管柱结构设计讲义.ppt

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1、排采管柱结构现状及设计提纲一、煤层气排采工艺现状二、排采工艺完善历程1、井筒工艺完善2、地面设备载荷计算HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司煤层气排采工艺现状煤层气排采工艺抽油机+管式泵普通抽油机数字化抽油机（先导实验）励磁电机永磁节能电机螺杆泵一级减速（3：1）二级减速（9：1）直驱驱动头同心管无杆泵（先导实验）数控电潜管式泵等其它新式举升工艺高压射流泵（先导实验）有杆排采无杆排采电潜离心泵HUABEIoilfieldCBMbranchcompany

2、华北油田煤层气分公司抽油机型号主要为：三、四、五、六、八型；管式泵为二级密封，泵径以38mm、44mm、57mm、70mm为主，少量使用24mm、28mm、32mm、83mm泵径。抽油杆主要使用D19mm、D22mm、D25mm。分公司98.1%井使用抽油机+管式泵排采工艺。煤层气排采工艺现状1、抽油机+管式泵HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司螺杆泵主要用于水平井排采，型号主要有：GLB40-25、GLB75-25、GLB190-25、GLB300-

3、25、GLB400-25。螺杆泵地面驱动头有3种：驱动头减速方式减速比电机功率（kW）理论转速（转/分）DV1皮带一级3:17.5、11、12.5、150-500国产齿轮+皮带二级9:111、15、22、300-300直驱无无8.4、12、15.18.220-200一、煤层气排采工艺现状2、螺杆泵6/20工作原理为通过地面高压驱动液通过中心管驱动同心管泵的泵筒，使通过为解决油管排采设备的杆管偏磨问题，分公司在华固40-10井、樊试U1H、樊试U2H、郑2-053使用同心管无杆排采设备，从整体实验

4、效果看，该工艺技术效果较好，目前有进一步推广实验和使用的价值。一、煤层气排采工艺现状3、同心管无杆排采7/20工作原理为从地面的高速动力液经过水力泵后，在喷嘴与喉管之间形成负压，由于喉管外与外管之间的夹缝与地层是连通的，这样，地层流动就会被抽吸上来，泵压越高流速越快，产生负压越大，对流体抽吸力就越大，相应产量就越高。目前分公司在郑试平3H和郑1平3H井进行射流泵先导实验，目前郑试平3H日产水量1方，日产气100方，煤没度75米，郑试1平3H刚投产，日产水量3方，动液面469米。一、煤层气排采工艺

5、现状4、射流泵发电机68数控电潜管式泵配套采油技术主要由直线潜油电机、柱塞式抽油泵、潜油电缆、电缆保护配件、地面配套控制系统组成。目前在华固40-2、华固40-12试验运行，效果还有待观察。5、数控电潜管式泵提纲一、煤层气排采工艺现状二、排采工艺完善历程1、井筒工艺完善2、地面设备载荷计算煤灰煤粉煤粒煤块井筒固体颗粒压裂砂铁屑固相颗粒较多：主要是煤层产出的煤粉煤屑，也有压裂砂和偏磨产生的铁屑。（1）压裂液作用：压裂液及支撑剂对煤层裂缝表面的磨蚀及冲击作用产生大量煤粉、煤屑。（2）应力作用：排采降

6、压，煤基质应力改变，煤岩的弹性自调节效应导致煤粉、煤屑的产生。（3）煤岩性质：沁南3#煤层底部软煤层发育，煤粉远远高于原生结构煤。固定凡尔堵死活塞拉坏浦南3-6出煤粉煤泥堵塞油管常见问题杆管设计优化过程第一种方式（2008年以前）采用割缝筛管或普通筛管孔径为5~10mm，下入深度基本正对煤层中部，筛管下连接1根沉砂管。抽油泵的抽吸力水平作用于煤层，造成大量煤粉进入泵筒，易发生卡泵。第二种方式（2008年前）筛管改用气锚，深度位于煤层以上5m左右，气锚下连接1根沉砂管。气锚虽能防止气锁现象的产生，

7、但在动液面下降接近煤层时，泵吸入口大量串气，严重影响井下泵的正常工作，卡泵问题仍未解决。杆管设计优化过程第三种、2008~2010年9月以有限防砂理念为指导，提出综合防卡泵工艺：即采用二级间隙抽油泵+100目绕丝筛管+吸入口深度在煤层以下5~10米，采用无防腐漆的抽油杆。缓解了卡泵，出现部分筛管下部堵塞情况。100目绕丝筛管二级间隙泵5~10米井身结构示意图杆管设计优化过程表层套管：244.5mm*60.06m人工井底：756.6m煤层井段：709.30m-714.30m管式泵D38mm×714

8、.5m80目筛管顶：724m丝堵：727.5m回音标：200m华蒲1-13-1完井井身结构示意图第四种、2010年9月至11月出煤粉多，筛管内部堵塞的井，在筛管下部增加了沉砂短节。部分井筛管堵塞仍然没有解决。杆管设计优化过程表层套管：244.5mm*35.56m人工井底：647.00m完钻井深：666.00m管式泵D38mm×603.5m压力计614m50目筛管顶：614m节箍：617.5mFZP08-1v设计井身结构示意图第五种、2010年12月至2012年对于出灰量大的井，筛管下部设油管短节