CN110984923A

CN110984923A - 一种新型防砂筛管

Info

Publication number: CN110984923A
Application number: CN201911353375.5A
Authority: CN
Inventors: 黄予麟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明提供了一种新型防砂筛管，该新型防砂筛管包括基管和过滤单元；其中，所述基管的管壁上设置有均匀分布的连接孔眼；所述过滤单元包括与所述连接孔眼可拆卸连接的连接圆环，以及设置在所述连接圆环的内圈中并用于过滤防砂的树脂砂过滤层；所述树脂砂过滤层包括通过固化剂固化在所述连接圆环的内圈中的树脂砂，所述树脂砂包括支撑剂，以及包裹所述支撑剂的树脂。本发明的有益效果是：本申请具有施工简单、成本低廉、过滤效果好、防砂有效期长的特点。

Description

一种新型防砂筛管

技术领域

本发明涉及到石油开采油、气、水井过滤设备技术领域，尤其涉及到一种新型防砂筛管。

背景技术

在油气田井生产过程中，浅层砂岩油层由于地层胶结差、强度低极易出砂。地层出砂危害巨大，它不仅会造成油井卡泵，损坏设备，影响正常生产；严重时会出现套管变形，地层亏空、盖层塌陷、油井报废。为了防止油气井出砂，相关人员研制开发出了多种防砂方法，一类是机械防砂，另一类是化学防砂，可以通过地层出砂情况、油井特点等选择不同的防砂方法。

筛管防砂，属于机械防砂的一种形式，又根据使用的筛管不同，形成了多种防砂方法。如割缝筛管防砂、金属绕丝筛管防砂、金属棉筛管防砂、TBS筛管防砂、金属烧结筛管防砂等。这类技术施工比较简单、成本低，特别是对出砂粒度中值较大的地层和稀油井具有较好的防砂效果。

无论哪一种筛管都由两部分组成，一部分是基管，另一部分是过滤单元，基管和过滤单元彼此连接，并给过滤单元提供强度支撑，在井筒高压环境下抵抗形变，为过滤单元提供支撑。过滤单元形状差异较大，有在基管壁上直接切割微缝的、有将基管打出多孔外面包裹多层筛网的、有将金属丝制成的过滤单元焊接到基管圆孔上的，这样形成了多种筛管，在油田生产过程中，可以根据不同井况，采用不同的筛管。

但目前筛管的过滤单元存在过滤孔隙过大和过滤孔隙不均匀的缺点，并且与基管连接不够灵活方便，为此，有必要设计一种新型防砂筛管。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种新型防砂筛管。

本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种新型防砂筛管，该新型防砂筛管包括基管和过滤单元；其中，

所述基管的管壁上设置有均匀分布的连接孔眼；

所述过滤单元包括与所述连接孔眼可拆卸连接的连接圆环，以及设置在所述连接圆环的内圈中并用于过滤防砂的树脂砂过滤层；

所述树脂砂过滤层包括通过固化剂固化在所述连接圆环的内圈中的树脂砂，所述树脂砂包括支撑剂，以及包裹所述支撑剂的树脂。

优选的，所述连接圆环与所述连接孔眼螺旋连接。

优选的，所述连接圆环的内圈表面设有丝扣，或设为粗糙或凹凸的不规则面。

优选的，所述支撑剂为被偶联剂改性的果壳颗粒、石英砂或陶粒，所述支撑剂的粒径为0mm～3.5mm；所述树脂为酚醛树脂或环氧树脂，所述树脂的厚度为4～10μm。

优选的，所述连接孔眼的直径为10mm～25mm。

优选的，所述连接圆环的外径为10mm～25mm，内径为5mm～20mm，长度≥5mm。

在上述实施例中，本申请具有施工简单、成本低廉、过滤效果好、防砂有效期长的特点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的新型防砂筛管的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的过滤单元的结构示意图。

图中：1-基管；2-过滤单元；21-连接圆环；22-树脂砂过滤层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了方便理解本发明实施例提供的新型防砂筛管，首先说明一下本申请实施例提供的新型防砂筛管的应用场景，本申请实施例提供的新型防砂筛管用于稠油井、稠油注汽井、稀油井、气井、水井防砂，是避免机械设备损坏、延长设备使用周期、稳定油、气、水井产量的重要设备，但目前筛管的过滤单元存在过滤孔隙过大和过滤孔隙不均匀的缺点，并且与基管连接不够灵活方便，为此本申请提供了一种新型防砂筛管，用以解决上述问题。

本申请具体是将用于化学防砂的树脂砂过滤层和用于机械防砂的基管巧妙的结合在一起，而研制出的一种以树脂砂过滤层为过滤单元的新型防砂筛管，可应用于稠油、稀油、气井、水井防砂。作业人员可根据设计要求通过专业设备将本新型防砂筛管连接、下放、固定到井底防砂位置，具有施工简单、成本低廉、过滤效果好、防砂有效期长的特点。下面结合附图及具体的实施例对其进行详细说明。

请参考图1、图2，图1是本发明实施例提供的新型防砂筛管的结构示意图，图2是本发明实施例提供的过滤单元的结构示意图。

如图1、图2所示，该新型防砂筛管包括基管1和过滤单元2，其中，基管1的管壁上设置有均匀分布的连接孔眼，过滤单元2包括与所述连接孔眼可拆卸连接的连接圆环21，以及设置在连接圆环21的内圈中并用于过滤防砂的树脂砂过滤层22。树脂砂过滤层22包括通过固化剂固化在连接圆环21的内圈中的树脂砂，所述树脂砂包括支撑剂，以及包裹支撑剂的树脂。连接圆环21与所述连接孔眼螺旋连接，连接圆环21起到支撑树脂砂过滤层22并与基管1连接的作用，树脂砂过滤层22起到过滤防砂的作用。

为了便于理解本申请提供的新型防砂筛管，本申请提供了树脂砂的制备方法、连接圆环21的制造方法以及过滤单元2的制作方法。下面将对上述方法依次进行说明。

上述提到所述树脂砂包括支撑剂，以及包裹支撑剂的树脂，其中，所述支撑剂为颗粒状，具体可为被偶联剂改性的果壳颗粒、石英砂或陶粒，当然也可以为其它选材广泛的粒料，所述支撑剂的粒径范围为0mm～3.5mm。所述树脂可为液态的酚醛树脂或环氧树脂，所述树脂包覆的厚度范围为4～10μm。用于对所述支撑剂改性的偶联剂因生产厂家较多，品牌号各有不同，在此不再一一列举。下面首先对树脂砂的制备方法进行详细说明。

树脂砂的制备方法：

步骤1：称取支撑剂、偶联剂和树脂，称取时按照如下比例称取：支撑剂和偶联剂的质量比为100：1～100：0.5，支撑剂和树脂的质量比为100：10～100：35；

步骤2：将称取好的支撑剂常温下与偶联剂充分混合，在支撑剂表面形成一层润湿层，形成的润湿层与树脂具有较强的亲和性，利于树脂在支撑剂表面涂覆；

步骤3：将上述带偶联剂的支撑剂与树脂混合，加温、烘干，去除混合物中的有机溶剂及水分；

步骤4：将上述烘干物常温冷却、破碎、筛分，得到树脂砂。

步骤2中，支撑剂与偶联剂的混合，应在低速搅拌机中混合5min以上，达到充分润湿支撑剂表面。

步骤3中，带偶联剂的支撑剂与树脂的混合，应在低速搅拌机中混合5min以上，达到支撑剂与树脂均匀分散。

步骤3中，加温、烘干在80℃下恒温5h。

步骤4中，冷却应在室外环境下进行，时间6h，保证树脂砂达到室温。

步骤4中，破碎应采用低速碾压方式，要求不能破坏树脂砂颗粒及树脂膜。

步骤4中，筛分应采用0.25-1.2mm筛网过筛。

上述提到基管1的管壁上设置有均匀分布的连接孔眼，所述连接孔眼的直径可为10mm～25mm。由于连接圆环21与所述连接孔眼采用螺旋连接的方式可拆卸连接，即事先可在所述连接孔眼内固定套设内螺纹丝扣。下面对连接圆环21的制造方法进行详细说明

连接圆环21的制造方法：

选取金属圆环作为连接圆环21，在连接圆环21的外圈表面固定套设与所述连接孔眼内的内螺纹丝扣相适配的外螺纹丝扣，使连接圆环21能螺旋拧入相对应的所述连接孔眼内，要求达到留在基管1表面的连接圆环21的面要与基管1表面保持一致并稍低为止。加工的连接圆环21的外径范围为10mm～25mm，内径为5mm～20mm，长度≥5mm。

当然，也可以是在所述连接孔眼内加工出内螺纹结构，在连接圆环21外表面加工出与所述内螺纹结构相适配的外螺纹结构，以使连接圆环21可螺旋连接在所述连接孔眼内。

作为优选，在连接圆环21的内圈表面固定设置丝扣，或将连接圆环21的内圈表面加工为粗糙或凹凸的不规则面，当然所述的丝扣为内螺纹丝扣，并且也可以是在连接圆环21的内圈表面加工出内螺纹，这样，可以使连接圆环21的内圈表面保持一定的粗糙度，目的是保证填充在连接圆环21内的树脂砂稳固、不易脱落。

上述提到，过滤单元2包括与所述连接孔眼可拆卸连接的连接圆环21，以及设置在连接圆环21的内圈中并用于过滤防砂的树脂砂过滤层22，即过滤单元2包括连接圆环21和树脂砂过滤层22两部分，连接圆环21为金属圆环，具体可为钢材材质的金属圆环。树脂砂过滤层22包括通过固化剂固化在连接圆环21的内圈中的树脂砂。下面就对过滤单元2的制作方法进行详细说明。

过滤单元2的制作方法：

取加工好的连接圆环21，将加工好的树脂砂与固化剂充分混合，填充到连接圆环21的内圈中，压实、压平，常温下干燥48h后，制成过滤单元2。

树脂砂与固化剂充分混合填充到连接圆环21的内圈中固结形成树脂砂过滤层22，树脂砂过滤层22常温下充分干燥后渗透率﹥1μm2，抗压强度＞1MPa。

上述固化剂为酸类，优选为盐酸。作为固化剂的盐酸的浓度质量百分数为5-15％，与树脂砂混合时，要求过量使用。

在一个具体实施例中，制作树脂砂的支撑剂优选为陶粒，对支撑剂改性的偶联剂优选为硅烷偶联剂，包覆的树脂优选为酚醛树脂，三者的质量比为100：0.5：25。

基管1采用钢级为N80的钢管，基管1的管径为139.7mm，壁厚为7.72mm，长度为10m，基管1上的连接孔眼采用螺旋式均匀布孔，每米布孔90个，连接孔眼的孔径位16mm，并在连接孔眼内固定套设内螺纹丝扣。

过滤单元2的连接圆环21采用316L材质的钢材金属环，壁厚3mm，直径16mm，长10mm，内圈表面固定设丝扣，外圈表面固定套设外螺纹丝扣。

将1kg树脂砂与1000ml质量比为10％的盐酸混合1min后，向过滤单元2的连接圆环21内填充，压实、压平，常温干燥48h。

将制备好的过滤单元2拧入基管1上的连接孔眼内以固定在基管1的连接孔眼上，过滤单元2外表面与基管1表面平行且略低于基管1表面。

将本申请提供的新型防砂筛管连接、下放、固定到井底防砂位置进行防砂，具有施工简单、成本低廉、过滤效果好、防砂有效期长的特点。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型防砂筛管，其特征在于，包括：基管和过滤单元；其中，

所述基管的管壁上设置有均匀分布的连接孔眼；

2.根据权利要求1所述的新型防砂筛管，其特征在于，所述连接圆环与所述连接孔眼螺旋连接。

3.根据权利要求1所述的新型防砂筛管，其特征在于，所述连接圆环的内圈表面设有丝扣，或设为粗糙或凹凸的不规则面。

4.根据权利要求1所述的新型防砂筛管，其特征在于，所述支撑剂为被偶联剂改性的果壳颗粒、石英砂或陶粒，所述支撑剂的粒径为0mm～3.5mm；所述树脂为酚醛树脂或环氧树脂，所述树脂的厚度为4～10μm。

5.根据权利要求1所述的新型防砂筛管，其特征在于，所述连接孔眼的直径为10mm～25mm。

6.根据权利要求1所述的新型防砂筛管，其特征在于，所述连接圆环的外径为10mm～25mm，内径为5mm～20mm，长度≥5mm。