预填充砾石的防砂管.pdf

本发明涉及石油开采装置，具体涉及一种石油开采专用的预填充砾石的防砂管，包括基管，套装在所述基管外部的防砂管外壳，在所述基管与所述防砂管外壳之间填充有砾石层，在所述基管的管壁与所述防砂管外壳的管壁上设有若干个导流孔。由于在该预填充砾石的防砂管中砾石层的存在具有很好的挡砂效果。立体状外壳可以改变流体流动形态与方向，防止外壳堵塞。高导流能力基管可以保证通过砾石层的细砂均可以通过基管产出，不会产生基管的堵塞。

1、  一种预填充砾石的防砂管，其特征在于，包括基管，套装在所述基管外部的防砂管外壳，在所述基管与所述防砂管外壳之间填充有砾石层，在所述基管的管壁与所述防砂管外壳的管壁上设有若干个导流孔。

2、  如权利要求1所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述防砂管外壳被设置在密封底座与密封盖之间。

3、  如权利要求2所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述密封底座与所述基管的外壁固定连接，所述密封盖与所述基管的外壁螺纹连接，或卡接，或通过销钉连接。

4、  如权利要求1所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述若干个导流孔均匀的分布在所述基管与所述防砂管外壳的管壁上。

5、  如权利要求4所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述若干个导流孔均为翻边孔。

6、  如权利要求5所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述设置在基管管壁上的翻边孔成外窄内宽的V型缝型，外壁的缝宽小于内部的缝宽。

7、  如权利要求5所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，设置在所述防砂管外壳上的导流孔为长方形。

8、  如权利要求6或7所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述导流孔的尺寸均小于最小砾石的尺寸。

9、  如权利要求1所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述砾石的粒度中值与储层砂粒的粒度中值的比值为4～10。

10、  如权利要求9所述的预填充砾石的防砂管，其特征在于，所述砾石层的厚度不小于30cm。

预填充砾石的防砂管
技术领域
本发明涉及石油开采装置，具体涉及一种石油开采专用防砂管。
背景技术
对于疏松砂岩储油层出砂问题已经成为影响油井产能的一个关键问题，现阶段越来越多新型防砂管被投入到市场并在现场取得了应用。由于储油层特性千变万化，不同类型及不同结构的防砂管具有不同的适应范围，但不管哪一种防砂管，最终目标就是要实现在控制出砂的情况下尽可能的发挥油井的产能。因此，防砂管的设计均以这两方面为目标进行结构及参数优化。目前石油采掘现场，常用的完井方式大多以裸眼筛管完井或砾石充填完井为主，从现场的实施状况来看，裸眼筛管完井附加表皮较低，初期产能较高，但由于防砂管均会随时间产生不同程度的堵塞，导致产能下降严重，不能达到稳定产量的目的。采用砾石充填方式完井产能稳定，防砂效果好，相对裸眼筛管完井具有明显的优势，但对于水平井来说，其施工工艺复杂，常常由于充填效果不理想导致防砂失效的情况发生，因此有必要设计出一种新型的防砂管，既克服了裸眼完井产能不稳定的缺点，又避免了水平井砾石充填施工工艺复杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，设计出一种新型的预填充砾石的防砂管，该防砂管克服了裸眼完井产能不稳定的缺点，又避免了水平井砾石充填施工工艺复杂的问题
为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种预填充砾石的防砂管，包括基管，套装在所述基管外部的防砂管外壳，在所述基管与所述防砂管外壳之间填充有砾石层，在所述基管的管壁与所述防砂管外壳的管壁上设有若干个导流孔。
其中，所述防砂管外壳被设置在密封底座与密封盖之间。
其中，所述密封底座与所述基管的外壁固定连接，所述密封盖与所述基管的外壁螺纹连接，或卡接，或通过销钉连接。
其中，所述若干个导流孔均匀的分布在所述基管与所述防砂管外壳的管壁上。
其中，所述若干个导流孔均为翻边孔。
其中，所述设置在基管管壁上的翻边孔成外窄内宽的V型缝型，外壁的缝宽小于内部的缝宽。
其中，设置在所述防砂管外壳上的导流孔为长方形。
其中，所述导流孔的尺寸均小于最小砾石的尺寸。
其中，所述砾石的粒度中值与储层砂粒的粒度中值的比值为4～10。
其中，所述砾石层的厚度不小于30cm。
本发明的优点和有益效果在于，由于在该预填充砾石的防砂管中砾石层的存在具有很好的挡砂效果。立体状外壳可以改变流体流动形态与方向，防止外壳堵塞。高导流能力基管可以保证通过砾石层的细砂均可以通过基管产出，不会产生基管的堵塞。预充填好砾石的防砂管可以直接下到井底，避免了砾石充填施工工艺复杂导致的各种问题，节约完井成本，上述特点构成一有机的整体。防砂管的堵塞原因很大程度上是环空砂的堆积在防砂管的外表面形成一层致密的低渗透层，导致整个流通通道的渗透率降低而影响产能，而在环空中充填砾石可以有效的防止防砂管的堵塞，虽然砾石层的存在增加了流动阻力，但是砾石层和防砂管的总流动阻力反而降低。根据这个结论，设计出该种预充填砾石的防砂管，在基管的外面预充填一层高渗透率的砾石层，避免了环空砂的堆积而引起的防砂管堵塞。
附图说明
图1是本发明预填充砾石的防砂管结构示意图；
图2是图1中B-B剖视图；
图3是图1中A向局部放大图。
图中：1、防砂管外壳；2、砾石层；3、导流孔；4、密封底；5、密封盖；6、基管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如附图1至3所示，本发明的具体实施技术方案是：
采用一种预填充砾石的防砂管，包括基管6，套装在所述基管6外部的防砂管外壳1，在所述基管6与所述防砂管外壳1之间填充有砾石层2，在所述基管6的管壁与所述防砂管外壳6的管壁上设有若干个导流孔3。
在本发明中，所述防砂管外壳1被设置在密封底座4与密封盖5之间。
在本发明中，所述密封底座4与所述基管6的外壁固定连接，所述密封盖5与所述基管6的外壁螺纹连接，或卡接，或通过销钉连接。
在本发明中，所述若干个导流孔3均匀的分布在所述基管6与所述防砂管外壳1的管壁上。
在本发明中，所述若干个导流孔3均为翻边孔。
在本发明中，所述设置在基管6管壁上的翻边孔成外窄内宽的V型缝型，外壁的缝宽小于内部的缝宽
在本发明中，设置在所述防砂管外壳1上的导流孔3为长方形。
在本发明中，所述导流孔3的尺寸均小于最小砾石的尺寸。
在本发明中，所述砾石的粒度中值与储层砂粒的粒度中值的比值为4～10，对于非均匀系数UC＞3，取4-8倍，对于UC＜3，取5-10倍。砾石层厚度设计以不增加砾石层流动阻力为原则。
在本发明中，所述砾石层2的厚度不小于30cm，外壳与基管的缝宽设计以阻挡砾石层产出为目标，取最小砾石颗粒直径的1/2-2/3。
上述充填砾石尺寸及厚度的设计以大量室内评价试验为基础，以既要达到较好的防砂效果，又要有利于防止砂侵以保持油井的稳产为目的。设计中参考了室内评价试验结论，根据储层粒度分布特征进行调整后得出的。
上述实施例的特点是，新型预充填砾石防砂管将砾石的充填与高导流能力筛管结合在一起，具有以下四个技术特征：1、立体网状外壳可以改变流体流动形态与方向，防止外壳堵塞。2、砾石层的存在具有很好的挡砂效果，并且有利于稳产需要。3、高导流能力基管既可以挡住砾石层，又可以保证通过砾石层的细砂均可以通过基管产出，不会产生基管的堵塞。4、预充填好砾石的防砂管可以直接下到井底，避免了砾石充填施工工艺复杂导致的各种问题，节约完井成本。四部分技术特点形成一个有机的整体，该种设计思路是这种新型预充填砾石防砂管的核心。
该防砂管结构由三部分组成：高导流能力基管6、抗堵塞能力的防砂管外壳1及中间的砾石层2，这三部分是一个有机的整体，该结构设计来源于大量室内防砂管评价试验得出的一个规律性结论：防砂管的堵塞原因很大程度上是环空砂的堆积在防砂管的外表面形成一层致密的低渗透层，导致整个流通通道的渗透率降低而影响产能，而在环空中充填砾石可以有效的防止防砂管的堵塞，虽然砾石层的存在增加了流动阻力，但是砾石层和防砂管的总流动阻力反而降低。根据这个结论，设计出该种预充填砾石的防砂管，在基管6的外面预充填一层高渗透率的砾石层2，避免了环空砂的堆积而引起的防砂管堵塞。
防砂管结构及参数是影响防砂效果及产能的主要因素。因此本发明在对此进行设计时进行了大量的室内出砂模拟评价试验，从而达到优化其结构与参数的目的。
结构设计包括：防砂管外壳1结构为立体网状结构，能防止外壳堵塞；具有足够强度，不发生变形，基管6结构为外窄内宽的导流孔可以防止防砂管产生堵塞；单位面积孔的数目以不发生变形，具有足够的抗压、抗弯强度为基础尽可能的提高过流能力。
参数设计包括：砾石尺寸可根据地层砂粒度分布确定其充填砾石目数，防止砂侵影响砾石层的渗透率、砾石层厚2度能有效的阻挡大部分地层砂，并且保持产能的稳定，基管6导流孔3能具有足够的过流能力，阻挡砾石层2通过基管6进入井底，保证通过砾石层2的地层砂均可以通过基管产出，及外壳导流孔3能阻挡全部砾石层，具有足够的过流能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。