专利名称：一种评价筛管筛网挡砂性能的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在油气勘探开发过程中使用的模拟测量技术领域，特别涉及一种 评价筛管筛网挡砂性能的装置。
背景技术：
油气井出砂是石油开采过程中遇到的重要问题之一，它给油田生产带来了许多潜 在的危险并且增加了开采的成本。经过几十年的研究，合理控砂成为防砂技术的关键—— 既要防止大量出砂，有控制地层少量出砂；筛管防砂是当前油气井生产中最常见的防砂手 段之一，由于不同规格的筛管具有不同的挡砂精度，对筛管中的主要构件筛网的评价对于 作业井选择合适的筛管具有重要的指导意义。油气井出砂对油气井开采的危害主要体现在三个方面(1)地层砂在随油气流动 流动过程中，加快了井下和地面管柱和设备的磨蚀，特别是井下安全阀及井口装置，这些设 备的更换与维修代价昂贵，并且浪费生产时间；(2)地层砂产出后，如果井底液体流动速度 不足以将其带出，地层砂将在井底沉淀并逐渐掩埋油层，使得地面获得的气流变小，只有通 过循环冲砂或捞砂才能恢复生产；(3)严重出砂有可能形成地层空洞，导致套管和地层中 的泥页岩隔层失去支撑，严重时还可能引起井壁垮塌，对油气井造成不可恢复的伤害。防砂 筛管作为最常见的防砂手段之一，具有挡砂精度可控的优点，对于实现合理控砂有着重要 的意义，因此高效优质的测评筛管筛网的挡砂精度对作业井选择合适的防砂筛管有重要的 指导意思。
发明内容本实用新型的目的是提供一种评价筛管筛网的挡砂砂性能的装置、系统及方法， 用于筛管筛网的挡砂性能的评价。为解决上述问题，本实用新型提供了一种评价防砂筛管筛网挡砂性能的装置，包 括缸体、液压动力装置、用于测量所述缸体内不同位置处压力的测压系统、流量计、集砂 桶、数据采集装置及待测定筛管筛网。其中，液压动力装置通过进液管与缸体上端缸体入口 连接，用于向缸体内泵入高压流体；流量计和集砂桶依次安装在从缸体下端出口引出的出 液管上；数据采集装置用于采集并输出测压系统和流量计的测量结果，数据采集装置通过 数据采集卡将压力传感器和流量传感器采集到的电信号转化为可以在电脑上采集和现实 的数字信号。在所述进液管上安装有溢流阀和稳压罐。所述测压系统包括安装在缸体上、中、下三个位置处的三个压力传感器。缸体包括上盖盘及下盖盘，并且其内径、壁厚和高度分别为65mm、15mm和500mm。液压动力装置包括往复式液压泵和缓冲罐，所述往复式液压泵连接有确保往复式 液压泵电机电压稳定的稳压器，所述液压泵与缸体之间的进液管上安装有安全阀及泄压 阀，所述液压泵的输出口安装有抗震压力表。[0010]利用本实用新型的评价防砂筛管筛网挡砂性能的装置，可以通过测定上述评价依 据，快速评价不同地层与筛管筛网的挡砂性能伍配情况，对油气井选择防砂筛网提供依据。
图1为本实用新型评价筛管筛网的挡砂性能的装置结构示意图；图2为本实用新型评价筛管筛网的挡砂性能的装置的缸体结构示意；图3-5为利用评价筛管筛网的挡砂性能的装置进行测定和评价的。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步地详细描述。图1为本实用新型实施例评价筛管筛网挡砂性能的装置结构示意图。如图1所 示，本实用新型中评价筛管筛网挡砂性能的装置包括缸体102、液压动力装置103、测压系 统、流量计105、集砂桶106、数据采集装置107及待测定筛管筛网108。其中，液压动力装置 103通过进液管与缸体102上端连接，用于向缸体102内泵入高压流体，从而在缸体102内 提供小于或等于20MPa的模拟油气井生产压差的液压，例如3MPa，液体的选择可以选择水 或者其他具有固定粘度的液体。在所述进液管上可安装有溢流阀，以便能够通过调节溢流 阀获得测试所需要的压力，例如3Mpa。此外，在进液管上还可并联安装稳压罐，稳压罐能够 保证进入缸体102的高压流体的压力保持稳定。液压动力装置103可包括往复式液压泵和 缓冲罐，所述往复式液压泵连接有确保往复式液压泵电机电压稳定的稳压器，所述液压泵 与所述缸体之间的进液管上安装有确保实验安全的安全阀及实验结束后的泄压阀，所述液 压泵的输出口安装有抗震压力表，便于调节溢流阀获得实验需要的压力。缸体102内装有 用于模拟储层岩体的实验砂，实验砂的粒径中值、分选系数以及泥质含量等参数可以根据 实验要求设定；实验砂由商业成品砂配置，可以根据上述商业成品砂的粒径分析，不同目的 砂按照一定比例混合配置出实验要求的粒度中值、分选系数等参数，泥质含量可以通过添 加膨润土实现。筛网就安装在实验砂之下，也即缸体102底部。测压系统包括安装在缸体 102上、中、下三个位置处的三个压力传感器104-1、104-2及104-3，用于测量所述缸体102 中上、中、下三个位置的压力。从缸体102下端引出的出液管上依次安装有流量计105、集砂 桶106，流量计105用于测量通过待评价的筛网的液体流量，集砂桶106用于收集通过待评 价的筛网而后排出液体中所携带的模拟砂量。数据采集装置107用于采集并输出测压系统 和流量计105的测量结果，数据采集装置107通过数据采集卡将压力传感器和流量传感器 采集到的电信号转化为可以在电脑上采集和现实的数字信号。如图2所示，缸体102由上盖盘102-1及下盖盘102-2通过螺丝固定密封，并在上 下盖盘设有0型圈槽，利用0型圈确保密封效果，保障缸体102内部密封；上盖盘102-1上 的入口通过进液管与液压动力装置相连，下盖盘102-2上的出口通过出液管与流量计105 相连；待测筛管筛网108放置于下盖盘102-2上，并用密封卡环固定及封隔筛网与缸体102 之间的空隙；测压系统的三个传感器104-1、104-2及104-3位于缸体102上中下三点，由螺 丝相连，采用密封圈密封。缸体102的内径、壁厚和高度分别为65mm、15mm和500mm。本实用新型的评价筛管筛网挡砂性能的装置，通过模拟地层、缸体、液压动力装 置、测压系统、信号采集系统和气体流量计，可以模拟出在生产压差一定，不同类型地层中压力分布、通过待测筛管筛网的出砂量、流量及筛网的堵塞情况，确定地层参数对筛管筛网 的挡砂性能的影响。图3为例评价筛管筛网的挡砂性能的装置的一个具体实施例的流程图。步骤301按照实验要求调配砂样，及组装该发明装备。步骤302液压动力装置向 缸体中提供模拟压差。步骤303、记录缸体内各位置的压强、通过待测定筛网的液体流量和 模拟砂的质量以及防砂筛管的损害、堵塞情况。在本实用新型实施例中，测压系统104包 括3个测压传感器，分别测量缸体102的顶部、缸体102中部、缸体102下部，得到模拟地层 101内压力分布情况以及待测定筛网上的附加压力值；测压传感器通过将液压转换为电压 并传输给数据采集装置107，数据采集装置107将电信号转化为AD信号，并且由数据采集 软件转化为计算机可以存储和显示的数字信号，通过流量计105测量从防砂筛管中排出的 液体流量，在流量计105后安装有集砂桶105，用于过滤和收集通过待测定筛网液体中的模 拟砂；将收集到的液体与模拟砂混合物沉淀，收集沉淀物并烘干，可以得到出砂量。测压系 统104、流量计105与数据采集装置连接，用户端可以直接从计算机中获得测量结果，或者 通过与计算机连接的打印机打印出测量结果。步骤304改变模拟地层的实验砂配比，并转入步骤301，直到完成实验要求的不同 实验砂配比的实验。步骤305根据测试结果评价筛管筛网的挡砂性能。评价依据包括通过待测定筛网 的液体流量、通过待测定筛网的模拟砂的质量以及防砂筛管的损害、堵塞情况。图4和图5与图1中所示的实施例类似，其中分别模拟在不同生产压差和不同液 体粘度下的测定评价情况，具体步骤可参见图4和图5。利用本申请中的装置，可以通过测定上述评价依据，快速评价不同地层与筛管筛 网的挡砂性能伍配情况，对油气井选择防砂筛网提供依据。最后应说明的是以上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。
权利要求一种评价筛管筛网挡砂性能的装置，其特征在于，包括缸体(102)、液压动力装置(103)、用于测量所述缸体(102)内不同位置处压力的测压系统、流量计(105)、集砂桶(106)、数据采集装置(107)及待测定筛管筛网(108)；其中，液压动力装置(103)通过进液管与缸体(102)上端缸体入口连接，用于向缸体(102)内泵入高压流体；流量计(105)和集砂桶(106)依次安装在从缸体(102)下端出口引出的出液管上；数据采集装置(107)用于采集并输出测压系统和流量计(105)的测量结果，数据采集装置(107)通过数据采集卡将压力传感器和流量传感器采集到的电信号转化为可以在电脑上采集和现实的数字信号。
2.根据权利要求1所述的筛管筛网挡砂性能的装置，其特征在于，在所述进液管上安 装有溢流阀和稳压罐。
3.根据权利要求1或2所述的筛管筛网挡砂性能的装置，其特征在于，所述测压系统包 括安装在缸体(102)上、中、下三个位置处的三个压力传感器(104-1、104-2及104-3)。
4.根据权利要求1或2所述的筛管筛网挡砂性能的装置，其特征在于，缸体(102)包括 上盖盘(102-1)及下盖盘(102-2)。
5.根据权利要求1或2所述的筛管筛网挡砂性能的装置，其特征在于，所述缸体(102) 的内径、壁厚和高度分别为65mm、15mm和500mm。
6.根据权利要求1所述的评价筛管筛网的挡砂性能的装置，其特征在于，液压动力装 置(103)包括往复式液压泵和缓冲罐，所述往复式液压泵连接有确保往复式液压泵电机电 压稳定的稳压器，所述液压泵与缸体(102)之间的进液管上安装有安全阀及泄压阀，所述 液压泵的输出口安装有抗震压力表。
专利摘要本实用新型涉及一种评价筛管筛网挡砂性能的装置，缸体、液压动力装置、用于测量所述缸体内不同位置处压力的测压系统、流量计、集砂桶、数据采集装置及待测定筛管筛网。其中，液压动力装置通过进液管与缸体上端缸体入口连接，用于向缸体内泵入高压流体；流量计和集砂桶依次安装在从缸体下端出口引出的出液管上；数据采集装置用于采集并输出测压系统和流量计的测量结果，数据采集装置通过数据采集卡将压力传感器和流量传感器采集到的电信号转化为可以在电脑上采集和现实的数字信号。本实用新型能够有效的评价筛网的挡砂性能，可以模拟防砂筛管在不同生产压差、不同流体类型的各类油气井工作环境，以快速评价出不同规格的防砂筛管筛网在不同的工作环境下的防砂性能及抗冲击能力，优选出合适的防砂筛管筛网组合，提高油气井中防砂筛管的防砂效率及工作寿命。
文档编号G01M99/00GK201680986SQ20102020681
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者邱康, 金衍, 陈勉 申请人:中国石油大学(北京)