一種評(píng)價(jià)防砂管沖蝕速率的方法及其專(zhuān)用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種室內(nèi)評(píng)價(jià)防砂管沖蝕速率的方法及其專(zhuān)用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在弱固結(jié)砂巖油藏中，油層出砂一旦嚴(yán)重，此時(shí)危害不僅是形成砂堵影響油井產(chǎn)量，同時(shí)也會(huì)磨損抽油泵和抽油桿，增加清砂作業(yè)的工作量；油層出砂嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞油井，使油井停產(chǎn)。機(jī)械篩管防砂是其選擇的主要防砂工具之一。由于地層本身的地質(zhì)屬性和開(kāi)采方式的不同，在油氣田的生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)的防砂方式選擇不一樣，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)研，目前最常見(jiàn)的機(jī)械防砂方式有:割縫襯管、繞絲篩管、礫石充填、優(yōu)質(zhì)篩管和其他多種新型防砂篩管。對(duì)于油田防砂成功的關(guān)鍵主要不僅在于防砂方式和參數(shù)的選擇，篩管性能的好壞對(duì)防砂的質(zhì)量、成本和油井的產(chǎn)量等都有很大的影響，在油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)篩管長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于沖蝕引起篩管的防砂精度增大甚至掉塊等現(xiàn)象而致使防砂失敗常有發(fā)生，一旦篩管失效將導(dǎo)致油井整個(gè)防砂作業(yè)的失敗。篩管在鉆采作業(yè)中的損壞形式主要表現(xiàn)是沖蝕磨損失效，導(dǎo)致篩管沖蝕磨損失效的主要因素有生產(chǎn)壓差、生產(chǎn)過(guò)程中的原油含砂濃度、含砂粒度分布以及生產(chǎn)井中的腐蝕性氣體引發(fā)的損壞失效等雙重因素造成的。由于現(xiàn)場(chǎng)使用的篩管具有其特定的形狀及其組合方式，相對(duì)于不同完井方式來(lái)說(shuō)，在礫石充填情況下，一般相配套使用的割縫篩管、繞絲篩管或優(yōu)質(zhì)篩管會(huì)在外層礫石的滲流保護(hù)下降低相對(duì)應(yīng)的沖蝕，而在定向井、大位移井或者水平井中，當(dāng)其礫石充填不均勻甚至篩管上表面未充填礫石的情況下，即與篩管獨(dú)立完井的方式一樣，讓篩管直接面對(duì)含砂流體對(duì)其沖擊。目前對(duì)篩管沖蝕速率的評(píng)價(jià)方法多是憑經(jīng)驗(yàn)，具有很大的局限性。同時(shí)在防砂方式的選擇上主要考慮的是防砂初期的產(chǎn)量和出砂量，從未考慮在長(zhǎng)遠(yuǎn)生產(chǎn)過(guò)程中篩管損壞及其損壞后的產(chǎn)量及出砂量。最優(yōu)的防砂措施是既要考慮初期防砂成果，更重要的是考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)防砂的效應(yīng)，提高篩管的長(zhǎng)期使用壽命，提高防砂后的油井經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。要達(dá)到這個(gè)目的，不僅需要優(yōu)選完井時(shí)的防砂方式及參數(shù)，更要考慮防砂管在生產(chǎn)過(guò)程中不同地層參數(shù)及生產(chǎn)條件下的使用壽命及生產(chǎn)效率。因此，需要研制出一種能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行評(píng)價(jià)防砂管沖蝕速率的裝置，用于評(píng)價(jià)防砂管長(zhǎng)期的防砂效果及壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:為了提供一種室內(nèi)評(píng)價(jià)防砂管沖蝕性能的方法及其專(zhuān)用裝置，利用現(xiàn)場(chǎng)所用篩管加工成篩管片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣可以避免在節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用和時(shí)間，特提出一種評(píng)價(jià)防砂篩管沖蝕性能的方法及其專(zhuān)用裝置。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明為解決此問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的目的是提供一種室內(nèi)評(píng)價(jià)防砂管沖蝕性能的方法及其專(zhuān)用裝置，本發(fā)明所提供的室內(nèi)評(píng)價(jià)防砂管沖蝕速率裝置，為一整套流體循環(huán)裝置，其中包括循環(huán)液儲(chǔ)備罐1、高壓泵2、壓力表3、流量監(jiān)控設(shè)備4、安全排氣閥6、壓力傳感器7、密閉高壓釜體8、油砂分離器9、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10，其中沖蝕臺(tái)架14、清洗噴嘴22、沖砂噴頭15都安裝在密閉的高壓釜體8內(nèi)。
[0005]所述高壓釜體為了加工和清理沉砂的方便，將其分成多個(gè)部分進(jìn)行加工，主要分為上底面壓蓋24，下底面為底座17，所述高壓釜體的側(cè)壁與其壓蓋24和底座17之間用螺栓固定連接，各部分之間都有密封圈墊連接。
[0006]所述高壓釜體的側(cè)壁桶9上設(shè)有五個(gè)進(jìn)油口，其中四個(gè)進(jìn)油口 13與沖砂噴頭15管匯相接，沖蝕臺(tái)架14放在高壓釜8中心，沖砂噴頭15分別均布于沖蝕臺(tái)架的四周，清洗噴嘴進(jìn)油口 23置于兩個(gè)沖砂進(jìn)油口的中間，五個(gè)進(jìn)油口等高，清洗噴嘴22正對(duì)沖蝕試件21，來(lái)清洗由于長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中在沖蝕試件表面形成的泥餅，防止懸浮的砂粒在沖蝕試件表面形成泥餅后不能達(dá)到不間斷沖蝕篩管片的作用，所述高壓釜體8下底面設(shè)有出油口 18，在高壓釜底部預(yù)放置有一定量的砂，利用流體通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴嘴15將砂粒沖起，來(lái)建立混砂液，混砂液通過(guò)篩管試件21從出油口 18流出，經(jīng)過(guò)流量和砂量監(jiān)測(cè)器25和油砂分離器9，其中油液再次回到循環(huán)液儲(chǔ)備罐I中，形成整個(gè)循環(huán)。
[0007]所述壓力檢測(cè)系統(tǒng)分別包括高壓釜體內(nèi)和外相應(yīng)的壓力檢測(cè)系統(tǒng)，在高壓釜體內(nèi)主要利用壓力傳感器7進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)壓點(diǎn)縱向上設(shè)置在高壓釜體中部(與進(jìn)油口的垂直高度相同)，其位置在高壓釜內(nèi)壁，內(nèi)部測(cè)壓點(diǎn)主要在沖蝕臺(tái)架14內(nèi)壁上，主要是為了測(cè)試防砂試件內(nèi)外的壓降。壓力傳感器7用于收集這些傳感器的輸出壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器11組成，其中，高壓釜內(nèi)壁上的傳感器與沖蝕臺(tái)架內(nèi)壁上的傳感器安裝于相同的垂直高度，用于測(cè)高壓釜環(huán)空和沖蝕臺(tái)架內(nèi)壁上的壓力來(lái)模擬防砂管片的壓降，即模擬生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)壓差。
[0008]所述進(jìn)油口 13和23，其與高壓釜體8的下底面的距離大于篩管片的安裝位置，為清洗噴嘴的安裝提供空間，清洗進(jìn)油口 23相對(duì)應(yīng)的流量控制閥26控制著清洗噴嘴22的流量，沖砂進(jìn)油口 13相對(duì)應(yīng)的流量控制閥27控制著沖砂噴頭15的流量，在清洗防砂試件表面時(shí)，控制沖砂噴頭的流量控制閥關(guān)閉，控制清洗噴嘴的流量控制閥打開(kāi)，兩者交替作用，其中控制沖砂進(jìn)油口 13相連流量控制閥27的恒定流量來(lái)模擬篩管生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)量。
[0009]所述高壓釜體8為圓筒型，所述進(jìn)油口須位于高壓釜體側(cè)壁中部，等高，沖砂進(jìn)油口沿周向均勻?qū)ΨQ(chēng)布置，四個(gè)方向(高壓釜體同一高度的周線(xiàn)的四分點(diǎn))各設(shè)一個(gè)進(jìn)油口，清洗進(jìn)油口位于兩個(gè)沖砂進(jìn)油口之間。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的裝置連接及流程示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明的高壓釜體裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明的高壓釜體裝置結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0013]圖中:循環(huán)液儲(chǔ)備罐1、高壓泵2、壓力表3、流量監(jiān)控設(shè)備4、安全閥5、排氣閥6、壓力傳感器7、密閉高壓釜體8、油砂分離器9、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器11、墊塊12、進(jìn)油口 13、沖蝕臺(tái)架14、旋轉(zhuǎn)噴頭15、橡膠墊片16、底座17、出油口 18、高壓釜側(cè)壁19、沖蝕試件壓條20、篩管片21、清洗噴嘴22、清洗入油口 23、高壓釜壓蓋24、流量和砂量監(jiān)測(cè)器25、清洗流量控制閥26、混砂流量控制閥27。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1和圖2所示，為本發(fā)明的室內(nèi)評(píng)價(jià)防砂管沖蝕速率的裝置，它包括密閉高壓釜體8、沖蝕臺(tái)架14、噴嘴22、旋轉(zhuǎn)噴頭15、沖蝕試件21、清洗流量控制閥26、混砂流量控制閥27 ;其中，高壓釜體8為圓筒狀，沖蝕臺(tái)架14為圓筒狀，放置于高壓釜體8內(nèi)，嵌套于底座17的臺(tái)階內(nèi)，其與高壓釜體8同心，利用墊塊12及橡膠墊片16將沖蝕臺(tái)架14密封于高壓釜體內(nèi)，篩管片鑲嵌于沖蝕臺(tái)架14壁上，利用沖蝕試件壓條20進(jìn)行固定，并密封。
[0015]高壓釜體8的側(cè)壁上設(shè)有五個(gè)進(jìn)油口，四個(gè)位沖砂進(jìn)油口 13，一個(gè)為清洗進(jìn)油口23，進(jìn)油口位于高壓釜體側(cè)壁中部，其中四個(gè)沖砂進(jìn)油口 13沿周向均勻?qū)ΨQ(chēng)布置，清洗進(jìn)油口 23位于兩個(gè)沖砂進(jìn)油口周向的正中間，三者齊平，沖蝕試件的安裝位置位于沖蝕臺(tái)架的中部，