CN205719486U - 一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，该系统包括井筒筒化子系统、压力模拟子系统、电机动力子系统，其中压力模拟子系统的输出端与井筒筒化子系统的进水口连接，电机动力子系统的输出端与井筒筒化子系统的抽油杆连接，本实用新型模拟煤层气井的真实生产环境，即实现对不同压力条件下支撑剂或煤粉含量等颗粒物较高及井下流体流速较慢时的井下生产环境的模拟，以检测检测改进打孔筛管在不同井斜角下的防堵塞效果，本实用新型结构简单，制作方便，实用新强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，属于能源开发技术领域。
背景技术
目前，煤炭在我国的一次能源结构中所占的比例一直保持在70%以上，而天然气（常规天然气、非常规天然气）在能源消费中所占的比例较少，一方面是我国常规天然气的产量低，另一方面是我国非常规天然气（煤层气、页岩气、致密砂岩气等）的开发技术不成熟，导致产气量相对较低。其中，煤层气开发技术问题就包括在排采过程中煤层支撑剂及煤粉运移至筛管，导致筛管堵塞，影响泵的正常工作，需要通过修井来清理筛管中的堵塞物，而修井会造成排采中断，也会对煤储层造成伤害，影响煤层气井的产气量，因此，需要对筛管的结构进行改进，避免支撑剂和煤粉在筛管中沉积对排采造成的影响。
现在通用的筛管是筛管上打圆形或长条状的出砂孔，在一定程度上能够将进入筛管内的支撑剂和煤粉冲出筛管，从出砂孔流出，但当支撑剂或煤粉含量较高及井下流体流速较慢时，进入筛管内的部分支撑剂和煤粉就容易在筛管内沉积，影响泵效，最终导致筛管堵塞。
发明内容
本实用新型的目的是：针对现有技术的缺陷，提供一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，通过本实验测试系统，对改进的打孔筛管的防砂效果进行测试，可以为煤层气的现场开发提供技术支撑，有效避免由于筛管堵塞后修井对煤层气井的产气量造成的影响，以克服现有技术的不足。
本实用新型的技术方案,
一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，该系统包括井筒筒化子系统、压力模拟子系统、电机动力子系统，其中压力模拟子系统的输出端与井筒筒化子系统的进水口连接，电机动力子系统的输出端与井筒筒化子系统的抽油杆连接。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，在井筒筒化子系统的套管上下端各设置倾角模拟子系统以实现井筒筒化子系统产生0-90度倾斜。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，所述倾角模拟子系统包括固定架。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，所述井筒筒化子系统包括抽油杆，抽油杆下端连接活塞，油管和改进打孔筛管通过接箍连接起来；将连接在一起的抽油杆和活塞插入油管中，油管上端用密封圈和密封器封闭，改进打孔筛管下端用丝堵封闭，将上述连接在一起的装置放入套管中，套管下端用密封器封闭，上端用萝卜头封闭，在套管的下端设置一个进水口，在油管的最上端设置出水口，在进、出水口出都设置阀门。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，所述改进打孔筛管包括打孔筛管，在打孔筛管的管壁上设置出砂孔，在打孔筛管内壁上设置筛管内齿片。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，所述筛管内齿片为扇形结构，且该筛管内齿片的圆弧端与打孔筛管的内壁连接固定。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，在筛管内齿片上均匀设置筛管内齿片过砂孔。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，位于打孔筛管下端的筛管内齿片过砂孔的孔径大于位于打孔筛管上端的筛管内齿片过砂孔的孔径。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，所述压力模拟子系统包括压力表，高压软管和水泵，压力表安装在进水口上，通过高压软管将进水口和水泵连接起来，组成压力模拟子系统。
前述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统中，所述电机动力子系统包括电机和传动装置，传动装置将抽油杆和电机连接起来实现实现抽油杆的上下移动。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型模拟煤层气井的真实生产环境，即实现对不同压力条件下支撑剂或煤粉含量等颗粒物较高及井下流体流速较慢时的井下生产环境的模拟，以检测检测改进打孔筛管在不同井斜角下的防堵塞效果，本实用新型结构简单，制作方便，实用新强。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图；
附图2是本实用新型中改进打孔筛管的俯视图；
附图3是附图2的剖面图；
附图4是本实用新型中打孔筛管内齿片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，但不作为对本实用新型的任何限制。
本实用新型的实施例：一种改进的防堵塞打孔筛管，如附图所示，包括打孔筛管1，在打孔筛管1的管壁上设置出砂孔3，在打孔筛管1内壁上设置筛管内齿片4。
其中该筛管内齿片2为扇形结构，且该筛管内齿片2的圆弧端与打孔筛管1的内壁连接固定，在筛管内齿片2上均匀设置筛管内齿片过砂孔4，且位于打孔筛管1下端的筛管内齿片过砂孔4的孔径大于位于打孔筛管1上端的筛管内齿片过砂孔4的孔径。
打孔筛管即常见的打孔筛管，筛管的目的是对煤层中产出的水进行一定的过滤和缓冲作用，促使煤层中流出的支撑剂和煤粉等颗粒物在人工井底沉积，避免煤层产水直接和井下泵筒接触，造成颗粒物在泵筒内聚集和堵塞，影响水的正常产出和泵的功效；
筛管内齿片即筛管内的扇形钢片，抽油杆在油管内上下移动的过程中，带动油管内的水一起运移，筛管内齿片的作用就是加强筛管内的水在流动过程中的扰动效应，避免支撑剂和煤粉等颗粒物在静水条件下的沉积，促进筛管内的颗粒物在水流动的作用下流出筛管；
筛管壁出砂孔即在筛管壁上留下的出砂孔，其目的是在筛管内水流动的过程中，促使进入筛管内的支撑剂和煤粉等颗粒物随水流从出砂孔流向筛管与套管之间的环形空间，最终沉淀在井底的人工口袋；
筛管内齿片过砂孔即齿片上直径大小不一（沉砂管底端的过砂孔直径大，上端的过砂孔直径小）的圆形过砂孔，齿片对筛管内的水在流动过程中造成扰动效果，齿片上的过砂空会进一步增强对水流的扰动效果，避免支撑剂和煤粉含量较高及井下流体流速较慢时，支撑剂和煤粉等颗粒物在筛管内的沉积。
为更好检测本实用新型的效果，根据本实用新型的结构设计了测试本实用新型性能的试验测试系统，该系统包括以下几部分。
1井筒简化子系统,
井筒简化子系统是针对煤层气井的排采过程中，支撑剂和煤粉等颗粒物会随水的产出而流向井筒，对井筒进行简化，便于模拟井下的生产状况，测试改进打孔筛管的防堵塞效果。井筒简化子系统包括：5-抽油杆、6-活塞、7-密封圈、8-密封器、9-油管、10-接箍、11-改进打孔筛管、12-丝堵、13-套管、14-萝卜头、15-进水口、16-阀门、17-出水口。
井筒简化子系统中，抽油杆5下端连接活塞6，油管9和改进打孔筛管11通过接箍10连接起来；将连接在一起的抽油杆5和活塞6插入油管中，油管9上端用密封圈7和密封器8封闭，改进打孔筛管11下端用丝堵12封闭，并上述连接后的装置一起下入套管13中，套管13下端用密封器8封闭，上端用萝卜头14封闭，在套管13的下端设置一个可以安置阀门16和压力表18的进水口15，在油管9的最上端设置一个可以安置阀门16的出水口17，在实验测试的过程中，通过进水口15处进水模拟煤层产水、抽油杆5的上下移动模拟排采设备生产过程中的冲程冲次、微开出水口17上的阀门16或定时开启出水口17上的阀门16模拟煤层气井的日产水，从而实现模拟煤层气井的生产全过程。
2压力模拟子系统,
压力模拟子系统的主要目的是模拟煤层气井的真实生产环境，即实现对不同压力条件下支撑剂或煤粉含量等颗粒物较高及井下流体流速较慢时的井下生产环境的模拟；压力模拟子系统包括：18-压力表、19-高压软管、20-水泵，且该压力模拟子系统与井筒简化子系统的进水口15连接。
压力模拟子系统中，压力表18安装在进水口15上，其主要作用是监测套管13下端的压力，通过高压软管19将进水口15和水泵20连接起来，组成压力模拟子系统。在实验测试的过程中，通过压力表18上的读数获得套管13下端的压力，通过调节水泵20来改变套管13下端的压力，模拟煤层气井下的不同压力的生产条件，从而实现不同压力条件下改进打孔筛管防堵塞效果的实验测试。
3电机动力子系统,
电机动力子系统的主要目的是模拟抽油机的工作，实现抽油杆在油管内的上下移动。电机动力子系统包括：21-电机、22-传动装置。
电机动力子系统中，通过传动装置22将抽油杆5和电机21连接起来,在实验测试的过程中，通过电机21来控制传动装置22，利用传动装置22来实现抽油杆5在油管9内的上下移动，模拟煤层气井的不同排采控制的生产条件，从而实现不同排采控制下改进打孔筛管防堵塞效果的实验测试。
4倾角模拟子系统,
倾角模拟子系统的主要目的是模拟煤层气井不同的井斜角0-90°之间任意角度的生产环境，检测改进打孔筛管在不同井斜角下的防堵塞效果,倾角模拟子系统包括：23-固定架。
倾角模拟子系统中，将两个固定架23固定在套管13的上下两端，在实验测试的过程中，通过控制套管13上端的固定架23的高度，模拟煤层气井的不同井斜角的生产条件，从而实现不同井斜角下改进打孔筛管防堵塞效果的实验测试。
基于井筒简化子系统，通过压力模拟子系统、电机动力子系统、倾角模拟子系统来实现对模拟煤层气井不同井底压力条件下、不同排采控制条件下、不同井斜角条件下的改进打孔筛管防堵塞效果的实验测试，为煤层气井生产过程中的防砂防煤粉的排采控制提供指导。
发明优点：
1本专利可以有效防止煤层气井在排采过程中，当支撑剂或煤粉含量较高及井下流体流速较慢时颗粒物沉降在筛管内造成的堵塞，减少煤层气井的修井次数和对煤储层造成的伤害；
2本专利能够对改进的打孔筛管的防堵塞效果进行测试，得到在不同井倾角条件下的合理筛管内齿片分布状态，避免煤层气井在实际排采过程中造成堵塞，影响煤层气井的正常排采和产气量。
Claims (10)
1.一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：该系统包括井筒筒化子系统、压力模拟子系统、电机动力子系统，其中压力模拟子系统的输出端与井筒筒化子系统的进水口（15）连接，电机动力子系统的输出端与井筒筒化子系统的抽油杆（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：在井筒筒化子系统的套管（13）上下端各设置倾角模拟子系统以实现井筒筒化子系统产生0-90度倾斜。
3.根据权利要求2所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：所述倾角模拟子系统包括固定架（23）。
4.根据权利要求1所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：所述井筒筒化子系统包括抽油杆（5），抽油杆（5）下端连接活塞（6），油管（9）和改进打孔筛管（11）通过接箍（10）连接起来；将连接在一起的抽油杆（5）和活塞（6）插入油管（9）中，油管（9）上端用密封圈（7）和密封器（8）封闭，改进打孔筛管（11）下端用丝堵（12）封闭，将上述连接在一起的装置放入套管（13）中，套管（13）下端用密封器（8）封闭，上端用萝卜头（14）封闭，在套管（13）的下端设置一个进水口（15），在油管（9）的最上端设置出水口（17），在进、出水口出都设置阀门（16）。
5.根据权利要求4所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：所述改进打孔筛管（11）包括打孔筛管（1），在打孔筛管（1）的管壁上设置出砂孔（3），在打孔筛管（1）内壁上设置筛管内齿片（2）。
6.根据权利要求5所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：所述筛管内齿片（2）为扇形结构，且该筛管内齿片（2）的圆弧端与打孔筛管（1）的内壁连接固定。
7.根据权利要求5所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：在筛管内齿片（2）上均匀设置筛管内齿片过砂孔（4）。
8.根据权利要求5所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：位于打孔筛管（1）下端的筛管内齿片过砂孔（4）的孔径大于位于打孔筛管（1）上端的筛管内齿片过砂孔（4）的孔径。
9.根据权利要求1所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：所述压力模拟子系统包括压力表（18），高压软管（19）和水泵（20），压力表（18）安装在进水口（15）上，通过高压软管（19）将进水口（15）和水泵（20）连接起来，组成压力模拟子系统。
10.根据权利要求1所述的一种改进的防堵塞打孔筛管的实验测试系统，其特征在于：所述电机动力子系统包括电机（21）和传动装置（22），传动装置（22）将抽油杆（5）和电机（21）连接起来实现实现抽油杆（5）的上下移动。
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| US10697277B2 (en) | 2017-04-07 | 2020-06-30 | China University Of Petroleum (East China) | Simulation device and method for integrated evaluation experiment for sand control wellbore plugging and plugging removal |
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