一种预充填筛管 |
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| 申请号 | CN201710733184.6 | 申请日 | 2017-08-24 | 公开(公告)号 | CN107269253A | 公开(公告)日 | 2017-10-20 |
| 申请人 | 长江大学; | 发明人 | 邓福成; 邓金根; 邓自强; 何良; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种预充填筛管；属机械防砂控 水 筛管技术领域。它由 基础 筛管、下冲缝管、上冲缝管和弹性 块 固定环构成；基础筛管上端通过上支持环套装有上冲缝管；基础筛管下端通过下支持环套装有下冲缝管；上冲缝管和下冲缝管之间设置有弹性固定环，下冲缝管和上冲缝管与基础筛管之间的空腔内分别装填有充填陶粒。该预充填筛管结构简单，实用性好，工作过程中，上、下弹性块可根据对应油层的压 力 产生微小弹性 变形 ，由此可增大卡入砂粒区域的陶粒空隙度，使得砂粒可以随着 原油 进入基础筛管中，进而使得该筛管能保持一定的渗透率；同时，由于充填陶粒表面 镀 有亲油去水特性的涂层，使得该填筛管具有防砂控水作用，可有效降低开采出来的原油含水率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种预充填筛管，它由基础筛管（1）、下冲缝管（3）、上冲缝管（2）和弹性块固定环（4）构成；其特征在于：基础筛管（1）上端通过上支持环（5）套装有上冲缝管（2）；基础筛管（1）下端通过下支持环（6）套装有下冲缝管（3）；上冲缝管（2）和下冲缝管（3）之间设置有弹性固定环（4），下冲缝管（3）和上冲缝管（2）与基础筛管（1）之间的空腔内分别装填有充填陶粒（9），上冲缝管（2）内的充填陶粒（9）与弹性固定环（4）之间设置有上弹性块（7），下冲缝管（3）内的充填陶粒（9）与弹性固定环之（4）间设置有下弹性块（8）。 |
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| 说明书全文 | 一种预充填筛管技术领域背景技术[0002] 油井中有多套层系合采时，由于油层之间的压力、油层物理性质、原油性质等差异，存在较为严重的层间干扰问题，使部分油层不能发挥应有的作用。为减少或消除层间干扰，应分层开采，包括分层采油、分层注水及其配套技术。目前用于油气井的分层开采及其分层采油，是在油层分层部位通过下入的填筛管以达到油层分离、分层采油、防砂控水的效果。传统砾石充填筛管为整体式，内部只充填一种类型砾石，当有砂粒进入筛管内部时，即当砾石空隙大小小于砂粒直径时，砂粒将卡在筛管砾石中，卡入砂粒过多时，筛管整体渗透率变低，最终可能导致筛管的失效。 发明内容[0003] 本发明的目的在于：提供一种结构简单，实用性好，以解决现有砾石充填筛管卡入砂粒过多时，筛管整体渗透率变低，最终可能导致筛管失效问题的预充填筛管。 [0004] 本发明的技术方案是：一种预充填筛管，它由基础筛管、下冲缝管、上冲缝管和弹性块固定环构成；其特征在于：基础筛管上端通过上支持环套装有上冲缝管；基础筛管下端通过下支持环套装有下冲缝管；上冲缝管和下冲缝管之间设置有弹性固定环，下冲缝管和上冲缝管与基础筛管之间的空腔内分别装填有充填陶粒，上冲缝管内的充填陶粒与弹性固定环之间设置有上弹性块，下冲缝管内的充填陶粒与弹性固定环之间设置有下弹性块。 [0005] 所述的上支持环和下支持环分别与基础筛管焊接。 [0006] 所述的充填陶粒表面涂有亲油去水性质的涂层。 [0008] 所述的弹性固定环分别与上弹性块和下弹性块嵌合连接。 [0009] 所述的下冲缝管与基础筛管之间的充填陶粒粒径大于上冲缝管与基础筛管之间的充填陶粒粒径。 [0010] 所述的上弹性块和下弹性块分别由上活动块、下活动块和弹簧构成，上活动块下方设置有下活动块，上活动块和下活动块的对应面上分别设置有装配孔，装配孔内设置有弹簧。 [0011] 所述的上弹性块和下弹性块分别由上活动块、下活动块和弹簧构成，上活动块底部设置有凹腔，凹腔内滑动套装有下活动块；上活动块和下活动块之间的凹腔内设置有弹簧。 [0012] 所述的上活动块、下活动块分别由弹性材料制成。 [0013] 本发明的优点在于：该预充填筛管结构简单，实用性好，工作过程中，上、下弹性块可根据对应油层的压力通过弹簧和材料特性产生微小弹性变形，由此可增大卡入砂粒区域的陶粒空隙度，使得砂粒可以随着原油进入基础筛管中，进而使得该筛管能保持一定的渗透率；同时，由于充填陶粒表面镀有亲油去水特性的涂层，使得该填筛管具有防砂控水作用，可有效降低开采出来的原油含水率。 [0014] 为表明本发明的性能，申请人对其防砂效果及抗堵能力进行了测试：测试装置整个装置由油液储存系统、加压供液循环系统、出砂实验模拟装置、油砂分离系统、数据自动采集系统五部分构成； 油液储存系统用于存储测试油液； 加压供液循环系统主要由高压柱塞隔膜泵与变频电机组成，可以改变输送压力以及流量，对模拟装置循环供入油砂混合液。 [0015] 出砂实验模拟装置是整套设备的主体，直径1m，高度0.6m，壁厚25mm，最大承压能力30MPa，整个高压釜体由16锰钢锻造，里外镀锌防锈蚀。釜体四周中部对称设置四个进油口，底部设置一个出油口，高压釜体内部沿径向在不同位置设置3个压力传感器，以便测试防砂管堵塞前后的压力变化。釜体内壁沿周向成螺旋形分别设置四个透视口，安装高压钢化玻璃以及微型摄像头，以便在实验过程中观察防砂管外表面的堵塞情形。 [0016] 油砂分离系统由两台旋震筛与一台超声波清洗机组成，旋震筛内安装400目精密过滤筛布，可以过滤所有大于38μm的颗粒，达到油砂分离的目的。超声波清洗机将通过防砂管后由旋震筛分离的砂进行洗油干燥，以便对样品进行后续测量。 [0018] 装置测量参数 设置三个压力传感器，分别测量进口压力、防砂管外压力、出口压力； 设置流量传感器，测量实验流量； 测定出砂量，计算油中产出砂含砂量； 对产出砂进行粒度分析，评价挡砂精度； 可进行不同砾石充填厚度下模拟实验。 [0019] 防砂方式选择实验研究（1） 实验目标 通过模拟目标不同储层特性，评价不同防砂方式下的产能、出砂量以及挡砂精度，建立适合目标油气田最优的防砂方式。 [0021] （3）实验过程及流程1)设备调试、安装。首先注入实验油，确保各注进油口都有流体流出，同时对压力测量系统进行校对； 2)根据模拟地层的粒度分布进行配砂，将筛管放入高压釜，并将所配的地层砂填在筛管周围，再进行高压釜密封； 3)关闭高压釜出口，启动加压供液循环系统，循环流体，稳定于试验压力，打开出口阀，同时打开计算机数据采集系统，开始实验，记录流量、各点压力等数据； 4)针对实验的产出砂，进行激光粒度分析并测量不同时段内砂粒的质量； 5)当流量、压力等参数均稳定40分钟，停泵，拆出防砂管，拍照，循环泵，疏通管线，清洗设备。 [0022] （4）实验条件1)储层粒度中值：250um 2)泥质含量：10% 3)原油粘度：200mpa.s 4)砾石尺寸：16-30目 5)筛管样式：本发明筛管、固定式充填筛管、优质筛管 （5）实验结果比较 。 附图说明 [0023] 图1为本发明的结构示意图；图2为图1中的A处放大结构示意图； 图3为本发明改进后的弹性块的结构示意图； 图4为本发明再次改进后的弹性块的结构示意图。 [0024] 图中：1、基础筛管，2、上冲缝管，3、下冲缝管，4、弹性块固定环，5、上支持环，6、下支持环，7、上弹性块，8、下弹性块，9、充填陶粒，10、上活动块，11、下活动块，12、弹簧，13、凹腔。 具体实施方式[0025] 该预充填筛管由基础筛管1、上冲缝管2、下冲缝管3和弹性块固定环4构成；基础筛管1上端通过焊接的上支持环5套装有上冲缝管2；基础筛管1下端通过焊接的下支持环6套装有下冲缝管3；上冲缝管2和下冲缝管3之间安装有弹性固定环4；下冲缝管3和上冲缝管2与基础筛管1之间的空腔内分别装填有充填陶粒9，充填陶粒9表面涂有亲油去水性质的涂层。下冲缝管3与基础筛管1之间的充填陶粒9粒径大于上冲缝管2与基础筛管1之间的充填陶粒9粒径。上冲缝管2内的充填陶粒9与弹性固定环4之间设置有上弹性块7，下冲缝管3内的充填陶粒9与弹性固定环4之间设置有下弹性块8。 上弹性块7和下弹性块8分别与弹性固定环4嵌合连接（参见附图1—2）。 [0026] 上弹性块7和下弹性块8分别由上活动块10、下活动块11和弹簧12构成，上活动块10下方设置有下活动块11，上活动块10和下活动块11的对应面上分别设置有装配孔，装配孔内设置有弹簧12（参见附图3），装配时，通过基础筛管1和冲缝管对上弹性块7和下弹性块 8的两侧形成密封，以防止砂粒沉淀于上活动块10和下活动块11之间儿导致上活动块10与下活动块11之间不能闭合。 [0027] 该预充填筛管的基础筛管1上下两端端头分别设置有外螺纹，以在使用时用于和接箍连接。工作时，将该预充填筛管下入井中指定油层分离层，由于下冲缝管3与基础筛管1之间的充填陶粒9粒径大于上冲缝管2与基础筛管1之间的充填陶粒9粒径，使得下冲缝管3的渗透率相对更大；并且由于上弹性块7和下弹性块8分别由弹性材料制成。工作过程中可以根据对应油层的压力通过弹簧12和材料特性产生微小的压缩弹性变形，由此可增大充填陶粒9之间的空隙度，使得砂粒可以随着原油进入基础筛管1中，从而使得该预充填筛管保持一定的渗透率。同时，由于充填陶粒9表面涂有亲油去水性质的涂层；使得该预充填筛管具有防砂和控水作用，可有效减少开采出原油的含水率。 [0028] 作为上弹性块7和下弹性块8的改进，上弹性块7和下弹性块8分别由上活动块10、下活动块11和弹簧12构成，上活动块7底部设置有凹腔13，凹腔13内滑动套装有下活动块8；上活动块7和下活动块8之间的内凹腔13内设置有弹簧12。通过上活动块10和下活动块11之间的相互套装，可有效增大上活动块10和下活动块11之间的密封性能，工作过程中可以根据对应油层的压力通过材料特性和结构的压缩变形，增大充填陶粒9之间的空隙度，使得砂粒可以随着原油进入基础筛管1中，从而使得该预充填筛管保持一定的渗透率。 |
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