CN203835348U - 一种梯度孔滤砂管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种梯度孔滤砂管，包括由内至外依次套装的中心管、过滤筒及外套，中心管及外套上均设置有过滤通孔，过滤筒、外套端部封口，所述过滤筒为具有滤孔的网状结构，滤孔由过滤筒外向内逐渐放大形成梯度孔。本实用新型利用具有梯度孔的过滤筒与中心管、外套配合，通过梯度孔表面过滤效应，较好地解决了滤砂管防砂的堵塞问题，防砂效果好、热效率提高，可实现热采井防砂、注蒸汽、生产一体化。

Description

一种梯度孔滤砂管

技术领域

本实用新型涉及油田原油生产防砂领域，具体地，涉及一种梯度孔滤砂管。

背景技术

在油田原油生产过程中，胶结疏松的地层砂会被油、水携带至油井的井筒，造成油井不能正常生产。

砂岩稠油油藏注蒸汽吞吐热采井出砂较严重，目前主要以绕丝筛管砾石高压充填防砂，防砂效果较好。现场也存在一些问题：

1）由于蒸汽容易将绕丝充填的砾石携带至地层深部，导致其失去砾石层而挡不住地层砂，造成防砂失败。因此，多数油井、特别是胶结疏松的砂岩油井，采用先注蒸汽后防砂来解决。但充填时温度低的携砂液进入井筒内造成部分热量损失，使得热效率降低。

2）对长井段井，砾石充填时易形成砂桥，造成砾石充填不密实，地层砂进入砾石层而造成堵塞。

3）绕丝筛管抗弯曲性差，弯曲时易造成筛缝变大而被破坏，在大斜度井、水平井上运用防砂效果差。

其次是滤砂管防砂，由于防砂后堵塞较严重几乎被淘汰。但滤砂管防砂具有施工简单、作业成本低等优点，加之绕丝筛管砾石充填在稠油热采井防砂上存在的问题，研制一种适应热采井更经济更有效的滤砂管防砂装置，是油田生产的需要，会带来更大的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种梯度孔滤砂管，使其不易堵塞、防砂效果好、热效率提高，可实现热采井防砂、注蒸汽、生产一体化。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种梯度孔滤砂管，包括由内至外依次套装的中心管、过滤筒及外套，中心管及外套上均设置有过滤通孔，过滤筒、外套端部封口，所述过滤筒为具有滤孔的网状结构，滤孔由过滤筒外向内逐渐放大形成梯度孔。

进一步地，所述过滤筒是由梯形丝或三角丝绕组在呈圆周式排列的一组支撑丝上焊制而成，且梯形或三角的顶部朝向过滤筒内部。

进一步地，所述梯形丝或三角丝分别为正梯形丝或正三角丝。

进一步地，所述中心管材质为J55或N80油管，过滤筒为冷压不锈钢丝焊筒，外套为普通材质的焊管。

进一步地，所述外套的过滤通孔孔径大于中心管的过滤通孔孔径，且外套的过滤通孔间的孔中心距小于中心管的过滤通孔间的孔中心距。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型利用具有梯度孔的过滤筒与中心管、外套配合，通过梯度孔表面过滤效应，较好地解决了滤砂管防砂的堵塞问题，现场取得了好的效果，从而改变了滤砂管防砂现状，同时也弥补了绕丝筛管在热采井防砂的不足，具有热效率高、缩短措施占井时间的特点，实现了防砂、注蒸汽、生产一体化。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为梯度孔滤砂管的整体结构（局剖）示意图；

图2为过滤筒的轴向剖面图；

图3为梯度孔滤砂管的使用状态示意图（注蒸汽防砂）；

图4为梯度孔滤砂管的使用状态示意图（抽油防砂）；

图5为中心管和外套上的局部布孔方式图；

图6为梯度孔滤砂管与现有的环氧树脂滤砂管的采液强度对比曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型主要是针对现有的砂岩稠油油藏注蒸汽吞吐热采井中防砂装置及工艺的不足，在对现有滤砂管堵塞原因分析的基础上，通过大量室内试验，研制出了梯度孔滤砂管。

如图1所示，为梯度孔滤砂管的整体结构（局剖）示意图，包括由内至外依次套装的中心管1、过滤筒2及外套3，中心管1及外套3上均设置有过滤通孔，过滤筒2、外套3端部封口（如焊接封口），过滤筒2为具有滤孔23的网状结构，滤孔23由过滤筒外向内逐渐放大形成梯度孔（配合图2所示）。

配合图2所示，其中，过滤筒2可以参照绕丝筛管V型缝的结构原理，采用不同规格直径的不锈钢丝冷压整形为正三角形或正梯形，图中所示为正梯形，在绕丝筛管生产设备上由正梯形丝21绕组在呈圆周式排列的一组支撑丝上进行经纬触点全焊接，梯形或三角的顶部朝向过滤筒2内部，最终制成网状结构、具有梯度孔的不同过滤精度和直径的过滤筒2，不同过滤筒为了形成不同的过滤精度和直径而采用不同规格直径的不锈钢丝。

图3、4分别为梯度孔滤沙管的使用状态示意图，其100为梯度孔滤砂管,101为扶正器、102为Y445-150封、103为丝堵、104为补偿式热敏封、105为抽油泵。用封隔器（Y445-150封102）将梯度孔滤砂管100悬挂于油井出砂部位，封隔器起到密封梯度孔滤砂管100外环形空间的作用，使油水只能通过滤砂管采出；梯度孔滤砂管100上下用扶正器102扶住，且其中心管底部用丝堵103堵住。热采井注蒸汽防砂时，蒸汽从井口注入，到达梯度孔滤砂管100，经梯度孔滤砂管100注入油层（图3）。在生产中做抽油防砂使用时，抽油泵105从上部抽油，油、水通过梯度孔滤砂管100被采出地面（图4），而地层砂被滤砂管过滤、阻挡在环形空间和油层中，从而起到了防砂的作用。

下面详细介绍几种优选的梯度孔滤砂管的规格。

中心管材质可采用J55或N80油管，外套采用普通材质的焊管，为具有液流通道，中心管及外套上均需钻孔，其布孔方式如图5所示，均匀分布，呈正三角形。其中，较为合适的是外套的过滤通孔孔径大于中心管的过滤通孔孔径，且外套的过滤通孔间的孔中心距小于中心管的过滤通孔间的孔中心距。

以中心管外径为Φ89mm或Φ73mm为例，中心管钻孔孔径为12mm，外套为23mm。中心管的过滤通孔间的孔中心距为60mm，外套上的过滤通孔间的孔中心距为40mm。

根据外套尺寸及套变井缩径情况，梯度孔滤沙管外径有三种规格。分别为108mm、89mm、76mm，其中：108mm、89mm分别为3"、2"油管扣连接。详见下表：

经实验验证，上述梯度孔滤砂管具有如下技术参数：

(1)耐蒸汽高温＞350℃；

(2)抗弯曲半径≥25m；

(3)挡砂精度0.05-0.11mm，可根据油藏区块出砂特征调整；

(4)滤砂管抗内压＞9MPa，抗外压＞13MPa；

(5)过滤筒具有梯度孔，自洁性强，抗堵塞。

进一步地，通过模拟井筒防砂装置等系统试验，其结果如下：

1)过滤效果：过滤能力强，采液强度高。在相同试验条件下，液流量是环氧树脂滤砂管的3到8倍，图6所示。

2)抗堵塞：粘土堵塞试验时，梯度孔具有突破压力。即当压差达到1.62MPa时，压差突然下降到1.3MPa左右，液流量增大，粘土被排出。后压差逐渐上升至1.62MPa时，压差再次下降。该状况周而复始，往复出现。说明具有梯度孔较强的抗粘土堵塞能力，相对现有技术中的过滤筒的滤孔形式抗堵塞能力强；

3)滤砂管性能：具有较好的抗弯曲能力强；化学性能稳定，耐酸碱、抗腐蚀，可在420℃高温蒸汽条件下长期使用。

结果分析认为：由于滤砂管具有梯度孔，过滤筒中不存在喉道，能通过外小孔的微砂粒就能顺利通过过滤筒而被采出，不会滞留在过滤筒中造成堵塞。

试验出现突破压力，这是其它滤砂管试验不成有过的。说明试验过程中聚集在过滤筒周围的砂粒不会形成架桥堵塞，因梯度孔使得砂粒失去了架桥基础。

也因具有梯度孔，与环氧树脂滤砂管相比，变深层过滤为表面过滤，极大地降低了油、水通过的阻力，采液强度得到了较大地提高。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种梯度孔滤砂管，包括由内至外依次套装的中心管、过滤筒及外套，中心管及外套上均设置有过滤通孔，过滤筒、外套端部封口，其特征在于，所述过滤筒为具有滤孔的网状结构，滤孔由过滤筒外向内逐渐放大形成梯度孔。

2.根据权利要求1所述的梯度孔滤砂管，其特征在于，所述过滤筒是由梯形丝或三角丝绕组在呈圆周式排列的一组支撑丝上焊制而成，且梯形或三角的顶部朝向过滤筒内部。

3.根据权利要求2所述的梯度孔滤砂管，其特征在于，所述梯形丝或三角丝分别为正梯形丝或正三角丝。

4.根据权利要求1-3任一项所述的梯度孔滤砂管，其特征在于，所述中心管材质为J55或N80油管，过滤筒为冷压不锈钢丝焊筒，外套为普通材质的焊管。

5.根据权利要求1-3任一项所述的梯度孔滤砂管，其特征在于，所述外套的过滤通孔孔径大于中心管的过滤通孔孔径，且外套的过滤通孔间的孔中心距小于中心管的过滤通孔间的孔中心距。