机械采油(人工举升 )连续气举间歇气举气举泵举 动力泵(电潜泵、 射流泵)柱塞气举容积泵(有杆泵、螺杆泵、水力活塞泵)腔室气举1气举采油气举采油当地层能量不能将液体举升到地面或满足当地层能量不能将液体举升到地面或满足不了产量要求时，人为地把高压气体不了产量要求时，人为地把高压气体（天然气（天然气、N N2 2、COCO2 2）注入井内，依靠气体降低举升管中注入井内，依靠气体降低举升管中的流压梯度（气液混合物密度），并利用其能的流压梯度（气液混合物密度），并利用其能量举升液体的人工举升方法。量举升液体的人工举升方法。2气举注采系统3优点：优点：产液量变化范围大产液量变化范围大气举深度深气举深度深井下无机械磨损件井下无机械磨损件操作管理方便操作管理方便对于油气比较高，出砂严重，斜井等较泵对于油气比较高，出砂严重，斜井等较泵 举方式更具优势举方式更具优势缺点：缺点：供给稳定充足的高压气源供给稳定充足的高压气源井底具有较高回压井底具有较高回压注入气体的冷却作用，会引起结蜡注入气体的冷却作用，会引起结蜡4二、气举的启动压力与工作压力二、气举的启动压力与工作压力停产时停产时环空液面下降到环空液面下降到 管鞋管鞋气体进入油管气体进入油管高压 气体高压 气体混气液5启动压力启动压力 气举启动时，环空液气举启动时，环空液面下降到管鞋时压缩机压力面下降到管鞋时压缩机压力，也是注入气进入油管时压，也是注入气进入油管时压 缩机压力。缩机压力。 气举启动时压缩机压力变化气举启动时压缩机压力变化peptpo6 确定气举启动压力确定气举启动压力 一般情况一般情况假设环空内液体全部被假设环空内液体全部被 举升到油管内，没有进举升到油管内，没有进 入地层。入地层。hh7 气举启动过程液体溢出井口气举启动过程液体溢出井口L L：油管深度，：油管深度，mm 环空液体全被压入地层环空液体全被压入地层hLh气举系统的启动压力范围气举系统的启动压力范围8peptpo 问题问题启动压力较高，压缩的额定启动压力较高，压缩的额定 输出压力较高。气举系统正输出压力较高。气举系统正 常生产时的工作压力比启动常生产时的工作压力比启动 压力小得多，造成压缩机功压力小得多，造成压缩机功 率的浪费，增加投入成本率的浪费，增加投入成本9安装气举阀后气举启动过程10对比两种启动过程所需启动压力更低；所需启动压力更低； 卸载过程更稳定；卸载过程更稳定； 安装气举阀（下封隔器）所需卸载时间更长；安装气举阀（下封隔器）所需卸载时间更长； 安装气举阀一般要求控制较低的注气速度，以免刺坏安装气举阀一般要求控制较低的注气速度，以免刺坏 气举阀。气举阀。tp pepo不安装气举阀不安装气举阀安装气举阀安装气举阀pe*t1t211气举阀卸载过程12 作用注气通道； 举升管柱上注气孔的开关； 降低启动压力； 气举阀可灵活的改变注气点深度，以适应井的供 液能力； 间歇气举中，气举阀可控制周期注气量； 利用气举阀改变举升深度，增大油井生产压差， 以清洁油层解除污染； 气举阀的单流阀可以防止产液从举升管倒流。三、气举阀13 气举阀分类气举阀分类 按压力控制方式按压力控制方式分节流阀、气压阀或称套压操作分节流阀、气压阀或称套压操作 阀、液压阀或称油压操作阀和复合控制阀。阀、液压阀或称油压操作阀和复合控制阀。 按气举阀在井下所起的作用按气举阀在井下所起的作用分卸载阀、工作阀和分卸载阀、工作阀和 底阀。底阀。 按气举阀自身的加载方式按气举阀自身的加载方式分充气波纹管阀和弹簧分充气波纹管阀和弹簧 气举阀。气举阀。 按气举阀安装作业方式按气举阀安装作业方式分固定式气举阀和投捞式分固定式气举阀和投捞式 气举阀。气举阀。14 充气波纹管气举阀结构AbpdAppcpcpt封 包充气室在波纹管内预先充 入氮气，构成加载单 元由可伸缩的封包和充气室组成，起 到类似于弹簧加载的 作用。15套压控制阀套压控制阀反举AbpdAp生 产 通 道气正举AbpdAp气生 产 通 道16打开阀的力打开阀的力F Fo o= =p pc c( (A Ab b- -A Ap p)+)+p pt tA Ap p 充气室保持阀关闭的力充气室保持阀关闭的力 F Fc c= =p pd dA Ab b当当F Fo o F Fc c时，阀打开；时，阀打开；开启瞬间开启瞬间 F Fo o= = F Fc c，则，则p pd dA Ab b= =p pvovo( (A Ab b- -A Ap p)+)+p pt tA Ap p套压欲打开阀的压力为套压欲打开阀的压力为p pvovo=(=(p pd dA Ab b- -p pt tA Ap p)/()/(A Ab b- -A Ap p) ) 套压控制阀工作原理套压控制阀工作原理AbpdAppcpcpt封封 包包充气室充气室17TEFTEF= =A Ap p/ /（A Ab bA Ap p）TEFTEF为油管效应（为油管效应（tubing tubing effecteffect）系数，表征阀对油压）系数，表征阀对油压的敏感性。的敏感性。令令R R= =A Ap p/ /A Ab b，则，则TEFTEF= =R R/(1-/(1-R R) )因此套压欲打开阀的压力可以因此套压欲打开阀的压力可以 表示为：表示为：p pvovo= =p pd d/(1-/(1-R R)- )-p pt tTEFTEFAbpdAppcpcpt封封 包包充气室充气室18设注气压力设注气压力p pc c下促使下促使 气举阀关闭的压力气举阀关闭的压力p pvcvc: : 则则 p pvcvc= = p pd d阀关闭压力仅与封包压力阀关闭压力仅与封包压力 有关，与油压有关，与油压p pt t无关。无关。 AbpdAppcpcpt封封 包包充气室充气室p pd dA Ab b= =p pvcvc( (A Ab b- -A Ap p)+)+p pv vc cA Ap p= =p pvcvcA Ab b19阀距阀距阀开启压力与关闭压力之差，为表征封包式阀开启压力与关闭压力之差，为表征封包式 气举阀工作特性的主要参数：气举阀工作特性的主要参数：p pv vp pvovo-p-pvcvc=(p=(pd d- -p pt t)TEF)TEF阀距随油管压力的增大而减小。阀距随油管压力的增大而减小。当当p pt t=p=pd d时为最小，且为零；时为最小，且为零；当当p pt t=0=0时，阀距最大，且为时，阀距最大，且为p pd dTEFTEF；阀距还与油管效应有关，由于油管效应系数阀距还与油管效应有关，由于油管效应系数 随阀孔径增大而增大，大孔径阀可提高阀距。随阀孔径增大而增大，大孔径阀可提高阀距。 20 气举阀压力概念气举阀压力概念气举阀打开压力气举阀打开压力p pvovo对于套压控制阀，指在实际工作条件下，打对于套压控制阀，指在实际工作条件下，打 开阀所需的注气压力；开阀所需的注气压力；对于油压控制阀，指在实际工作条件下，打对于油压控制阀，指在实际工作条件下，打 开阀所需的油压。开阀所需的油压。试验架打开压力试验架打开压力确定了气举阀的打开压力和关闭压力，就须确定了气举阀的打开压力和关闭压力，就须在室内调试装置上把气举阀调节在某一打开压力，此在室内调试装置上把气举阀调节在某一打开压力，此 压力相当于井下该气举阀所需的打开压力。压力相当于井下该气举阀所需的打开压力。21气举阀关闭压力气举阀关闭压力p pvcvc使气举阀关闭的就地使气举阀关闭的就地（气举阀深度处（气举阀深度处）油压或套压。油压或套压。 转移压力转移压力允许从较低的气举阀注气的压力，以允许从较低的气举阀注气的压力，以 实现从上一级阀转移到当前阀。实现从上一级阀转移到当前阀。 过阀压差过阀压差气体经过阀孔节流会产生压力损失，气体经过阀孔节流会产生压力损失， 阀上、下游压差称为过阀压差（一般取阀上、下游压差称为过阀压差（一般取0.35MPa0.35MPa， 即即50psi50psi）。）。22 气举阀安装气举阀安装固定式固定式只能同油管或工作筒一起取出。只能同油管或工作筒一起取出。投捞式投捞式偏心工作筒的作用是安装和固定气举阀，偏心工作筒的作用是安装和固定气举阀，并为投捞气举阀起导向作用。可自由投捞，便并为投捞气举阀起导向作用。可自由投捞，便 于检阀作业。于检阀作业。23 气举阀调试气举阀调试充氮气充氮气 选用氮气做调试介质是由于氮气随温选用氮气做调试介质是由于氮气随温 度变化的状态已知，且成本低，无腐度变化的状态已知，且成本低，无腐蚀及不燃烧。蚀及不燃烧。老化处理老化处理 将阀置于老化器中，密闭加压，模拟将阀置于老化器中，密闭加压，模拟 井下承压加至井下承压加至2.98MPa2.98MPa，保持，保持15min15min。恒温处理恒温处理 氮气压力受温度的影响很敏感，故调氮气压力受温度的影响很敏感，故调 试过程中，需恒温以提高调试精度。试过程中，需恒温以提高调试精度。24套压阀的气室压力套压阀的气室压力p pd d及试验架打开压力及试验架打开压力p ptrotro：p pd dp pvovo（1 1R R）+ +p pti tiR Rp pvcvcp pd d（6060o oF F）p pd dC Ct t氮气压力随井温变化修氮气压力随井温变化修 正系数正系数井下阀处的预测温度井下阀处的预测温度25四、连续气举设计四、连续气举设计设计内容设计内容(1) (1) 生产参数生产参数: :注气量、产量注气量、产量(2) (2) 气举方式气举方式: :连续气举、间歇气举连续气举、间歇气举(3) (3) 气举装置类型气举装置类型: :开式、半闭式、闭开式、半闭式、闭式式(4) (4) 气举阀参数气举阀参数: :类型、各级阀深度、类型、各级阀深度、 尺寸及装配要求尺寸及装配要求 26（1 1）气举设计基本资料）气举设计基本资料地层参数地层参数 油气井油气井IPRIPR曲线、地层压力、地温及地温梯曲线、地层压力、地温及地温梯 度，含水率、地层气液比；度，含水率、地层气液比；井筒及生产条件井筒及生产条件 井深、油套管尺寸、地面出油管线长度及尺井深、油套管尺寸、地面出油管线长度及尺 寸、分离器压力、井口压力、注气设备能力；寸、分离器压力、井口压力、注气设备能力；流体物性流体物性油、气、水高压物性资料；油、气、水高压物性资料；27连续气举连续气举从油套环空（或油管）将高压气从油套环空（或油管）将高压气连续地注入井内连续地注入井内 ，使油管（或油套环空）中的液体充气以降低其密度，使油管（或油套环空）中的液体充气以降低其密度， 从而降低井底流压，排出井中液体的一种人工举升方式从而降低井底流压，排出井中液体的一种人工举升方式 。间歇气举间歇气举向油套环空内周期性地注入高压气体向油套环空内周期性地注入高压气体，气体迅速，气体迅速 进入油管内形成气塞，将停注期间井中的积液推至地面进入油管内形成气塞，将停注期间井中的积液推至地面 的一种人工举升方式。的一种人工举升方式。对于低压低产能的井通常采用间歇气举对于低压低产能的井通常采用间歇气举，同时从，同时从 技术和经济方面进行综合考虑。技术和经济方面进行综合考虑。 （2 2）确定气举方式）确定气举方式28（3 3）确定气举装置类型）确定气举装置类型缺点：缺点：低产井，注入气从油管鞋窜低产井，注入气从油管鞋窜入油管，注气量失控；入油管，注气量失控；关井后开井需重新排液，延迟关井后开井需重新排液，延迟开井，且液体反复通过气举阀，开井，且液体反复通过气举阀， 易造成气举阀损坏。易造成气举阀损坏。 适于液面较高的连续气举井适于液面较高的连续