專利名稱：一種檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油井防砂領(lǐng)域，特別涉及一種檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置及方法。
技術(shù)背景在現(xiàn)有的油井采油工程中，針對(duì)出砂井常用的防砂篩管選擇方法是現(xiàn)場(chǎng)采集地 層砂樣品，在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)地層砂樣品進(jìn)行粒度分析，得到地層砂的尺寸，即地層砂的 粒度中值；根據(jù)地層砂的粒度中值設(shè)計(jì)防砂管的過(guò)濾精度，確定防砂篩管的縫隙尺寸 范圍；根據(jù)預(yù)計(jì)的產(chǎn)油量和油井下的套管尺寸及出砂井可能部分套管變形的狀況，確 定防砂篩管的外徑尺寸范圍。例如某油田出砂井的地層砂粒度中值在0.22-0.4111111之 間，油井套管以7"為主，根據(jù)這些參數(shù)，選擇過(guò)濾精度為0.2-0.4mm， 3"或3"l/2"的 防砂篩管。但用這種方法選擇出的防砂篩管的過(guò)濾精度及防砂篩管外徑等技術(shù)參數(shù)只 是一個(gè)范圍值，誤差大且準(zhǔn)確度低，無(wú)法給出防砂篩管在油井中的流量和出砂率等詳 細(xì)技術(shù)數(shù)據(jù)， 一旦實(shí)施后如果防砂篩管的防砂效果不理想，就會(huì)降低產(chǎn)油量；此外這 種方法更換成本過(guò)高、工藝復(fù)雜，并且不能進(jìn)行直觀比較。發(fā)明內(nèi)容為了準(zhǔn)確、直觀地選擇出出砂井用的防砂篩管，及提高出油率，本發(fā)明提供了一 種檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，該裝置包括 一個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置、一 個(gè)盛砂罐、三個(gè)以上支撐架及一個(gè)以上待測(cè)防砂篩管樣品底座；所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上開(kāi)有一個(gè)以上的安裝透孔，用于安裝所述待測(cè) 防砂篩管樣品底座；所述支撐架安裝在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置下部，用于將所述待測(cè)防砂篩 管樣品固定裝置架空；所述盛砂罐安裝在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上表面，并與所述待測(cè)防砂篩 管樣品固定裝置密封貼合；所述待測(cè)防砂篩管樣品底座與所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置配合安裝，用于將 待測(cè)防砂篩管樣品固定在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上。所述盛砂罐由透明材料制成。所述安裝透孔的圓心依次連線呈等邊多邊形，并且所述等邊多邊形的外接圓心與所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置的幾何圓心相重合。所述裝置還包括一個(gè)面積與所述盛砂罐內(nèi)截面積相同的擴(kuò)散網(wǎng)。 在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置與所述待測(cè)防砂篩管樣品底座的接觸面之間設(shè)置有第一密封墊圈。在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上表面外緣安裝有凸圈。在所述凸圈與所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置之間安裝有第二密封墊圈。本發(fā)明還提供了一種檢測(cè)防砂篩管防砂性能的方法，所述方法包括步驟A:將一個(gè)以上的待測(cè)防砂篩管樣品分別固定在待測(cè)防砂篩管樣品底座上；步驟B:將固定有待測(cè)防砂篩管樣品的待測(cè)防砂篩管樣品底座分別安裝在待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上；步驟C:向盛砂罐中填裝地層砂，并向所述盛砂罐中注入流體；步驟D:分別用容器盛裝在同一時(shí)間內(nèi)從各待測(cè)防砂篩管樣品中流出的地層砂和流體；步驟E:稱量每個(gè)容器內(nèi)盛接到的地層砂量和流體量。本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明運(yùn)用以上檢測(cè)防砂篩管防砂性能的 裝置進(jìn)行試驗(yàn)，可以準(zhǔn)確地測(cè)量出防砂篩管在油井中的出流量和出砂率，還可以直觀 地對(duì)比不同過(guò)濾精度的防砂篩管的防砂效果，準(zhǔn)確選擇出適用于不同油藏條件的防砂 篩管，從而提高產(chǎn)油量；本發(fā)明的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置制作成本低，工藝簡(jiǎn) 單，適用于各種采油條件。另外，本發(fā)明的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的方法不需要復(fù)雜 的檢測(cè)設(shè)備就可以準(zhǔn)確地測(cè)量出防砂篩管在油井中的出流量和出砂率，并且檢測(cè)結(jié)果 準(zhǔn)確，不受具體地質(zhì)條件限制、便于實(shí)現(xiàn)。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例l提供的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置的整體剖面圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1提供的待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置俯視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1提供的待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置A-A向剖面圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1提供的待測(cè)防砂篩管樣品底座剖面圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例2提供的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。 實(shí)施例1:參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置包括待測(cè)防砂篩管 樣品固定裝置10、支撐架5、盛砂罐8及待測(cè)防砂篩管樣品底座3。其中，待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置IO的主體為圓形面板，在面板的上表面外圓周 貼合有一凸圈14。為保證安裝密封，在凸圈與待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置的上表面之 間安裝有第二密封墊圈4。本實(shí)施中，在圓形面板上設(shè)置有三個(gè)安裝透孔15，用于固 定待測(cè)防砂篩管樣品底座3，三個(gè)安裝透孔的位置呈等腰三角形分布，并且等腰三角 形的外接圓圓心為待測(cè)防砂篩管固定裝置的圓心，如圖2和圖3所示。在實(shí)際應(yīng)用中， 可以根據(jù)待測(cè)防砂篩管的數(shù)量決定防砂篩管樣品固定裝置圓形面板上的安裝透孔的數(shù) 量，安裝透孔最好在面板上均勻分布，即將所有安裝透孔圓心依次連線可以構(gòu)成等邊 多邊形，并且等邊多邊形的外接圓心與待測(cè)防砂篩管固定裝置的圓心重合。這種設(shè)計(jì) 保證在模擬地層采油過(guò)程中，幾個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品都處于同一模擬油藏條件，即幾 個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品周圍砂層厚度及流體滲流面積都相同，可以更準(zhǔn)確的對(duì)比不同待 測(cè)防砂篩管樣品的防砂效果。在圓形面板上沿每個(gè)安裝透孔的外圓周向內(nèi)設(shè)有一圈凹槽16，從透孔中心向外至 待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10的上表面呈階梯狀。本實(shí)施例中，在待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10下部圓周邊緣通過(guò)連接件11均勻 固定有8個(gè)高度相等的支撐架5，用于將待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10架空。支撐架 的數(shù)量可以根據(jù)待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10面板的大小，待測(cè)防砂篩管樣品2的數(shù) 量，以及盛砂罐8內(nèi)流體6和地層砂9的重量等因素來(lái)確定，只要保證檢測(cè)防砂篩管 防砂性能的裝置整體穩(wěn)定即可。實(shí)際應(yīng)用中，為了達(dá)到整個(gè)裝置的基本穩(wěn)定，至少應(yīng) 安裝3個(gè)支撐架。在待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10的上表面沿凸圈14內(nèi)邊緣固定有圓桶狀的盛砂 罐8，該盛砂罐8采用透明材料制成，例如有機(jī)玻璃或玻璃等等，這樣便于直接觀察 盛砂罐內(nèi)的檢測(cè)情況。盛砂罐8的底部端口與待測(cè)防砂篩管固定裝置IO緊密貼合，這 樣的結(jié)構(gòu)可以防止盛砂罐內(nèi)的砂子和流體從盛砂罐8與待測(cè)防砂篩管固定裝置10接合 的縫隙滲漏。為了進(jìn)一步加強(qiáng)盛砂罐8與待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10間的密封性， 還可以將盛砂罐8底部固定在凸圈14下部的第二密封墊圈4上。盛砂罐8的高度可以根據(jù)待測(cè)防砂篩管樣品2的實(shí)際高度及預(yù)置砂柱和流體層的高度確定， 一般應(yīng)保證高 出流體液面50mm。本實(shí)施例提供的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置還可以包括一個(gè)擴(kuò)散網(wǎng)7，該擴(kuò)散 網(wǎng)可以由金屬絲編織制成，其面積與盛砂罐8的內(nèi)截面積相同。檢測(cè)時(shí)，將擴(kuò)散網(wǎng)7 覆蓋于盛裝好的地層砂上表面，這樣可以有效減少流體對(duì)砂子的沖蝕，使流體可以均 勻地滲透到沙層中。參見(jiàn)圖4，待測(cè)防砂篩管樣品底座3，用于將待測(cè)防砂篩管樣品2和待測(cè)防砂篩管 樣品固定裝置10連接為一體。該底座外部為三段的圓筒狀，上段17和下段19較窄， 中段較寬，形成一圓形凸臺(tái)18，下段19的長(zhǎng)度與待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置的安裝 透孔15的凹槽16髙度相同，下段19的外徑與安裝透孔凹槽16的內(nèi)徑相同。安裝時(shí)， 將待測(cè)防砂篩管樣品底座3的下段19插入待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置安裝透孔的凹槽 16內(nèi)，其凸臺(tái)18搭接在待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10圓形面板的上表面，使待測(cè)防 砂篩管樣品底座3與待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10之間密封貼合。為了進(jìn)一步保證貼 合緊密，在待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10與待測(cè)防砂篩管樣品底座3之間還安裝有第 一密封墊圈13。底座內(nèi)腔分為上下兩段，上段20為倒梯形結(jié)構(gòu)，這樣可以保證地層 砂滲透到待測(cè)防砂篩管樣品2后可以通過(guò)待測(cè)防砂篩管樣品底座3全部被流體攜帶流 出，如果設(shè)計(jì)成平面，則容易使一部分滲透的地層砂殘留在待測(cè)防砂篩管樣品底座3 上；底座內(nèi)腔下段21為圓柱形，其圓柱的直徑與待測(cè)防砂篩管固定裝置的安裝透孔 15的流體流出口 12的內(nèi)徑相等。檢測(cè)時(shí)，首先將待測(cè)防砂篩管樣品頂蓋1固定在待 測(cè)防砂篩管樣品2上，將待測(cè)防砂篩管樣品2的下部套在待測(cè)防砂篩管樣品底座3外 表面的上段17外，并可以通過(guò)焊接加固，保證流體和砂子不會(huì)從待測(cè)防砂篩管樣品底 座3與待測(cè)防砂篩管樣品2之間滲漏。采用以上檢測(cè)防砂篩管防砂效果的裝置可以模擬在同一油藏條件下檢測(cè)不同類型 的防砂篩管的防砂性能，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，并且檢測(cè)成本低。實(shí)施例2:參見(jiàn)圖1和圖5，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種檢測(cè)防砂管防砂性能的方法，具體 包括以下步驟步驟201:根據(jù)地層砂的顆粒度分析報(bào)告和油井下的套管尺寸，選擇相近的幾種 過(guò)濾精度不同的的待測(cè)防砂篩管樣品，將待測(cè)防砂篩管切割成長(zhǎng)度相同的樣品，并在每個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品2的一端焊接待測(cè)防砂篩管樣品頂蓋1;步驟202:將待測(cè)防砂篩管樣品2的另一端套在待測(cè)防砂篩管樣品底座3的上段17外，并在待測(cè)防砂篩管樣品2與待測(cè)防砂篩管樣品底座3接觸面上通過(guò)焊接進(jìn)行密 封加固，使待測(cè)防砂篩管樣品2與待測(cè)防砂篩管樣品底座3固定成為一體；步驟203:將待測(cè)防砂篩管樣品底座3連同固定在其上的待測(cè)防砂篩管樣品2 — 同安裝在待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置10上；步驟204:向盛砂罐8中填裝配置好的濕潤(rùn)的地層砂9;為了保證每個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品2上部的滲透壓相同，應(yīng)使砂柱保持同一高度， 砂柱的高度高出待測(cè)防砂篩管樣2品50mm左右；另外，為了減少流體6對(duì)地層砂9 的沖蝕，使流體6可以均勻地滲透到地層砂9中，還可以在填砂結(jié)束后在地層砂9的 頂部加蓋一層由金屬絲編織制成的擴(kuò)散網(wǎng)7;步驟205:向已經(jīng)填裝地層砂9的盛砂罐8中注入流體6;流體6可以為水或油等；通常情況下，流體6的液面高度應(yīng)沒(méi)過(guò)砂柱，最好高出 砂柱50mm，此時(shí)，流體6和地層砂9會(huì)穿過(guò)待測(cè)防砂篩管樣品2側(cè)壁的小孔從待測(cè) 防砂篩管樣品2出口流出；步驟206:當(dāng)流出的流體和砂子穩(wěn)定后，同時(shí)在每個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品2的出口 下放置容器，并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，同時(shí)取出放置在待測(cè)防砂篩管樣品下的容器；容器具體可以使用燒杯，用于盛裝流出的液體和砂子；步驟207:靜置容器，當(dāng)砂子完全沉淀后，倒出流體，稱量流體的質(zhì)量或體積， 并烘干砂子，稱量砂子的質(zhì)量；流體質(zhì)量大的，該待測(cè)防砂篩管樣品的流量較大；同時(shí)，砂子質(zhì)量小的則該待測(cè) 防砂篩管樣品的出砂率低，這樣的待測(cè)防砂篩管樣品的防砂效果較好。通過(guò)上述比較 就可以得出不同類型的待測(cè)防砂篩管在同一油藏條件下的流量和出砂率，進(jìn)而為選擇 防砂效果最好的防砂篩管提供準(zhǔn)確而可靠的依據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例運(yùn)用檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置進(jìn)行試驗(yàn)，可以準(zhǔn)確地測(cè)量出防 砂篩管在油井中的出流量和出砂率，還可以直觀地對(duì)比不同過(guò)濾精度的防砂篩管的防 砂效果，準(zhǔn)確選擇出適用于不同油藏條件和砂質(zhì)的防砂篩管，從而提高產(chǎn)油量；本發(fā) 明實(shí)施例的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置制作成本低，工藝簡(jiǎn)單，適用于各種采油條 件。另外，本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的方法不需要復(fù)雜的檢測(cè)設(shè)備就可以準(zhǔn)確地測(cè)量出防砂篩管在油井中的出流量和出砂率，并且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，不受具體 地質(zhì)條件限制、便于實(shí)現(xiàn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，其特征在于，所述裝置包括一個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置、一個(gè)盛砂罐、三個(gè)以上支撐架及一個(gè)以上待測(cè)防砂篩管樣品底座；所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上開(kāi)有一個(gè)以上的安裝透孔，用于安裝所述待測(cè)防砂篩管樣品底座；所述支撐架安裝在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置下部，用于將所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置架空；所述盛砂罐安裝在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上表面，并與所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置密封貼合；所述待測(cè)防砂篩管樣品底座與所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置配合安裝，用于將待測(cè)防砂篩管樣品固定在所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，其特征在于，所述盛砂 罐由透明材料制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，其特征在于，所述安裝 透孔的圓心依次連線呈等邊多邊形，并且所述等邊多邊形的外接圓心與所述待測(cè)防砂 篩管樣品固定裝置的幾何圓心相重合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，其特征在于，所述裝置 還包括一個(gè)面積與所述盛砂罐內(nèi)截面積相同的擴(kuò)散網(wǎng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，其特征在于，在所述待 測(cè)防砂篩管樣品固定裝置與所述待測(cè)防砂篩管樣品底座的接觸面之間設(shè)置有第一密封 墊圈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，其特征在于在所述待 測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上表面外緣安裝有凸圈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置，其特征在于在所述凸 圈與所述待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置之間安裝有第二密封墊圈。
8. —種檢測(cè)防砂篩管防砂性能的方法，其特征在于，所述方法包括步驟A:將一個(gè)以上的待測(cè)防砂篩管樣品分別固定在待測(cè)防砂篩管樣品底座上； 步驟B:將固定有待測(cè)防砂篩管樣品的待測(cè)防砂篩管樣品底座分別安裝在待測(cè)防 砂篩管樣品固定裝置上；步驟C:向盛砂罐中填裝地層砂，并向所述盛砂罐中注入流體；步驟D:分別用容器盛裝在同一時(shí)間內(nèi)從各待測(cè)防砂篩管樣品中流出的地層砂和 流體；步驟E:稱量每個(gè)容器內(nèi)盛接到的地層砂量和流體量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)防砂篩管防砂性能的裝置及方法，屬于油井防砂領(lǐng)域。所述裝置包括一個(gè)待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置、一個(gè)盛砂罐、三個(gè)以上支撐架及一個(gè)以上待測(cè)防砂篩管樣品底座。所述方法包括將一個(gè)以上的待測(cè)防砂篩管樣品分別固定在待測(cè)防砂篩管樣品底座上；將待測(cè)防砂篩管樣品底座分別安裝在待測(cè)防砂篩管樣品固定裝置上；向盛砂罐中填裝地層砂，并向盛砂罐中注入流體；分別用容器盛裝在同一時(shí)間內(nèi)從各待測(cè)防砂篩管樣品中流出的地層砂和流體；稱量每個(gè)容器內(nèi)盛接到的地層砂量和流體量。本發(fā)明可以準(zhǔn)確而直觀地測(cè)量出各種防砂篩管的防砂性能，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，為在不同油藏條件下選擇適合的防砂篩管提供可靠依據(jù)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101271045SQ20081010573
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者李樹(shù)盛 申請(qǐng)人:安東石油技術(shù)(集團(tuán))有限公司