潜油电泵井完井防砂管柱的制作方法

本实用新型涉及油田采油工程完井工艺领域，尤其涉及一种潜油电泵井完井防砂管柱。

背景技术：

我国油田普遍地质条件和环境恶劣，开发难度大。尤其在出砂严重的潜油电泵井中，潜油电泵机组在高温高压环境中运行，不仅受到油、气、水、蜡、垢等腐蚀介质的长期侵蚀，并且大颗粒、多数量的地层砂会进入潜油电泵流道，造成潜油电泵机组叶轮和导壳磨损，严重时甚至会造成多级离心泵卡，导致泵轴被砂卡死最终断裂失效，导致检查更换电泵作业。对于超深井而言修井作业时间较长、成本高，严重影响油田的生产，造成重大经济损失。

现有技术中，对于出砂严重的潜油电泵井还不存在防砂效果好的潜油电泵井完井管柱。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种潜油电泵井完井防砂管柱，包括至少两级防砂装置，解决了现有技术中潜油电泵井中管柱防砂效果差的问题。

一种潜油电泵井完井防砂管柱，包括：

管柱本体，上述管柱本体上设置至少两级防砂装置，上述至少两级防砂装置包括：第一类防砂装置和第二类防砂装置，其中，第一类防砂装置自下至上依次设置第一丝堵、第一防砂管和液压封隔器：第二类防砂装置自下至上依次设置第二丝堵、第二级防砂管和双皮碗封隔器；

其中，上述第一类防砂装置通过上述液压封隔器与流砂套管密封连接，上述第一类防砂装置设置在上述管柱本体的底端；

上述第二类防砂装置通过上述双皮碗封隔器与上述流砂套管密封连接。

其中，第二类防砂装置中包括不同直径的防砂管同轴固定连接，各个直径防砂管均可与第二丝堵进行无缝隙连接。如图2所示，在初始状态下，除了处于最侧直径最大的防砂管处于铺展状态外，其他直径的防砂管处于收缩至各自的上部边缘。

潜油电泵井完井防砂管柱，还包括：传感器，上述传感器用于采集多级离心泵的振动幅度。

位于井下的传感器可以将检测数据传输至便于观察的任何控制室，适用与深井及超深井作业，也适用于远程操作。

上述至少两级防砂装置包括一个上述第一类防砂装置和一个上述第二类防砂装置。

至少两个第二类防砂装置在垂直方向上均匀设置在上述管柱本体上。

上述至少两个第二类防砂装置布置于上述第一类防砂装置的上方。

上述的潜油电泵井完井防砂管柱，还包括：油管、动力电缆、泄油阀、单流阀、传压短节、进液口、保护器、潜油电机、液压管线和打孔筛管。

上述至少两级防砂装置与上述打孔筛管螺纹连接。

上述管柱本体内壁涂覆有防腐材料。

涂覆由防腐材料的管柱本体具有较强的耐腐蚀性能，以抵抗油田井下恶劣的外在环境，延长使用寿命，减少更换频率。

上述的潜油电泵井完井防砂管柱，还包括：控制器，上述控制器与上述传感器连接，用于接收上述传感器采集的上述多级离心泵的振动幅度，上述控制器用于根据上述振动幅度控制上述至少两级防砂装置。

多级离心泵的振动幅度主要受井液中含砂量的影响：含砂量越多，多级离心泵的振动幅度越大；反之，多级离心泵的振动幅度越小。

通过井下的上述传感器实时监测多级离心泵的振动幅度，可以反映已经过滤砂处理的井液含砂量。当多级离心泵的振动幅度达到实际需要时，则表明井液的含砂量已经达到实际需求，当多级离心泵的振动幅度没有达到实际需求时，则表明井液的含砂量没有达到实际需求，这时候，通过控制器控制第二类防砂装置中的更多直径防砂管参与对含砂井液的滤砂处理，直至通过传感器所测得的多级离心泵振动幅度达到实际需求。

本实用新型提供一种潜油电泵井完井防砂管柱，包括管柱本体，管柱本体上设置至少两级防砂装置，防砂装置包括第一类防砂装置和第二类防砂装置，其中，第一类防砂装置自下至上依次设置第一丝堵、第一防砂管和液压封隔器：第二类防砂装置自下至上依次设置第二丝堵、第二级防砂管和双皮碗封隔器；其中，上述第一类防砂装置通过上述液压封隔器与流砂套管密封连接，上述第一类防砂装置设置在上述管柱本体的底端；上述第二类防砂装置通过上述双皮碗封隔器与上述流砂套管密封连接。通过至少两级防砂装置，可使含砂井液在进入电泵机组前必须通过至少两级过滤，避免大颗粒砂子进入电泵机组，以实现防砂效果，进而，延长电泵机组的使用寿命，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱实施例一结构示意图；

图2为本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱实施例一第二类防砂装置的第一直径防砂管参与滤砂处理的示意图；

图3为本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱实施例一第二类防砂装置的第二直径防砂参与滤砂处理的示意图；

图4为本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱实施例一第二类防砂装置的第三直径防砂参与滤砂处理的示意图。

附图标记说明：

1：油管；

2：动力电缆；

3：泄油阀；

4：单流阀；

5：传压短节；

6：多级离心泵；

7：进液口；

8：保护器；

9：潜油电机；

10：液压管线；

11：传感器；

12：打孔筛管；

13：双皮碗封隔器；

14：第二防砂管；

15：第二丝堵；

16：液压封隔器；

17：第一级防砂管；

18：第二丝堵；

19：流砂套管；

D1：第一直径；

D2：第二直径；

D3：第三直径。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和/或“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型的潜油电泵井完井防砂管柱，通过在防砂管柱上设置至少两级防砂装置，可使含砂井液在进入电泵机组前必须通过至少两级过滤，避免大颗粒砂子进入电泵机组，以实现防砂效果，进而，延长电泵机组的使用寿命，降低生产成本。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例一

图1为本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱实施例一的结构示意图示意图。图2～图4为本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱实施例一第二类防砂装置的不同直径防砂管参与滤砂处理的示意图。首先，如图1所示，潜油电泵井完井防砂管柱自上而下包括：

油管1、动力电缆2、泄油阀3、单流阀4、传压短节5、多级离心泵6、进液口7、保护器8、潜油电机9、液压管线10、传感器11、打孔筛管12以及至少两级防砂装置。

在本实施例中，至少两级防砂装置包括第一类防砂装置和第二类防砂装置，具体的，第一类防砂装置包括：液压封隔器16、第一防砂管17和第一丝堵18，第二类防砂装置包括：双皮碗封隔器13、第二防砂管14和第二丝堵15。其中，作为一种实施方式，第一类防砂装置通过液压封隔器与流砂套管密封连接，第一类防砂装置设置在管柱本体的底端；第二类防砂装置通过双皮碗封隔器与流砂套管密封连接。

可选的，潜油电泵井完井防砂管柱的至少两级防砂装置包括一个第一类防砂装置和一个第二类防砂装置。

可选的，潜油电泵井完井防砂管柱包括至少两个第二类防砂装置在垂直方向上均匀设置在所述管柱本体上。

具体的，每个第二类防砂装置至少设置两层防砂管，作为本实用新型的一种实施方式：在本实施例中，将第二类防砂装置设置为三层，如图2所示：防砂管直径分别为第一直径D1、第二直径D2和第三直径D3，设置每个第二类防砂装置设置防砂管直径依次减小(D3<D2<D1)，各个防砂管高度相同，并且同轴嵌套，自外向内依次为第一直径防砂管、第二直径防砂管、第三直径防砂管。并且，如图2所示，在初始状态下，除第一直径防砂管外，第二直径防砂管和第三直径防砂管均是收缩至上部边缘，即此种状态下，只有第一直径防砂管可以参与对含砂井液的滤砂处理。第二类防砂装置的第二直径防砂管和第三直径防砂管均是可伸缩布置，如图3、图4所示，当其处于铺展状态时，即可以参与对含砂井液的滤砂处理作用。

可选的，在此种实施方式中，第二丝堵可以同时与上述每个直径的防砂管密封配合。

具体的，至少两个上述第二类防砂装置均匀设置管柱本体上，在本实施例中，第二类防砂装置设置在第一类防砂装置的上方。

可选的，至少两级防砂装置与上述打孔筛管螺纹连接。

可选的，本实施例中传感器的上下扣型为外加厚油管螺纹，以便于与传感器上方、下方的装置进行螺纹连接。

可选的，传感器位于井下，可用于实时监测出砂导致泵振动的幅度，位于井下的传感器可以将检测数据传输至便于观察的任何控制室，适用与深井及超深井作业，也适用于远程操作。

可选的，传感器用于采集多级离心泵的振动幅度，通过检测多级离心泵的振动幅度大小可以用来检测井液含砂量的多少。

可选的，潜油电泵井完井防砂管柱还包括控制器，控制器与传感器连接，用于接收传感器采集的所述多级离心泵的振动幅度，控制器用于根据所述振动幅度控制所述至少两级防砂装置中第二类防砂装置的多个不同直径防砂管的伸缩，从而控制参与对含砂井液滤砂处理过程的第二类防砂装置中的防砂管的数目。

图2～图4为本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱实施例一第二类防砂装置的不同直径防砂管参与滤砂处理的示意图。如图2～图4所示：

具体的，本实用新型中至少两级防砂管柱对含砂井液进行滤砂处理时，第二类防砂装置的第二直径防砂管以及处于其同轴内侧的直径较小防砂管均处于收缩在上部。根据传感器的监测数据发现，通过第一类防砂装置以及第二类防砂装置的第一直径防砂管的滤砂处理后，假如井液的含砂量已经达到实际需求，不需要第二直径防砂管参与对含砂井液滤砂处理过程，则控制器不需发出控制命令；假如井液的含砂量没有达到实际需求，仍然需要第二直径防砂管参对含砂井液滤砂处理过程，则如图3所示：控制器控制第二直径防砂管向下铺展至与第二丝堵进行密封配合的部位，则后续的含砂井液进一步通过第二直径防砂管的滤砂处理。第二类防砂装的第二直径防砂管的滤砂处理后，通过传感器的数目判断是否需要第三直径防砂管参与滤砂处理。如图4所示，控制器对第三直径防砂管的控制过程与上述对第二直径防砂管的控制过程相同，在此不再赘述。直至通过传感器监测到多级离心泵的振幅在实际需要的范围内，即井液含砂量达到实际需求，对井液的滤砂处理过程完毕。

可选的，管柱本体内壁涂覆有防腐材料，涂覆由防腐材料的管柱本体具有较强的耐腐蚀性能，以抵抗油田井下恶劣的外在环境，延长使用寿命，减少更换频率。

基于对本实用新型潜油电泵井完井防砂管柱的结构，在所述潜油电泵井完井防砂管柱对含砂井液的防砂流程如下，可以是：

首先，含砂井液经过第一类防砂装置的滤砂处理作用：完井封隔器16密封流砂套管与第一防砂管17之间的环形空间，第一丝堵18关闭第一防砂管17底部通道，外部的含砂井液通过第一防砂管17的过滤网进入第一防砂管17内部，则井液中的一部分砂被过滤在第一防砂管17外部，然后，经过滤砂处理的井液进入液压封隔器16上部流砂套管空间内。

可选的，经过第一类防砂装置的滤砂处理后的含砂井液进入第二类防砂装置。

第二类防砂装置的滤砂处理过程：经过第一类防砂装置滤砂后的含砂井液再经过双皮碗封隔器13密封流砂套管与第一直径的第二防砂管14之间的环形空间，第二丝堵15关闭第一直径的第二防砂管14底部通道，所述含砂井液通过第一直径的第二防砂管14的过滤网后，通过传感器11检测多级离心泵6的振动幅度，根据实际情况中对井液含砂量的需求，通过控制器控制第二直径防砂管是否参与滤砂过程。

具体的，若井液含砂量没有达到实际需求，则控制器控制井液通过第二直径防砂管的滤砂处理，如图3所示，第二直径的防砂管铺展至与第二丝堵15可密封配合的状态，进行对后续含砂井液的进一步滤砂处理，再次通过传感器11监测多级离心泵6的振动幅度，从而，检查滤砂处理后的井液是否达到实际需求；若经过第一直径的防砂管滤砂处理后的井液含砂量已经达到实际需求，则控制器不发出控制命令。

可选的，经过第二直径的防砂管滤砂后的井液若没有达到实际需求，则控制器需要进一步控制第三直径的防砂管铺展至与第二丝堵15可密封配合的状态，控制第三直径的防砂管参与后续含砂井液的滤砂处理过程。

可选的，若通过传感器11检测到多级离心泵6的振动幅度已经满足实际情况中对井液含砂量的需求，则下一个第二类防砂装置不参与滤砂处理过程，经过第一类防砂装置与第一个第二类防砂装置的井液上行进入打孔筛管12，完成滤砂过程；若通过传感器11检测到多级离心泵6的振动幅度不满足实际情况中对井液含砂量的需求，则下一个第二类防砂装置参与滤砂处理过程。

具体的，每个第二类防砂装置与流砂套管之间通过双皮碗封隔器密封连接。井液可以由下侧的第一个第二类防砂装置上行进入下一个第二类防砂装置，下一个第二类防砂装置的滤砂处理过程与上述第一个第二类防砂装置的滤砂处理过程相同，在此不再赘述。

本实施例提供的潜油电泵井完井防砂管柱，含砂井液通过至少两级防砂装置，可使含砂井液在进入电泵机组前必须通过至少两级过滤，避免大颗粒砂子进入电泵机组，以实现防砂效果，进而，延长了电泵机组的使用寿命，降低生产成本。并且，将传感器应用于潜油电泵井完井防砂管柱，实时监测出砂导致泵振动的幅度，有利于于深井及超深井作业。

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。