CN215632911U - 防砂筛管及原油输运系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于原油开采设备领域，公开了一种防砂筛管及原油输运系统。该防砂筛管包括基管、设置在基管端部的接箍以及设置在基管表面的多个纽扣模块。纽扣模块包括外罩、内罩以及层叠设置在两者之间的中间防砂介质。外罩和内罩中的至少一个由具有防垢功能的亚稳合金金属制成。本实用新型的防砂筛管可以很好地解决油气井在生产、注入等状态下因为结垢而导致的筛管堵塞、产量降低等问题。

Description

防砂筛管及原油输运系统

技术领域

本实用新型涉及原油开采设备领域，特别是涉及到一种适用于抽油井、自喷井的具有防垢功能的防砂筛管及具有该防砂筛管的原油输运系统。

背景技术

在石油采油过程中，储层岩石颗粒会在生产压差及流体作用下从岩石骨架上脱落到油井中，这种现象称为出砂。出砂会导致地面和井下设备严重磨蚀、砂卡、冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增。出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管、砂埋油层导致停产。因此，生产过程中会在井下下入防砂筛管以阻挡地层砂进入井筒。防砂筛管的特点是保护罩和防砂介质以纽扣形式镶嵌在基管上，整体尺寸较小、方便下入井中，其中纽扣模块是决定整个防砂筛管性能的关键。

此外，在采油过程中，随着温度、压力的改变地层水的平衡状态也相应改变。在含有大量钙离子和碳酸氢根离子的地层水中，压力下降时二氧化碳分压下降，导致井筒及管线设备内产生碳酸钙沉积。在二次采油中，如注入水与地层水不相容则会在地层、油管和管线中产生严重的结垢。在注蒸汽驱油中常有碳酸钙、硫酸钙垢沉积。油田生产管线内的结垢更为普遍，油田的地下、地上生产设备、管线及原油处理加热设备内都会产生碳酸钙垢沉积。在钻井液、完井液应用中也会出现结垢问题。高密度盐水与地层水不相容引起硫酸钙垢沉积，造成近井地带堵塞，使油层渗透率降低。

此外，在筛管纽扣模块处，由于过流面积减小、流体入流集中，在此处被防砂介质阻挡的砂粒充当了沉积核心，更容易产生垢的沉积，进而堵塞防砂介质导致油气流动阻力增大、油井产量降低。

实用新型内容

为了解决油气井在生产、注入等状态下结垢导致筛管堵塞、产量降低的问题，本实用新型提出了一种防砂筛管及原油输运系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种防砂筛管及具有该防砂筛管的原油输运系统。具体地，本实用新型的防砂筛管包括基管、设置在基管端部的接箍以及设置在基管表面的多个纽扣模块。纽扣模块包括外罩、内罩以及层叠设置在两者之间的中间防砂介质，其中，外罩和内罩中的至少一个由具有防垢功能的亚稳合金金属制成。

进一步地，所述亚稳合金金属为Cu-Zn-X合金。

进一步地，所述外罩和内罩均为圆柱状，在外罩和内罩的中部区域沿轴向开设有多个用以提供流体流动通道的通孔。

进一步地，所述通孔的截面形状为三角形、四边形、多边形、椭圆形或圆形中的一种。

进一步地，所述中间防砂介质为多层滤网、金属泡沫或金属棉中的一种或多种的组合。

进一步地，所述中间防砂介质包括过滤网和泄流网，所述过滤网设置为靠近所述外罩，所述泄流网设置为靠近所述内罩。

进一步地，所述过滤网和泄流网至少为两组且彼此交错、层叠地设置在所述外罩和内罩之间。

进一步地，在所述基管的表面开有多个用以安装纽扣模块的圆形槽口，多个所述圆形槽口设置在所述基管的中部区域且沿轴向、周向均匀间隔排布。

进一步地，所述圆形槽口为阶梯孔，所述纽扣模块嵌入所述阶梯孔内并通过焊接的方式与所述基管固定连接。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种原油输运系统，该原油输运系统包括上述的防砂筛管。

本实用新型的防砂筛管在不改变溶液系统成分和酸碱度的条件下，通过将纽扣模块的外罩和内罩中的至少一个设置成由亚稳合金金属制成，可以很好地解决油气井在生产、注入等状态下结垢导致筛管堵塞、产量降低的问题。具体地，通过亚稳合金金属材料持续地释放自由电子，可以有效降低流经纽扣模块的阳离子浓度，从而降低成垢指数，达到阻垢的目的。通过使用本实用新型的防砂筛管，确保了油气井中管路的畅通，提高了原油的生产效率，有效地缩短了清垢清砂的周期，其推广使用具有良好的经济和社会效益。

附图说明

在下文中将基于实施例并且参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1为根据本实用新型实施例的防砂筛管的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的纽扣模块多层结构的示意图。

1-接箍、2-基管、3-纽扣模块、3’-圆形槽口、301-外罩、302-第一过滤网、303-第一泄流网、302’-第二过滤网、303’-第二泄流网、304-内罩。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型做进一步详细的描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的防砂筛管的结构。如图1所示，该防砂筛管主要包括圆柱状的基管2、设置在基管端部的接箍1以及设置在基管表面的多个纽扣模块3。纽扣模块3包括Cu-Zn-X合金外罩301、Cu-Zn-X合金内罩304以及层叠设置在两者之间的中间防砂介质。Cu-Zn-X合金是一种具有多种特殊功能的合金，当合金与水接触时，合金可向水中释放电子，电子的迁移运动使合金周围形成电场，在电场作用下使水产生极化效应，改变水的静电动势，使水中各种物质分子之间结合力场发生改变，水中的固相颗粒受其作用的影响始终处于悬浮和溶解状态，进而可以达到防垢的目的。通过将纽扣模块的外罩和内罩设置成由Cu-Zn-X亚稳合金金属制成，可以很好地解决油气井在生产、注入等状态下结垢导致筛管堵塞、产量降低的问题。

如图2所示，在一个具体的实施方式中，纽扣模块主要包括铜锌合金外罩301、中间防砂介质以及铜锌合金内罩304。通过烧结工艺将铜锌合金外罩301、中间防砂介质以及铜锌合金内罩304烧结成一体，并切割为

的圆片。外罩301呈圆柱型，在外罩301的中部区域沿轴向开有多个用以提供流体流动通道的通孔300，外罩301具有传统防砂筛管外保护罩的作用，安置在防砂介质的外部。内罩304也呈圆柱型，在内罩304的中部区域沿轴向开有多个用以提供流体流动通道的通孔300，安置在防砂介质内部，内外罩配合起到安装固定中间防砂介质的作用。通孔300的截面形状为三角形、四边形、多边形、椭圆形或圆形中的一种。优选地，通孔300的截面形状为正六边形。中间防砂介质用以阻挡地层砂进入生产井筒，可根据实际需要设置成多层滤网、金属泡沫、金属棉中的一种或多种的组合。

在上述的实施方式中，如图2所示，中间防砂介质可以包括过滤网302和泄流网303，过滤网302设置为靠近外罩301，泄流网303设置为靠近内罩304。过滤网302和泄流网303至少为两组且彼此交错、层叠地设置在外罩301和内罩304之间。在这种情况下，纽扣模块从上至下或由外到内依次包括：铜锌合金外罩301、第一过滤网302、第一泄流网303、第二过滤网302’、第二泄流网303’以及铜锌合金内罩304。

此外，为了将纽扣模块稳定地连接在基管上，可以先在基管2上依照设计的长度以顺时方向进行打孔作业，打孔后将所有基管孔周围的毛刺清除干净。之后，将烧结好的纽扣模块依次嵌入孔中，通过焊接的方式进行固定。具体地，可以在基管2的表面开设多个圆形槽口3’，多个圆形槽口3’设置在基管2的中部区域且沿轴向、周向均匀间隔排布。优选地，圆形槽口3’可以设计为阶梯孔。纽扣模块3嵌入阶梯孔内并通过焊接的方式与基管2固定连接。

使用时，当纽扣模块的Cu-Zn-X合金外罩和Cu-Zn-X合金内罩与水接触时，由于其整体电负性比水小，合金可向水中释放电子。电子的迁移运动使合金周围形成电场。在电场作用下，水产生极化效应而改变水的静电动势，使水中各种物质分子之间结合力场发生改变。在这种情况下，水中的固相颗粒受其作用的影响始终处于悬浮和溶解状态，有效抑制水垢的形成及分散和溶解沉积的水垢，达到防垢的目的。

最后，本实用新型还提供了一种原油输运系统，该原油输运系统包括上述的防砂筛管。本实用新型的原油输运系统可以很好地解决油气井在生产、注入等状态下结垢导致筛管堵塞、产量降低的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种防砂筛管，其特征在于，所述防砂筛管包括基管、设置在基管端部的接箍以及设置在基管表面的多个纽扣模块；其中所述纽扣模块包括外罩、内罩以及层叠设置在两者之间的中间防砂介质，所述外罩和内罩中的至少一个由具有防垢功能的亚稳合金金属制成。

2.根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述亚稳合金金属为Cu-Zn-X合金。

3.根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述外罩和内罩均为圆柱状，在所述外罩和内罩的中部区域沿轴向开设有多个用以提供流体流动通道的通孔。

4.根据权利要求3所述的防砂筛管，其特征在于，所述通孔的截面形状为三角形、四边形、多边形、椭圆形或圆形中的一种。

5.根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述中间防砂介质为多层滤网、金属泡沫或金属棉中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求5所述的防砂筛管，其特征在于，所述中间防砂介质包括过滤网和泄流网，所述过滤网设置为靠近所述外罩，所述泄流网设置为靠近所述内罩。

7.根据权利要求6所述的防砂筛管，其特征在于，所述过滤网和泄流网至少为两组且彼此交错、层叠地设置在所述外罩和内罩之间。

8.根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，在所述基管的表面开有多个用以安装纽扣模块的圆形槽口，多个所述圆形槽口设置在所述基管的中部区域且沿轴向、周向均匀间隔排布。

9.根据权利要求8所述的防砂筛管，其特征在于，所述圆形槽口为阶梯孔，所述纽扣模块嵌入所述阶梯孔内并通过焊接的方式与所述基管固定连接。

10.一种原油输运系统，其特征在于，所述原油输运系统包括如权利要求1-9中任意一项所述的防砂筛管。

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