[发明专利]用于油气开采中油砂分离的防砂管

说明书

技术领域

本发明涉及用于分离液--固两相的装置，特别涉及一种用于油气开采中油砂分离的防砂管。

背景技术

在油气井开发过程中，地层砂会随着油气流动而进入井筒，导致井筒卡泵、砂埋等复杂情况，影响油气井的正常生产。防砂筛管就是用来防止地层砂进入井筒，控制地层出砂的机械式过滤工具。目前，机械防砂使用的筛管主要有：预充填筛管、绕丝筛管、金属纤维纺砂筛管、割缝筛管等。这些筛管或者造价较高，或者防砂时间短，或者易损坏、或者防砂效果不理想。防砂筛管的质量和寿命对油气井产量和寿命都有直接影响，一旦防砂失效，轻则影响油气井的正常生产，重则导致油井报废。而且这些筛管所用的过滤材料几乎都是几层烧结而成、平面结构的不锈钢金属网，工艺比较繁琐，构造相对复杂，而且地层中的黏土很容易附着在滤网表面严重堵塞了网孔，且黏土附着在网眼上不易随液体流出，导致体系渗透率大幅下降，渗透率不到40％。

发明内容

本发明旨在提供一种防砂效果较好、构造工艺较简单、使用寿命较长、成本较低的防砂筛管，可在油井中实现有效、长期的防砂。本发明的实现方案如下：

用于油气开采中油砂分离的防砂管，基管在防砂套内侧，防砂套固定于基管上，基管上均匀分布有渗流孔眼，防砂套由内向外依次由内保护罩、过滤层和外保护罩焊接而成，焊接方式可以是激光焊接、填料焊接或者氩弧焊接；所述内、外保护罩分别开设有若干流通孔；所述过滤层的滤网由1～4层的泡沫镍或泡沫镍合金材料制作而成。

实验表明，滤网所用的泡沫金属材料，其孔密度为30～120PPI，厚度为2.0～10mm，金属的体密度在1～3g/cm³的效果较好。

为提升渗透率及有效防砂，同时也降低砂管成本，滤网材料层由内到外依次是高孔密度泡沫金属材料和低孔密度泡沫金属材料。所述的高孔密度泡沫金属的孔密度优选75～120PPI，所述的低孔密度泡沫金属的孔密度优选30～70PPI。

为提高防砂效果，滤网的表面为波纹状、平面状、或者具有均匀的凸点；砂套的内、外保护罩上开设的流通孔为圆孔、方孔或桥型孔。

本发明防砂管的防砂功能由泡沫金属过滤层和保护罩共同完成。与现有的防砂管相比，本发明的防砂管采用具有三维网状结构的泡沫镍或镍合金做过滤层的滤网材料，具备立体防砂效果，使防砂管的挡砂性能好、渗透率大、精度高，周期长。本发明的滤网表面为波纹状、平面状、或者具有均匀的凸点的特殊构造，增大了基管与过滤层的空间，加快了石油的入流速度。

附图说明

图1本发明实施例1的防砂管的横截面结构示意图

图2本发明实施例1的防砂管的外保护罩上过流孔形状示意图

图3本发明实施例1的防砂管的滤网示意图

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种防砂管，从内到外依次由基管1、内保护罩2、过滤层3、外保护罩4组成，其中内保护罩、过滤层和外保所罩依次焊接而成的防砂套固定于基管的外侧。基管1上均匀分布有渗流孔眼，如图2所示外保护罩4上开有若干圆形流通孔6，内保护罩2上开有相同的流通孔。

取出过滤层的滤网，如图3所示，滤网的表面有均匀的凸点5，由4层不同孔密度的泡沫镍，由内向外分别是泡沫镍7、8、9和10叠加制作而成，其中最内侧的泡沫镍材料7，其孔密度为110PPI，厚度为2.0mm，镍金属的体密度1.5g/cm³；中间两层的泡沫镍材料8和9孔密度分别为95PPI和75PPI，厚度分别为2.0mm和2.5mm，镍金属的体密度分别为1.8g/cm³和2.0g/cm³；最外侧的泡沫镍材料10，其孔密度为35PPI，厚度为3.0mm，镍金属的体密度2.0g/cm³。

实施例2

与实施例1结构基本相同的防砂管，只是滤网有区别，其表面呈波纹状，且滤网是由1层泡沫镍铁合金材料制作而成，其孔密度为95PPI，厚度为2.5mm，镍铁合金的体密度2.0g/cm³。

实施例3

与实施例1结构基本相同的防砂管，但防砂套的内、外保护罩上开的流通孔是方孔；滤网的表面有均匀凸点，且由2层泡沫金属材料制作而成，内层为泡沫镍，其孔密度为75PPI，厚度为3.0mm，镍金属的体密度2.0g/cm³；外层为泡沫镍铁合金，其孔密度为55PPI，厚度为3.0mm，镍铁合金的体密度2.0g/cm³。