專利名稱:一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括井筒筒化子系統(tǒng)、壓力模擬子系統(tǒng)、電機動力子系統(tǒng)，其中壓力模擬子系統(tǒng)的輸出端與井筒筒化子系統(tǒng)的進水口連接，電機動力子系統(tǒng)的輸出端與井筒筒化子系統(tǒng)的抽油桿連接，本實用新型模擬煤層氣井的真實生產(chǎn)環(huán)境，即實現(xiàn)對不同壓力條件下支撐劑或煤粉含量等顆粒物較高及井下流體流速較慢時的井下生產(chǎn)環(huán)境的模擬，以檢測檢測改進打孔篩管在不同井斜角下的防堵塞效果，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，實用新強。
【專利說明】
一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，屬于能源開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，煤炭在我國的一次能源結(jié)構(gòu)中所占的比例一直保持在70%以上，而天然氣(常規(guī)天然氣、非常規(guī)天然氣)在能源消費中所占的比例較少，一方面是我國常規(guī)天然氣的產(chǎn)量低，另一方面是我國非常規(guī)天然氣(煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣等)的開發(fā)技術(shù)不成熟，導(dǎo)致產(chǎn)氣量相對較低。其中，煤層氣開發(fā)技術(shù)問題就包括在排采過程中煤層支撐劑及煤粉運移至篩管，導(dǎo)致篩管堵塞，影響栗的正常工作，需要通過修井來清理篩管中的堵塞物，而修井會造成排采中斷，也會對煤儲層造成傷害，影響煤層氣井的產(chǎn)氣量，因此，需要對篩管的結(jié)構(gòu)進行改進，避免支撐劑和煤粉在篩管中沉積對排采造成的影響。
[0003]現(xiàn)在通用的篩管是篩管上打圓形或長條狀的出砂孔，在一定程度上能夠?qū)⑦M入篩管內(nèi)的支撐劑和煤粉沖出篩管，從出砂孔流出，但當支撐劑或煤粉含量較高及井下流體流速較慢時，進入篩管內(nèi)的部分支撐劑和煤粉就容易在篩管內(nèi)沉積，影響栗效，最終導(dǎo)致篩管堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是:針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，通過本實驗測試系統(tǒng)，對改進的打孔篩管的防砂效果進行測試，可以為煤層氣的現(xiàn)場開發(fā)提供技術(shù)支撐，有效避免由于篩管堵塞后修井對煤層氣井的產(chǎn)氣量造成的影響，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案，
[0006]—種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括井筒筒化子系統(tǒng)、壓力模擬子系統(tǒng)、電機動力子系統(tǒng)，其中壓力模擬子系統(tǒng)的輸出端與井筒筒化子系統(tǒng)的進水口連接，電機動力子系統(tǒng)的輸出端與井筒筒化子系統(tǒng)的抽油桿連接。
[0007]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，在井筒筒化子系統(tǒng)的套管上下端各設(shè)置傾角模擬子系統(tǒng)以實現(xiàn)井筒筒化子系統(tǒng)產(chǎn)生0-90度傾斜。
[0008]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，所述傾角模擬子系統(tǒng)包括固定架。
[0009]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，所述井筒筒化子系統(tǒng)包括抽油桿，抽油桿下端連接活塞，油管和改進打孔篩管通過接箍連接起來;將連接在一起的抽油桿和活塞插入油管中，油管上端用密封圈和密封器封閉，改進打孔篩管下端用絲堵封閉，將上述連接在一起的裝置放入套管中，套管下端用密封器封閉，上端用蘿卜頭封閉，在套管的下端設(shè)置一個進水口，在油管的最上端設(shè)置出水口，在進、出水口出都設(shè)置閥門。
[0010]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，所述改進打孔篩管包括打孔篩管，在打孔篩管的管壁上設(shè)置出砂孔，在打孔篩管內(nèi)壁上設(shè)置篩管內(nèi)齒片。
[0011]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，所述篩管內(nèi)齒片為扇形結(jié)構(gòu)，且該篩管內(nèi)齒片的圓弧端與打孔篩管的內(nèi)壁連接固定。
[0012]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，在篩管內(nèi)齒片上均勻設(shè)置篩管內(nèi)齒片過砂孔。
[0013]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，位于打孔篩管下端的篩管內(nèi)齒片過砂孔的孔徑大于位于打孔篩管上端的篩管內(nèi)齒片過砂孔的孔徑。
[0014]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，所述壓力模擬子系統(tǒng)包括壓力表，高壓軟管和水栗，壓力表安裝在進水口上，通過高壓軟管將進水口和水栗連接起來，組成壓力模擬子系統(tǒng)。
[0015]前述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)中，所述電機動力子系統(tǒng)包括電機和傳動裝置，傳動裝置將抽油桿和電機連接起來實現(xiàn)實現(xiàn)抽油桿的上下移動。
[0016]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型模擬煤層氣井的真實生產(chǎn)環(huán)境，即實現(xiàn)對不同壓力條件下支撐劑或煤粉含量等顆粒物較高及井下流體流速較慢時的井下生產(chǎn)環(huán)境的模擬，以檢測檢測改進打孔篩管在不同井斜角下的防堵塞效果，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，實用新強。
【附圖說明】

[0017]附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]附圖2是本實用新型中改進打孔篩管的俯視圖；
[0019]附圖3是附圖2的剖面圖；
[0020]附圖4是本實用新型中打孔篩管內(nèi)齒片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，但不作為對本實用新型的任何限制。
[0022]本實用新型的實施例:一種改進的防堵塞打孔篩管，如附圖所示，包括打孔篩管I，在打孔篩管I的管壁上設(shè)置出砂孔3，在打孔篩管I內(nèi)壁上設(shè)置篩管內(nèi)齒片4。
[0023]其中該篩管內(nèi)齒片2為扇形結(jié)構(gòu)，且該篩管內(nèi)齒片2的圓弧端與打孔篩管I的內(nèi)壁連接固定，在篩管內(nèi)齒片2上均勻設(shè)置篩管內(nèi)齒片過砂孔4，且位于打孔篩管I下端的篩管內(nèi)齒片過砂孔4的孔徑大于位于打孔篩管I上端的篩管內(nèi)齒片過砂孔4的孔徑。
[0024]打孔篩管即常見的打孔篩管，篩管的目的是對煤層中產(chǎn)出的水進行一定的過濾和緩沖作用，促使煤層中流出的支撐劑和煤粉等顆粒物在人工井底沉積，避免煤層產(chǎn)水直接和井下栗筒接觸，造成顆粒物在栗筒內(nèi)聚集和堵塞，影響水的正常產(chǎn)出和栗的功效；
[0025]篩管內(nèi)齒片即篩管內(nèi)的扇形鋼片，抽油桿在油管內(nèi)上下移動的過程中，帶動油管內(nèi)的水一起運移，篩管內(nèi)齒片的作用就是加強篩管內(nèi)的水在流動過程中的擾動效應(yīng)，避免支撐劑和煤粉等顆粒物在靜水條件下的沉積，促進篩管內(nèi)的顆粒物在水流動的作用下流出篩管；
[0026]篩管壁出砂孔即在篩管壁上留下的出砂孔，其目的是在篩管內(nèi)水流動的過程中，促使進入篩管內(nèi)的支撐劑和煤粉等顆粒物隨水流從出砂孔流向篩管與套管之間的環(huán)形空間，最終沉淀在井底的人工口袋；
[0027]篩管內(nèi)齒片過砂孔即齒片上直徑大小不一(沉砂管底端的過砂孔直徑大，上端的過砂孔直徑小)的圓形過砂孔，齒片對篩管內(nèi)的水在流動過程中造成擾動效果，齒片上的過砂空會進一步增強對水流的擾動效果，避免支撐劑和煤粉含量較高及井下流體流速較慢時，支撐劑和煤粉等顆粒物在篩管內(nèi)的沉積。
[0028]為更好檢測本實用新型的效果，根據(jù)本實用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計了測試本實用新型性能的試驗測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括以下幾部分。
[0029]I井筒簡化子系統(tǒng)，
[0030]井筒簡化子系統(tǒng)是針對煤層氣井的排采過程中，支撐劑和煤粉等顆粒物會隨水的產(chǎn)出而流向井筒，對井筒進行簡化，便于模擬井下的生產(chǎn)狀況，測試改進打孔篩管的防堵塞效果。井筒簡化子系統(tǒng)包括:5_抽油桿、6-活塞、7-密封圈、8-密封器、9-油管、10-接箍、11-改進打孔篩管、12-絲堵、13-套管、14-蘿卜頭、15-進水口、16-閥門、17-出水口。
[0031]井筒簡化子系統(tǒng)中，抽油桿5下端連接活塞6，油管9和改進打孔篩管11通過接箍10連接起來;將連接在一起的抽油桿5和活塞6插入油管中，油管9上端用密封圈7和密封器8封閉，改進打孔篩管11下端用絲堵12封閉，并上述連接后的裝置一起下入套管13中，套管13下端用密封器8封閉，上端用蘿卜頭14封閉，在套管13的下端設(shè)置一個可以安置閥門16和壓力表18的進水口 15，在油管9的最上端設(shè)置一個可以安置閥門16的出水口 17，在實驗測試的過程中，通過進水口 15處進水模擬煤層產(chǎn)水、抽油桿5的上下移動模擬排采設(shè)備生產(chǎn)過程中的沖程沖次、微開出水口 17上的閥門16或定時開啟出水口 17上的閥門16模擬煤層氣井的日產(chǎn)水，從而實現(xiàn)模擬煤層氣井的生產(chǎn)全過程。
[0032]2壓力模擬子系統(tǒng)，
[0033]壓力模擬子系統(tǒng)的主要目的是模擬煤層氣井的真實生產(chǎn)環(huán)境，即實現(xiàn)對不同壓力條件下支撐劑或煤粉含量等顆粒物較高及井下流體流速較慢時的井下生產(chǎn)環(huán)境的模擬;壓力模擬子系統(tǒng)包括:18_壓力表、19-高壓軟管、20-水栗，且該壓力模擬子系統(tǒng)與井筒簡化子系統(tǒng)的進水口 15連接。
[0034]壓力模擬子系統(tǒng)中，壓力表18安裝在進水口15上，其主要作用是監(jiān)測套管13下端的壓力，通過高壓軟管19將進水口 15和水栗20連接起來，組成壓力模擬子系統(tǒng)。在實驗測試的過程中，通過壓力表18上的讀數(shù)獲得套管13下端的壓力，通過調(diào)節(jié)水栗20來改變套管13下端的壓力，模擬煤層氣井下的不同壓力的生產(chǎn)條件，從而實現(xiàn)不同壓力條件下改進打孔篩管防堵塞效果的實驗測試。
[0035]3電機動力子系統(tǒng)，
[0036]電機動力子系統(tǒng)的主要目的是模擬抽油機的工作，實現(xiàn)抽油桿在油管內(nèi)的上下移動。電機動力子系統(tǒng)包括:21 -電機、22-傳動裝置。
[0037]電機動力子系統(tǒng)中，通過傳動裝置22將抽油桿5和電機21連接起來，在實驗測試的過程中，通過電機21來控制傳動裝置22，利用傳動裝置22來實現(xiàn)抽油桿5在油管9內(nèi)的上下移動，模擬煤層氣井的不同排采控制的生產(chǎn)條件，從而實現(xiàn)不同排采控制下改進打孔篩管防堵塞效果的實驗測試。
[0038]4傾角模擬子系統(tǒng)，
[0039]傾角模擬子系統(tǒng)的主要目的是模擬煤層氣井不同的井斜角0-90°之間任意角度的生產(chǎn)環(huán)境，檢測改進打孔篩管在不同井斜角下的防堵塞效果，傾角模擬子系統(tǒng)包括:23-固定架。
[0040]傾角模擬子系統(tǒng)中，將兩個固定架23固定在套管13的上下兩端，在實驗測試的過程中，通過控制套管13上端的固定架23的高度，模擬煤層氣井的不同井斜角的生產(chǎn)條件，從而實現(xiàn)不同井斜角下改進打孔篩管防堵塞效果的實驗測試。
[0041]基于井筒簡化子系統(tǒng)，通過壓力模擬子系統(tǒng)、電機動力子系統(tǒng)、傾角模擬子系統(tǒng)來實現(xiàn)對模擬煤層氣井不同井底壓力條件下、不同排采控制條件下、不同井斜角條件下的改進打孔篩管防堵塞效果的實驗測試，為煤層氣井生產(chǎn)過程中的防砂防煤粉的排采控制提供指導(dǎo)。
[0042]發(fā)明優(yōu)點:
[0043]I本專利可以有效防止煤層氣井在排采過程中，當支撐劑或煤粉含量較高及井下流體流速較慢時顆粒物沉降在篩管內(nèi)造成的堵塞，減少煤層氣井的修井次數(shù)和對煤儲層造成的傷害；
[0044]2本專利能夠?qū)Ω倪M的打孔篩管的防堵塞效果進行測試，得到在不同井傾角條件下的合理篩管內(nèi)齒片分布狀態(tài)，避免煤層氣井在實際排采過程中造成堵塞，影響煤層氣井的正常排采和產(chǎn)氣量。
【主權(quán)項】
1.一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括井筒筒化子系統(tǒng)、壓力模擬子系統(tǒng)、電機動力子系統(tǒng)，其中壓力模擬子系統(tǒng)的輸出端與井筒筒化子系統(tǒng)的進水口(15)連接，電機動力子系統(tǒng)的輸出端與井筒筒化子系統(tǒng)的抽油桿(5)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:在井筒筒化子系統(tǒng)的套管(13)上下端各設(shè)置傾角模擬子系統(tǒng)以實現(xiàn)井筒筒化子系統(tǒng)產(chǎn)生O-90度傾斜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述傾角模擬子系統(tǒng)包括固定架(23)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述井筒筒化子系統(tǒng)包括抽油桿(5)，抽油桿(5)下端連接活塞(6)，油管(9)和改進打孔篩管(11)通過接箍(10)連接起來;將連接在一起的抽油桿(5)和活塞(6)插入油管(9)中，油管(9)上端用密封圈(7)和密封器(8)封閉，改進打孔篩管(11)下端用絲堵(12)封閉，將上述連接在一起的裝置放入套管(13)中，套管(13)下端用密封器(8)封閉，上端用蘿卜頭(14)封閉，在套管(13)的下端設(shè)置一個進水口(15)，在油管(9)的最上端設(shè)置出水口(17)，在進、出水口出都設(shè)置閥門(16)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述改進打孔篩管(11)包括打孔篩管(I)，在打孔篩管(I)的管壁上設(shè)置出砂孔(3 )，在打孔篩管(I)內(nèi)壁上設(shè)置篩管內(nèi)齒片(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述篩管內(nèi)齒片(2)為扇形結(jié)構(gòu)，且該篩管內(nèi)齒片(2)的圓弧端與打孔篩管(I)的內(nèi)壁連接固定。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:在篩管內(nèi)齒片(2)上均勻設(shè)置篩管內(nèi)齒片過砂孔(4)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:位于打孔篩管(I)下端的篩管內(nèi)齒片過砂孔(4)的孔徑大于位于打孔篩管(I)上端的篩管內(nèi)齒片過砂孔(4)的孔徑。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力模擬子系統(tǒng)包括壓力表(18)，高壓軟管(19)和水栗(20)，壓力表(18)安裝在進水口(15)上，通過高壓軟管(19)將進水口(15)和水栗(20)連接起來，組成壓力模擬子系統(tǒng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進的防堵塞打孔篩管的實驗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述電機動力子系統(tǒng)包括電機(21)和傳動裝置(22)，傳動裝置(22)將抽油桿(5)和電機(21)連接起來實現(xiàn)實現(xiàn)抽油桿(5)的上下移動。
【文檔編號】G01M13/00GK205719486SQ201620162732
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】胡海洋, 羅開艷, 趙凌云, 金軍, 陳捷, 馬俊強
【申請人】貴州省煤層氣頁巖氣工程技術(shù)研究中心