CN101271045A - 一种检测防砂筛管防砂性能的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测防砂筛管防砂性能的装置及方法，属于油井防砂领域。所述装置包括：一个待测防砂筛管样品固定装置、一个盛砂罐、三个以上支撑架及一个以上待测防砂筛管样品底座。所述方法包括：将一个以上的待测防砂筛管样品分别固定在待测防砂筛管样品底座上；将待测防砂筛管样品底座分别安装在待测防砂筛管样品固定装置上；向盛砂罐中填装地层砂，并向盛砂罐中注入流体；分别用容器盛装在同一时间内从各待测防砂筛管样品中流出的地层砂和流体；称量每个容器内盛接到的地层砂量和流体量。本发明可以准确而直观地测量出各种防砂筛管的防砂性能，操作简单，成本低廉，为在不同油藏条件下选择适合的防砂筛管提供可靠依据。

Description

一种检测防砂筛管防砂性能的装置及方法

技术领域

本发明涉及油井防砂领域，特别涉及一种检测防砂筛管防砂性能的装置及方法。

背景技术

在现有的油井采油工程中，针对出砂井常用的防砂筛管选择方法是：现场采集地层砂样品，在实验室中对地层砂样品进行粒度分析，得到地层砂的尺寸，即地层砂的粒度中值；根据地层砂的粒度中值设计防砂管的过滤精度，确定防砂筛管的缝隙尺寸范围；根据预计的产油量和油井下的套管尺寸及出砂井可能部分套管变形的状况，确定防砂筛管的外径尺寸范围。例如：某油田出砂井的地层砂粒度中值在0.22-0.4mm之间，油井套管以7”为主，根据这些参数，选择过滤精度为0.2-0.4mm，3”或3”1/2”的防砂筛管。但用这种方法选择出的防砂筛管的过滤精度及防砂筛管外径等技术参数只是一个范围值，误差大且准确度低，无法给出防砂筛管在油井中的流量和出砂率等详细技术数据，一旦实施后如果防砂筛管的防砂效果不理想，就会降低产油量；此外这种方法更换成本过高、工艺复杂，并且不能进行直观比较。

发明内容

为了准确、直观地选择出出砂井用的防砂筛管，及提高出油率，本发明提供了一种检测防砂筛管防砂性能的装置，该装置包括：一个待测防砂筛管样品固定装置、一个盛砂罐、三个以上支撑架及一个以上待测防砂筛管样品底座；

所述待测防砂筛管样品固定装置上开有一个以上的安装透孔，用于安装所述待测防砂筛管样品底座；

所述支撑架安装在所述待测防砂筛管样品固定装置下部，用于将所述待测防砂筛管样品固定装置架空；

所述盛砂罐安装在所述待测防砂筛管样品固定装置上表面，并与所述待测防砂筛管样品固定装置密封贴合；

所述待测防砂筛管样品底座与所述待测防砂筛管样品固定装置配合安装，用于将待测防砂筛管样品固定在所述待测防砂筛管样品固定装置上。

所述盛砂罐由透明材料制成。

所述安装透孔的圆心依次连线呈等边多边形，并且所述等边多边形的外接圆心与所述待测防砂筛管样品固定装置的几何圆心相重合。

所述装置还包括一个面积与所述盛砂罐内截面积相同的扩散网。

在所述待测防砂筛管样品固定装置与所述待测防砂筛管样品底座的接触面之间设置有第一密封垫圈。

在所述待测防砂筛管样品固定装置上表面外缘安装有凸圈。

在所述凸圈与所述待测防砂筛管样品固定装置之间安装有第二密封垫圈。

本发明还提供了一种检测防砂筛管防砂性能的方法，所述方法包括：

步骤A：将一个以上的待测防砂筛管样品分别固定在待测防砂筛管样品底座上；

步骤B：将固定有待测防砂筛管样品的待测防砂筛管样品底座分别安装在待测防砂筛管样品固定装置上；

步骤C：向盛砂罐中填装地层砂，并向所述盛砂罐中注入流体；

步骤D：分别用容器盛装在同一时间内从各待测防砂筛管样品中流出的地层砂和流体；

步骤E：称量每个容器内盛接到的地层砂量和流体量。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明运用以上检测防砂筛管防砂性能的装置进行试验，可以准确地测量出防砂筛管在油井中的出流量和出砂率，还可以直观地对比不同过滤精度的防砂筛管的防砂效果，准确选择出适用于不同油藏条件的防砂筛管，从而提高产油量；本发明的检测防砂筛管防砂性能的装置制作成本低，工艺简单，适用于各种采油条件。另外，本发明的检测防砂筛管防砂性能的方法不需要复杂的检测设备就可以准确地测量出防砂筛管在油井中的出流量和出砂率，并且检测结果准确，不受具体地质条件限制、便于实现。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的检测防砂筛管防砂性能的装置的整体剖面图；

图2是本发明实施例1提供的待测防砂筛管样品固定装置俯视图；

图3是本发明实施例1提供的待测防砂筛管样品固定装置A-A向剖面图；

图4是本发明实施例1提供的待测防砂筛管样品底座剖面图；

图5是本发明实施例2提供的检测防砂筛管防砂性能的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1：

参见图1，本发明实施例提供的检测防砂筛管防砂性能的装置包括待测防砂筛管样品固定装置10、支撑架5、盛砂罐8及待测防砂筛管样品底座3。

其中，待测防砂筛管样品固定装置10的主体为圆形面板，在面板的上表面外圆周贴合有一凸圈14。为保证安装密封，在凸圈与待测防砂筛管样品固定装置的上表面之间安装有第二密封垫圈4。本实施中，在圆形面板上设置有三个安装透孔15，用于固定待测防砂筛管样品底座3，三个安装透孔的位置呈等腰三角形分布，并且等腰三角形的外接圆圆心为待测防砂筛管固定装置的圆心，如图2和图3所示。在实际应用中，可以根据待测防砂筛管的数量决定防砂筛管样品固定装置圆形面板上的安装透孔的数量，安装透孔最好在面板上均匀分布，即将所有安装透孔圆心依次连线可以构成等边多边形，并且等边多边形的外接圆心与待测防砂筛管固定装置的圆心重合。这种设计保证在模拟地层采油过程中，几个待测防砂筛管样品都处于同一模拟油藏条件，即几个待测防砂筛管样品周围砂层厚度及流体渗流面积都相同，可以更准确的对比不同待测防砂筛管样品的防砂效果。

在圆形面板上沿每个安装透孔的外圆周向内设有一圈凹槽16，从透孔中心向外至待测防砂筛管样品固定装置10的上表面呈阶梯状。

本实施例中，在待测防砂筛管样品固定装置10下部圆周边缘通过连接件11均匀固定有8个高度相等的支撑架5，用于将待测防砂筛管样品固定装置10架空。支撑架的数量可以根据待测防砂筛管样品固定装置10面板的大小，待测防砂筛管样品2的数量，以及盛砂罐8内流体6和地层砂9的重量等因素来确定，只要保证检测防砂筛管防砂性能的装置整体稳定即可。实际应用中，为了达到整个装置的基本稳定，至少应安装3个支撑架。

在待测防砂筛管样品固定装置10的上表面沿凸圈14内边缘固定有圆桶状的盛砂罐8，该盛砂罐8采用透明材料制成，例如有机玻璃或玻璃等等，这样便于直接观察盛砂罐内的检测情况。盛砂罐8的底部端口与待测防砂筛管固定装置10紧密贴合，这样的结构可以防止盛砂罐内的砂子和流体从盛砂罐8与待测防砂筛管固定装置10接合的缝隙渗漏。为了进一步加强盛砂罐8与待测防砂筛管样品固定装置10间的密封性，还可以将盛砂罐8底部固定在凸圈14下部的第二密封垫圈4上。盛砂罐8的高度可以根据待测防砂筛管样品2的实际高度及预置砂柱和流体层的高度确定，一般应保证高出流体液面50mm。

本实施例提供的检测防砂筛管防砂性能的装置还可以包括一个扩散网7，该扩散网可以由金属丝编织制成，其面积与盛砂罐8的内截面积相同。检测时，将扩散网7覆盖于盛装好的地层砂上表面，这样可以有效减少流体对砂子的冲蚀，使流体可以均匀地渗透到沙层中。

参见图4，待测防砂筛管样品底座3，用于将待测防砂筛管样品2和待测防砂筛管样品固定装置10连接为一体。该底座外部为三段的圆筒状，上段17和下段19较窄，中段较宽，形成一圆形凸台18，下段19的长度与待测防砂筛管样品固定装置的安装透孔15的凹槽16高度相同，下段19的外径与安装透孔凹槽16的内径相同。安装时，将待测防砂筛管样品底座3的下段19插入待测防砂筛管样品固定装置安装透孔的凹槽16内，其凸台18搭接在待测防砂筛管样品固定装置10圆形面板的上表面，使待测防砂筛管样品底座3与待测防砂筛管样品固定装置10之间密封贴合。为了进一步保证贴合紧密，在待测防砂筛管样品固定装置10与待测防砂筛管样品底座3之间还安装有第一密封垫圈13。底座内腔分为上下两段，上段20为倒梯形结构，这样可以保证地层砂渗透到待测防砂筛管样品2后可以通过待测防砂筛管样品底座3全部被流体携带流出，如果设计成平面，则容易使一部分渗透的地层砂残留在待测防砂筛管样品底座3上；底座内腔下段21为圆柱形，其圆柱的直径与待测防砂筛管固定装置的安装透孔15的流体流出口12的内径相等。检测时，首先将待测防砂筛管样品顶盖1固定在待测防砂筛管样品2上，将待测防砂筛管样品2的下部套在待测防砂筛管样品底座3外表面的上段17外，并可以通过焊接加固，保证流体和砂子不会从待测防砂筛管样品底座3与待测防砂筛管样品2之间渗漏。

采用以上检测防砂筛管防砂效果的装置可以模拟在同一油藏条件下检测不同类型的防砂筛管的防砂性能，检测结果准确，并且检测成本低。

实施例2：

参见图1和图5，本发明实施例还提供了一种检测防砂管防砂性能的方法，具体包括以下步骤：

步骤201：根据地层砂的颗粒度分析报告和油井下的套管尺寸，选择相近的几种过滤精度不同的的待测防砂筛管样品，将待测防砂筛管切割成长度相同的样品，并在每个待测防砂筛管样品2的一端焊接待测防砂筛管样品顶盖1；

步骤202：将待测防砂筛管样品2的另一端套在待测防砂筛管样品底座3的上段17外，并在待测防砂筛管样品2与待测防砂筛管样品底座3接触面上通过焊接进行密封加固，使待测防砂筛管样品2与待测防砂筛管样品底座3固定成为一体；

步骤203：将待测防砂筛管样品底座3连同固定在其上的待测防砂筛管样品2一同安装在待测防砂筛管样品固定装置10上；

步骤204：向盛砂罐8中填装配置好的湿润的地层砂9；

为了保证每个待测防砂筛管样品2上部的渗透压相同，应使砂柱保持同一高度，砂柱的高度高出待测防砂筛管样2品50mm左右；另外，为了减少流体6对地层砂9的冲蚀，使流体6可以均匀地渗透到地层砂9中，还可以在填砂结束后在地层砂9的顶部加盖一层由金属丝编织制成的扩散网7；

步骤205：向已经填装地层砂9的盛砂罐8中注入流体6；

流体6可以为水或油等；通常情况下，流体6的液面高度应没过砂柱，最好高出砂柱50mm，此时，流体6和地层砂9会穿过待测防砂筛管样品2侧壁的小孔从待测防砂筛管样品2出口流出；

步骤206：当流出的流体和砂子稳定后，同时在每个待测防砂筛管样品2的出口下放置容器，并经过一定时间后，同时取出放置在待测防砂筛管样品下的容器；

容器具体可以使用烧杯，用于盛装流出的液体和砂子；

步骤207：静置容器，当砂子完全沉淀后，倒出流体，称量流体的质量或体积，并烘干砂子，称量砂子的质量；

流体质量大的，该待测防砂筛管样品的流量较大；同时，砂子质量小的则该待测防砂筛管样品的出砂率低，这样的待测防砂筛管样品的防砂效果较好。通过上述比较就可以得出不同类型的待测防砂筛管在同一油藏条件下的流量和出砂率，进而为选择防砂效果最好的防砂筛管提供准确而可靠的依据。

本发明实施例运用检测防砂筛管防砂性能的装置进行试验，可以准确地测量出防砂筛管在油井中的出流量和出砂率，还可以直观地对比不同过滤精度的防砂筛管的防砂效果，准确选择出适用于不同油藏条件和砂质的防砂筛管，从而提高产油量；本发明实施例的检测防砂筛管防砂性能的装置制作成本低，工艺简单，适用于各种采油条件。另外，本发明实施例的检测防砂筛管防砂性能的方法不需要复杂的检测设备就可以准确地测量出防砂筛管在油井中的出流量和出砂率，并且检测结果准确，不受具体地质条件限制、便于实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种检测防砂筛管防砂性能的装置，其特征在于，所述装置包括：一个待测防砂筛管样品固定装置、一个盛砂罐、三个以上支撑架及一个以上待测防砂筛管样品底座；

所述待测防砂筛管样品固定装置上开有一个以上的安装透孔，用于安装所述待测防砂筛管样品底座；

所述支撑架安装在所述待测防砂筛管样品固定装置下部，用于将所述待测防砂筛管样品固定装置架空；

所述盛砂罐安装在所述待测防砂筛管样品固定装置上表面，并与所述待测防砂筛管样品固定装置密封贴合；

所述待测防砂筛管样品底座与所述待测防砂筛管样品固定装置配合安装，用于将待测防砂筛管样品固定在所述待测防砂筛管样品固定装置上。

2.根据权利要求1所述的检测防砂筛管防砂性能的装置，其特征在于，所述盛砂罐由透明材料制成。

3.根据权利要求1所述的检测防砂筛管防砂性能的装置，其特征在于，所述安装透孔的圆心依次连线呈等边多边形，并且所述等边多边形的外接圆心与所述待测防砂筛管样品固定装置的几何圆心相重合。

4.根据权利要求1所述的检测防砂筛管防砂性能的装置，其特征在于，所述装置还包括一个面积与所述盛砂罐内截面积相同的扩散网。

5.根据权利要求1所述的检测防砂筛管防砂性能的装置，其特征在于，在所述待测防砂筛管样品固定装置与所述待测防砂筛管样品底座的接触面之间设置有第一密封垫圈。

6.根据权利要求1所述的检测防砂筛管防砂性能的装置，其特征在于：在所述待测防砂筛管样品固定装置上表面外缘安装有凸圈。

7.根据权利要求6所述的检测防砂筛管防砂性能的装置，其特征在于：在所述凸圈与所述待测防砂筛管样品固定装置之间安装有第二密封垫圈。

8.一种检测防砂筛管防砂性能的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：将一个以上的待测防砂筛管样品分别固定在待测防砂筛管样品底座上；

步骤B：将固定有待测防砂筛管样品的待测防砂筛管样品底座分别安装在待测防砂筛管样品固定装置上；

步骤C：向盛砂罐中填装地层砂，并向所述盛砂罐中注入流体；

步骤D：分别用容器盛装在同一时间内从各待测防砂筛管样品中流出的地层砂和流体；

步骤E：称量每个容器内盛接到的地层砂量和流体量。

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