！安全阀控制管线安全阀控制管线井下安全阀生产油管固定封隔器套管座落接头油层人工井底套筒式可取合采管柱插入可取式合采管柱锚定密封总成负压阀点火头射孔枪座落接头密封筒化学注入阀注入管线井下安全阀生产油管套管座落接头油层人工井底负压阀点火头射孔枪伸缩接头化学注入阀注入管线锚定密封总成固定封隔器分支井眼(裸眼)悬挂封隔器电潜泵总成电缆封隔器电缆穿透器动力电缆控制管线放气阀生产油管主井眼(裸眼)生产筛管循环阀9-5/8”套管分支井合采管柱安全阀控制管线井下安全阀分层封隔器（单卡瓦）NO-GO导向器套管座落接头油层人工井底安全阀控制管线井下安全阀生产油管套管循环滑套导向器直接可取式分采管柱插入可取式分采管柱定位密封总成NO-GO循环滑套生产油管防砂封隔器滑套或油嘴生产筛管分层密封隔离封隔器坐落接头油层油层油层底部封隔器油层油层滑套或油嘴安全阀控制管线井下安全阀双管封隔器带孔管负压阀9-5/8“套管座落接头油层人工井底安全阀控制管线井下安全阀生产油管直接可取式分采管柱插入可取式分采管柱循环滑套生产油管油层伸缩接头循环滑套生产油管油层固定封隔器定位密封总成点火头射孔枪密封筒射孔枪点火头负压阀带孔管座落接头可取封隔器生产滑套定位密封封隔器生产滑套座落接头循环滑套斜向器固定封隔器座落接头1安全阀控制管线井下安全阀1、生产油管2、尾管悬挂器3、油管定位器4、变扣接套5、封隔器6、负荷显示接头7、密封接头8、密封芯子9、封隔器10、负荷显接头11、滑套12、高级筛管13、密封芯子14、密封接头15、裸眼封隔器16、复核显示接头17、座落接头18、高级筛管19、单向阀20、引鞋水平井可取分采管柱安全阀控制管线井下安全阀双管封隔器带孔管NO-GO9-5/8“套管座落接头油层人工井底直接可取式分采管柱循环滑套生产油管SPM循环滑套生产油管油层固定封隔器定位密封总成密封筒带孔管座落接头导向器NO-GO安全阀控制管线井下安全阀可取封隔器带孔管NO-GO9-5/8“套管座落接头油层人工井底Y接头分采管柱循环滑套生产油管油层固定封隔器定位插入密封密封筒带孔管导向器循环滑套Y接头目录一、设计生产管柱的基本原则二、自喷管柱三、机采管柱四、注水管柱五、典型海上油井管柱示例六、防砂完井现场作业示例电泵井管柱井下安全阀：油井紧急关闭装置过电缆封隔器：采用电缆整体穿越装置，实现无套压生产“Y”型接头：连接电泵机组和自喷管柱滑套：实现自喷和电泵举升的转换毛细管传压筒：井底流压监测滤砂管：挂滤式防砂装置过电缆封隔器（电缆整体穿越）Y型接头电泵机组滑套传压筒封隔器滤砂管2698.6m2784.6m井下安全阀设计原理：1、满足自喷和电泵举升生产2、具备防砂功能3、满足测试要求4、满足安全生产，预防失控生产油管套管电潜泵总成电潜泵管柱电潜泵总成动力电缆卸油阀单流阀生产油管套管动力电缆自平衡卸油阀电潜泵管柱安全阀电缆穿透器安全阀电缆穿透器电缆封隔器电缆封隔器放气阀控制管线控制管线放气阀生产油管电潜泵总成9-5/8“套管电潜泵管柱电潜泵总成动力电缆卸油阀单流阀生产油管动力电缆电潜泵Y管柱电缆穿透器井下安全阀电缆封隔器控制管线放气阀Y接头电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7”套管导向器堵塞器座带孔管控制管线放气阀分层密封电潜泵总成电潜泵毛细管管柱电潜泵总成动力电缆卸油阀单流阀生产油管动力电缆电潜泵丢手管柱电缆穿透器井下安全阀放气阀电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀打捞/定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7”套管导向器控制管线放气阀电缆封隔器毛细管抽油杆氮气筒生产油管丢手管柱总成单流阀卸流阀控制管线9-5/8“套管套管生产油管循环滑套卸油阀电潜泵总成通杆封隔器/带活门（活门）电潜螺杆泵管柱不压井电潜泵管柱生产油管电缆减速器电机螺杆泵总成氮气筒油管锚防污装置总成封隔器动力电缆转子定子泵吸入口毛细管油层油层抽油杆扶正器生产油管抽油杆套管螺杆泵总成扶正器生产油管套管螺杆泵管柱射流泵管柱封隔器阀座总成射流泵总成动力液（环空）混合液（油管）地层液限位器尾管油层油层目录一、设计生产管柱的基本原则二、自喷管柱三、机采管柱四、注水管柱-合注、分注、同井抽注及卫星注水管柱五、典型海上油井管柱示例六、防砂完井现场作业示例注水封隔器套管人工井底注水管套管直接可取式合注管柱插入可取式合注管柱定位密封总成注水管防砂封隔器生产筛管隔离封隔器底部封隔器导向器注水层注水层注水层注水层注水层注水层分层注水封隔器盲堵导向器套管人工井底注水管套管盲堵导向器直接可取式偏心分注管柱插入可取式偏心分注管柱定位密封接头注水管防砂封隔器生产筛管分层密封隔离封隔器底部封隔器偏心注水工作筒注水层注水层注水层注水层注水层注水层注水层注水层注水层水源层同井抽注及卫星注水管注压力表过滤器计量器节流器注入水去其它井定位密封配水器分层密封注水管柱电潜泵总成抽水管柱筛管筛管目录一、设计生产管柱的基本原则二、自喷管柱三、机采管柱四、注水管柱五、典型海上油井管柱示例六、防砂完井现场作业示例4-1/2“EUE生产油管动力（圆）电缆，包两根3/8”化学注入管线BAKER‘TRSV’井下安全阀，6.62”×3.813”，5000psi‘BIW’电缆穿透器，125Amp，5kvBaker51AB36-47#‘DESP‘电缆封隔器，3-1/2“NewVamB×BNon-Ported座落接头，2.812”‘BX’Profile，3-1/2”NewVamB×PFluidLossControlValve，5.0”×3.310”，3500psi剪切打开值’Y‘接头，3-1/2“NewVamB×B×B可调接头，W/2.750”‘A’Profile，3-1/2”NewVam，P×2-7/8“ST-LPESP总成，1584.607m(泵顶深)带孔管，4-1/2”EUB×P弹性爪锚定密封（‘S-22’SnapLach），4-1/2“EUB×StingerW/12000#Snap0ut≈1691m‘RC’防污阀(‘RC’ReservoirCotrolValve)，4-1/2”NewVamBDown‘CD-6000’生产滑套，2.312”ID,2-7/8”EUB×P’E-22‘剪切释放锚爪‘SC-1R’砾石充填封隔器，Size`96A4-60Excluder筛管(BAKER)隔离封隔器(不带卡瓦)BAKER190-47’S-22’分层密封盲堵弹性爪插入密封9-5/8”底部固定封隔器≈1770m≈1548m≈156m安全阀控制管线CFD11-2A-5井生产管柱结构示意图砾石充填滑套人工井底‘CD-6000’生产滑套，2.312”ID,2-7/8”EUB×P‘SC-1R’砾石充填封隔器，Size`96A4-60Excluder筛管(BAKER)隔离封隔器(不带卡瓦)弹性爪插入密封9-5/8”底部固定封隔器砾石充填滑套总成人工井底CFD11-2A-5井防砂管柱井下固定部分炮眼9-5/8“套管4-1/2“EUE生产油管动力（圆）电缆，包两根3/8”化学注入管线BAKER‘TRSV’井下安全阀，6.62”×3.813”，5000psi‘BIW’电缆穿透器，125Amp，5kvBaker51AB36-47#‘DESP‘电缆封隔器，3-1/2“NewVamB×B（插入之前封隔器不坐封）Non-Ported座落接头，2.812”‘BX’Profile，3-1/2”NewVamB×PFluidLossControlValve，5.0”×3.310”，3500psi剪切打开值’Y‘接头，3-1/2“NewVamB×B×B可调接头，W/2.750”‘A’Profile，3-1/2”NewVam，P×2-7/8“ST-LPESP总成，1584.607m(泵顶深)带孔管，4-1/2”EUB×P弹性爪锚定密封（‘S-22’SnapLach），4-1/2“EUB×StingerW/12000#Snap0ut≈1691m‘RC’防污阀(‘RC’ReservoirCotrolValve)，4-1/2”NewVamBDown‘CD-6000’生产滑套，2.312”ID,2-7/8”EUB×P’E-22‘剪切释放锚爪BAKER190-47’S-22’分层密封盲堵≈1770m≈1548m≈156m安全阀控制管线CFD11-2A-5井生产管柱结构示意图密封件化学注入管线（2）A部①弹性扣系统（S-22’SnapLatchAssembly）弹性扣②防污阀体（‘RC’ReservoirControlValve）封隔器‘A部’---防污阀总成密封圈③滑套系统锁定爪密封件④堵塞器系统锁块密封件弹性扣密封件封隔器密封胶皮①弹性扣（S-22’SnapLatchAssembly）②防污阀（‘RC’ReservoirControlValve）封隔器弹性扣密封圈③滑套锁定块爪密封件④堵塞器锁块密封件弹性扣密封件防污阀总成①弹