CN111852414A - 一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及井下防砂完井工具领域，具体是一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，包括基管、外保护罩、活动滤网、分隔支撑肋板和弹簧，活动滤网包括弧形滤网单元；分隔支撑肋板沿基管的径向固设于基管与外保护罩之间，基管、外保护罩和相邻的两个分隔支撑肋板之间形成分隔腔；弧形滤网单元设置在分隔腔内并可沿基管的径向活动，在弹簧的作用下，弧形滤网单元的内弧面贴靠在基管的外圆面上，并且弧形滤网单元的侧面贴靠在分隔支撑肋板的侧面上。本发明还提供了一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用。本发明通过设置活动滤网、分隔支撑肋板和弹簧，能够保证挡砂精度，在向地层注入流体时不需要因筛管堵塞而拆装防砂筛管，减少防砂作业成本，提高生产的效率和油田的效益。
Description
技术领域
本发明涉及井下防砂完井工具领域，具体是一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管及其应用。
背景技术
我国稠油资源分布广泛，储量丰富。随着世界对石油需求量的增加和即将面临的各种能源短缺问题，稠油资源的开发也变得尤其重要。但是大部分稠油油藏由于储层疏松、胶结强度低，普遍存在地层出砂问题，造成生产设备的损害以及产量大幅降低。由于稠油粘度高，携砂能力强，流体的冲刷会导致井筒附近储层结构发生破坏，进一步加剧出砂。同时，蒸汽吞吐的高速蒸汽强烈冲刷地层，形成的冷凝水会溶蚀胶结物降低胶结强度，使近井地带及油藏内部骨架砂遭到破坏，也会加剧油井出砂。对于上述出砂问题，正常开采需要采取必要的防砂措施。
独立机械筛管防砂是在井底正对生产层位悬挂机械筛管，筛管允许流体通过但可阻挡地层砂，从而达到防止地层砂进入井筒的目的。针对石油的流体注入-回采工艺，比如蒸汽吞吐热采，目前蒸汽吞吐井所用的挡砂介质固定的筛管存在的问题有：(1)如图1所示，在上一轮次蒸汽吞吐后筛管挡砂介质易形成堵塞，筛管挡砂介质的渗透率大大降低。由于挡砂介质是固定的，导致在下一轮次蒸汽吞吐时难以注入蒸汽(如图2所示)，严重影响油井的正常生产。(2)对于上述提到的第二轮次蒸汽吞吐时难以注入蒸汽的问题，目前应对的措施是通过作业从井下取出筛管，然后再进行注蒸汽，最后下入筛管进行防砂作业，该措施会大大增加油井防砂的成本，影响油田生产的效益。
针对其他的流体注入采油工艺，比如注水采油或注聚合物采油，当停止注入流体以后，在地层压力作用下，流体会反向流向井底，导致地层出砂，进而导致地层砂堵塞筛管，影响流体的再次注入。需要耗费大量的人力物力才能解决此问题，会增加油田作业成本，影响油田生产的效益。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，通过设置活动滤网、分隔支撑肋板和弹簧，能够保证挡砂精度，在向地层注入流体时不需要因筛管堵塞而拆装防砂筛管，减少防砂作业成本，提高生产的效率，保证油田的效益。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，包括基管、外保护罩、活动滤网、分隔支撑肋板和弹簧，所述外保护罩套设在基管的外部，所述活动滤网包括弧形滤网单元；所述分隔支撑肋板沿基管的径向固设于基管与外保护罩之间，所述基管、外保护罩和相邻的两个分隔支撑肋板之间形成分隔腔；所述弧形滤网单元设置在分隔腔内并可沿基管的径向活动，在所述弹簧的作用下，所述弧形滤网单元的内弧面贴靠在基管的外圆面上，并且所述弧形滤网单元的侧面贴靠在分隔支撑肋板的侧面上。
本发明的技术方案还有：所述弹簧设在外保护罩与弧形滤网单元之间。
本发明的技术方案还有：所述分隔支撑肋板沿基管的周向均设有四块。
本发明的技术方案还有：所述分隔支撑肋板分别与外保护罩和基管焊接固定。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：(1)针对石油的流体注入-回采工艺，回采时，在弹簧的作用下，弧形滤网单元的内弧面贴靠在基管的外圆面上，并且弧形滤网单元的侧面贴靠在分隔支撑肋板的侧面上，多块弧形滤网单元形成整体的挡砂介质层，保证挡砂精度；在完成上一轮流体注入-回采后，如果弧形滤网单元被堵塞，则弧形滤网单元在基管内外压差的作用下沿基管的径向外移，使弧形滤网单元与基管、分隔支撑肋板之间形成流体通道，以供流体注入地层，因此在后续注入时不需要取出筛管，减少了防砂作业成本，提高了生产的效率，保证了油田的效益；(2)针对其他的流体注入采油工艺，当停止注入流体以后，在地层压力作用下，流体会反向流向井底，导致地层出砂，多块弧形滤网单元形成整体的挡砂介质层能够保证挡砂精度；如果地层砂堵塞筛管，弧形滤网单元在基管内外压差的作用下沿基管的径向外移，使弧形滤网单元与基管、分隔支撑肋板之间形成流体通道，以供流体再次注入地层；(3)分隔支撑肋板沿基管的径向固设于基管与外保护罩之间，基管、外保护罩和相邻的两个分隔支撑肋板之间形成分隔腔，使弧形滤网单元能够在压差和弹簧的共同作用下沿基管的径向移动，并且使弧形滤网单元彼此之间的移动互不影响，防止弧形滤网单元因所受压力不均而偏转、错位，保证活动滤网在挡砂时不会出现缝隙，保证挡砂效果。
本发明还提供了一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，将上述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于流体注入采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在流体注入井中。
本发明的技术方案还有：所述流体注入井为回采井。
本发明的技术方案还有：将上述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于蒸汽吞吐热采，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在蒸汽注入井中。
本发明的技术方案还有：将上述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于氮气泡沫吞吐采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在氮气注入井中。
本发明的技术方案还有：将上述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于注水采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在注水井中。
本发明的技术方案还有：将上述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于注聚合物采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在聚合物注入井中。
附图说明
图1为现有技术中石油采收时筛管的工作状态参考图。
图2为现有技术中第一轮注入-回采后，再次注入时筛管的工作状态参考图。
图3为实施例一中吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的主视半剖图。
图4为图3中A-A向的剖视图。
图5为实施例一中石油回采时吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的工作状态参考图。
图6为实施例一中第一轮注入-回采后，再次注入时吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的工作状态参考图。
图中：1、基管，2、外保护罩，3、分隔支撑肋板，4、弧形滤网单元，5、弹簧，6、分隔腔，7、导流孔，8、现有技术中的筛管，9、地层砂。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。因本发明比较复杂，因此实施方式仅对本发明的发明点部分进行详述，本发明未详述部分均可采用现有技术。
实施例1：
如图3和图4所示，一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，包括基管1、外保护罩2、活动滤网、分隔支撑肋板3和弹簧5。
所述基管1采用标准油管或套管加工而成，基管1壁面开设贯穿管壁的圆形导流孔7，导流孔7在基管1的管壁均匀分布，导流孔7密为40-100孔/米，直径为8-10mm，基管1和导流孔7的主要作用为保证筛管整体强度，提供油气入流通道。
所述外保护罩2套设在基管1的外部，所述外保护罩2的材质为304钢，厚度1-1.5mm，外壁上采用螺旋冲缝结构，供流体通过。外保护罩2的抗冲蚀、抗腐蚀能力强，主要作用为防止内部结构受损，以及安装活动滤网。
所述活动滤网包括四个弧形滤网单元4，弧形滤网单元4使用单层金属丝垂直交错编织网，网孔为正方形，标称精度与地层砂的比值是0.75左右，金属丝直径为0.3-0.5mm，材质为316L钢材。
所述分隔支撑肋板3沿基管1的径向焊接固设于基管1与外保护罩2之间，所述分隔支撑肋板3沿基管1的周向均设有四块。所述基管1、外保护罩2和相邻的两个分隔支撑肋板3之间形成扇环形的分隔腔6。
所述弧形滤网单元4设置在分隔腔6内并可沿基管1的径向活动，在所述弹簧5的作用下，所述弧形滤网单元4的内弧面贴靠在基管1的外圆面上，并且所述弧形滤网单元4的侧面贴靠在分隔支撑肋板3的侧面上，具体的，在本实施例中，所述弹簧5以压缩状态处于外保护罩2与弧形滤网单元4之间。
本实施例还提供了一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用：将上述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于蒸汽吞吐热采工艺，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在蒸汽注入井中。回采时，如图5所示，在弹簧5的作用下，弧形滤网单元4的内弧面贴靠在基管1的外圆面上，并且弧形滤网单元4的侧面贴靠在分隔支撑肋板3的侧面上，多块弧形滤网单元4形成整体的挡砂介质层，保证挡砂精度；在完成上一轮蒸汽注入-回采后，如果弧形滤网单元4被堵塞，则弧形滤网单元4在基管1内外压差的作用下沿基管1的径向外移(如图6所示)，使弧形滤网单元4与基管1、分隔支撑肋板3之间形成流体通道，以供蒸汽注入地层，因此在后续蒸汽注入时不需要取出本实施例中的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，减少了防砂作业成本，提高了生产的效率，保证了油田的效益。
实施例2：
本实施例提供了一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，不同于实施例1，本实施例将实施例一中的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于氮气泡沫吞吐采油工艺，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在氮气泡沫注入井中。
实施例3：
本实施例提供了一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，不同于实施例1或2，本实施例将实施例一中的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于注水采油工艺，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在注水井中。当注水井停注以后，地层压力大于井底压力，造成流体的返吐，引起出砂，如果弧形滤网单元4被地层砂堵塞，吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管能够保证挡砂效果，并可以实现水的再次顺利注入。
实施例4：
本实施例提供了一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，不同于实施例1或2或3，本实施例将实施例一中的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于注聚合物采油工艺，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在聚合物注入井中。当聚合物注入井停注以后，地层压力大于井底压力，造成流体的返吐，引起出砂，如果弧形滤网单元4被地层砂堵塞，吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管能够保证挡砂效果，并可以实现聚合物的再次顺利注入。
上面结合附图对本发明的实施例做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，包括基管(1)和外保护罩(2)，所述外保护罩(2)套设在基管(1)的外部，其特征在于：还包括活动滤网、分隔支撑肋板(3)和弹簧(5)，所述活动滤网包括弧形滤网单元(4)；所述分隔支撑肋板(3)沿基管(1)的径向固设于基管(1)与外保护罩(2)之间，所述基管(1)、外保护罩(2)和相邻的两个分隔支撑肋板(3)之间形成分隔腔(6)；所述弧形滤网单元(4)设置在分隔腔(6)内并可沿基管(1)的径向活动，在所述弹簧(5)的作用下，所述弧形滤网单元(4)的内弧面贴靠在基管(1)的外圆面上，并且所述弧形滤网单元(4)的侧面贴靠在分隔支撑肋板(3)的侧面上。
2.根据权利要求1所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，其特征在于：所述弹簧(5)设在外保护罩(2)与弧形滤网单元(4)之间。
3.根据权利要求1或2所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，其特征在于：所述分隔支撑肋板(3)沿基管(1)的周向均设有四块。
4.根据权利要求1或2所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管，其特征在于：所述分隔支撑肋板(3)分别与外保护罩(2)和基管(1)焊接固定。
5.一种吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，其特征在于：将如权利1-5任一所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于流体注入采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在流体注入井中。
6.根据权利要求5所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，其特征在于：所述流体注入井为回采井。
7.根据权利要求6所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，其特征在于：将如权利1-5任一所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于蒸汽吞吐热采，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在蒸汽注入井中。
8.根据权利要求6所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，其特征在于：将如权利1-5任一所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于氮气泡沫吞吐采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在氮气注入井中。
9.根据权利要求5所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，其特征在于：将如权利1-5任一所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于注水采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在注水井中。
10.根据权利要求5所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管的应用，其特征在于：将如权利1-5任一所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管应用于注聚合物采油，所述的吞吐生产油井活动滤网式防砂筛管安装在聚合物注入井中。
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