CN207315352U - 测试筛管性能的模拟井筒及蒸汽吞吐防砂模拟试验*** - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种测试筛管性能的模拟井筒及蒸汽吞吐防砂模拟试验***，所述测试筛管性能的模拟井筒包括：具有密封腔室釜体，包裹在釜体外的保温套，设置在密封腔室中的渗流筒，渗流筒与釜体之间形成有容置缝隙，穿设在釜体的壁上并延伸进入容置缝隙中的至少一个导流管，导流管具有供流体介质流入的进口端，每个导流管的壁上设置有至少一个供流体介质流出的引流孔，具有出口端的筛管，筛管设置在渗流筒中，筛管与渗流筒之间形成有环形空间，环形空间中填充有砂体。本申请的测试筛管性能的模拟井筒能够在原地层高温高压的环境，并在该高温高压的环境下实现对筛管的性能测试，测试结果较为准确，从而能够为筛管的研制、优选及设计工作提供指导。

Description

测试筛管性能的模拟井筒及蒸汽吞吐防砂模拟试验***

技术领域

本申请涉及蒸汽吞吐防砂模拟试验设备技术领域，尤其涉及一种测试筛管性能的模拟井筒及蒸汽吞吐防砂模拟试验***。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

出砂问题是影响疏松砂岩稠油油藏开采的主要问题之一，采取防砂措施是解决出砂问题的有效手段。筛管是井下防砂作业的主要工具，在防砂井中被大量应用。

蒸汽吞吐是目前稠油油藏的主要开发方式，在蒸汽吞吐稠油防砂井中，筛管在多轮次蒸汽吞吐作用下，受到高温及冲蚀的影响容易导致筛管防砂效果变差，甚至筛管破坏失效。因此，需要采用能够模拟蒸汽吞吐工艺的防砂试验装置来评价各种筛管在高温高压蒸汽作用下的防砂性能，从而指导筛管的研制、现场筛管优选及设计。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

基于前述的现有技术缺陷，本申请提供了一种测试筛管性能的模拟井筒及蒸汽吞吐防砂模拟试验***，其能够在原地层高温高压的环境，并在该高温高压的环境下实现对筛管的性能测试，进而为筛管的研制、优选及设计工作提供指导。

为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。

一种测试筛管性能的模拟井筒，包括：

釜体，所述釜体具有密封腔室；

保温套，所述保温套包裹在所述釜体的外壁；

设置在所述密封腔室中的渗流筒，所述渗流筒与所述釜体之间形成有容置缝隙；

至少一个导流管，至少一个所述导流管穿设在所述釜体的壁上并延伸进入所述容置缝隙中；至少一个所述导流管具有进口端，所述进口端用于供流体介质流入，每个所述导流管的壁上设置有至少一个供所述流体介质流出的引流孔；

具有出口端的筛管，所述筛管设置在所述渗流筒中，所述筛管与所述渗流筒之间形成有环形空间，所述环形空间中填充有砂体。

优选地，所述釜体包括呈筒状的本体，以及分别设置在所述本体两端的第一密封盖和第二密封盖，所述第一密封盖和所述第二密封盖沿径向伸出所述本体的外壁；所述保温套连接在所述第一密封盖和第二密封盖的外周壁并与所述本体相间隔。

优选地，所述筛管具有相背对的第一端和第二端，所述第一端设置有第一堵头，所述第二端设置有第二堵头，所述第一堵头顶固在所述第一端和所述第一密封盖之间，所述第二堵头顶固在所述第二端和所述第二密封盖之间。

优选地，所述第一密封盖和所述第一端设置有对应连通的第一穿插孔，所述第二密封盖和所述第二端设置有对应连通的第二穿插孔，所述第一穿插孔中穿设有第一测压元件，所述第一穿插孔中穿设有测温元件，所述第一测压元件和所述测温元件延伸进入所述筛管中。

优选地，所述第一穿插孔中设置有第一护管，所述第一测压元件容置在所述第一护管中；所述第二穿插孔中设置有第二护管，所述测温元件容置在所述第二护管中，所述第二护管与所述筛管的出口端相连接。

优选地，所述第一密封盖上设置有与所述环形空间相连通的第三穿插孔，所述第三穿插孔中穿设有第二测压元件，所述第二测压元件延伸进入所述砂体中。

一种蒸汽吞吐防砂模拟试验***，包括：

如上述任意一个实施方式所述的测试筛管性能的模拟井筒，所述测试筛管性能的模拟井筒的数量为多个，多个所述测试筛管性能的模拟井筒并联设置；

储水容器，所述储水容器用于容置纯净水；

第一动力泵，所述第一动力泵与所述储水容器相连通；

与第一动力泵相连接的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与至少一个所述导流管的进口端相连接。

优选地，所述蒸汽吞吐防砂模拟试验***还包括：

砂体过滤器，所述砂体过滤器连接在所述筛管的出口端相连通；

蒸汽冷气器，所述蒸汽冷凝器与所述砂体过滤器相连接。

优选地，所述蒸汽吞吐防砂模拟试验***还包括：

配液罐；

第二动力泵，所述第二动力泵与所述配液罐相连接；

加热容器，所述加热容器与所述第二动力泵相连接；

第三动力泵，所述第三动力泵的进口端与所述加热容器相连通；

流量计，所述流量计连接在所述第三动力泵的出口端和所述筛管的出口端之间。

优选地，所述蒸汽吞吐防砂模拟试验***还包括：

与所述筛管的出口端相连通的固液分离器，所述固液分离器下方设置有收集容器；

储液池，所述储液池与所述固液分离器相连接。

借由以上的技术方案，本申请实施方式的测试筛管性能的模拟井筒，通过在釜体的密封腔室中设置渗流筒，并在渗流筒与釜体之间形成的容置缝隙中设置导流管，同时在渗流筒中设置待测试的筛管，筛管与渗流筒之间形成的环形空间中填充用于模拟地层的砂体。如此，通过导流管可以向砂体中注入蒸汽和热流体等介质，从而可以还原地层高温高压的环境，并在该高温高压的环境下实现对筛管的性能测试，测试结果较为准确，进而为筛管的研制、优选及设计工作提供指导。

其它应用领域将根据本文中提供的描述而变得明显。本实用新型内容的描述和具体示例仅旨在例示的目的，并非旨在限制本实用新型的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为本申请实施方式的测试筛管性能的模拟井筒的结构示意图；

图2为本申请实施方式的蒸汽吞吐防砂模拟试验***的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，当一个零部件被称为“设置于”另一个零部件，它可以直接在另一个零部件上或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述是基于说明书附图为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本申请实施方式提供了一种测试筛管性能的模拟井筒1，其可以包括：釜体101，所述釜体101具有密封腔室；保温套102，所述保温套102包裹在所述釜体101的外壁；设置在所述密封腔室中的渗流筒103，所述渗流筒103与所述釜体101之间形成有容置缝隙104；至少一个导流管105，至少一个所述导流管105穿设在所述釜体101的壁上并延伸进入所述容置缝隙104中；至少一个所述导流管105具有进口端1051，所述进口端1051用于供流体介质流入，每个所述导流管105的壁上设置有至少一个供所述流体介质流出的引流孔1052；具有出口端的筛管106，所述筛管106设置在所述渗流筒103中，所述筛管106与所述渗流筒103之间形成有环形空间，所述环形空间中填充有砂体107。

本申请实施方式的测试筛管性能的模拟井筒1，通过在釜体101的密封腔室中设置渗流筒103，并在渗流筒103与釜体101之间形成的容置缝隙104中设置导流管105，同时在渗流筒103中设置待测试的筛管106，筛管106与渗流筒103之间形成的环形空间中填充用于模拟地层的砂体107。如此，通过导流管105可以向砂体107中注入蒸汽和热流体等介质，从而可以还原地层高温高压的环境，并在该高温高压的环境下实现对筛管106的性能测试，测试结果较为准确，进而为筛管的研制、优选及设计工作提供指导。

在本实施方式中，釜体101可以包括呈筒状的本体1013，本体1013的两端分别设置有第一密封盖1011和第二密封盖1012。其中，第一密封盖1011和第二密封盖1012可以沿径向伸出本体1013的外壁，保温套102可以连接在第一密封盖1011和第二密封盖1012的外周壁并与本体1013相间隔设置。釜体101采用高合金钢加工而成，尺寸为φ350×630毫米，耐压18兆帕，耐温350摄氏度。保温套102采用高温布及硅酸铝隔热绵加工而成，并且安装电加热装置。

渗流筒103为圆筒状，表面布置通孔并包裹金属网布，其直径略小于釜体101的内径但大于筛管106直径，从而渗流筒103与釜体101之间形成有容置缝隙104，而与筛管106之间形成有环形空间。

筛管106具有相背对的第一端1061和第二端1062，其中第一端1061设置有第一堵头108，第二端1062设置有第二堵头109，第一堵头108顶固在第一端1061和第一密封盖1011之间，第二堵头109顶固在第二端1062和第二密封盖1012之间，从而筛管106套固第一堵头108和第二堵头109被固定在釜体101中。

进一步地，第一密封盖1011和第一端1061设置有对应连通的第一穿插孔(未示出)，第二密封盖1012和第二端1062设置有对应连通的第二穿插孔(未示出)，第一穿插孔中穿设有第一测压元件110，第一穿插孔中穿设有测温元件111，第一测压元件110和测温元件111延伸进入筛管106中，从而可以测量进入到筛管106的蒸汽和热流体的温度和压力。

优选地，第一穿插孔中可以设置有第一护管112，第一测压元件110可以容置在第一护管112中。同样的，第二穿插孔中可以设置有第二护管113，测温元件111可以容置在第二护管113中，第二护管113与筛管106的出口端(如图1所示意的右端)相连接。如此，进入到筛管106的蒸汽和热流体可以经第二护管113流出。

进一步地，第一密封盖1011上可以设置有与环形空间相连通的至少一个第三穿插孔(未示出)，至少一个第三穿插孔中可以分别穿设有第二测压元件114，第二测压元件114可以延伸进入砂体107中，从而可以测量砂体107中的压力。

第一测压元件110和第二测压元件114具体可以为压力传感器，测温元件111具体可以为温度传感器，其可以采用任何合适的现有构造，本申请对此不作限定。

如图2所示，本申请还提供了一种蒸汽吞吐防砂模拟试验***，其可以包括：如上述任意一个实施方式所述的测试筛管性能的模拟井筒1，所述测试筛管性能的模拟井筒1的数量为多个，多个所述测试筛管性能的模拟井筒1并联设置；储水容器21，所述储水容器21用于容置纯净水；第一动力泵22，所述第一动力泵22与所述储水容器21相连通；与第一动力泵22相连接的蒸汽发生器23，所述蒸汽发生器23与至少一个所述导流管105的进口端1051相连接。

在本实施方式中，蒸汽发生器23最大蒸汽产生量36千克/小时，最高温度350摄氏度，最高工作压力18兆帕。第一动力泵22为恒速恒压泵，其最大工作压力20兆帕，压力精度0.1兆帕，最大流量600毫升/分钟。

在本实施方式中，储水容器21、第一动力泵22、蒸汽发生器23、导流管105依次通过高压管线相连接，并在蒸汽发生器23和至少一个导流管105的进口端1051的高压管线上设置第一开关阀24。蒸汽发生器23可以产生蒸汽，产生的蒸汽通过管路被通入测试筛管性能的模拟井筒1中，具体的是通入导流管105中。

在一个实施方式中，所述蒸汽吞吐防砂模拟试验***还可以包括与筛管106的出口端相连通的砂体过滤器31，以及与砂体过滤器31相连接的蒸汽冷气器32。砂体过滤器31用于过滤液体流出的砂粒，防止模拟井筒1中填充的砂体107排出，蒸汽冷凝器可以将蒸汽冷却到80摄氏度以下进行排放，防止温度过高对周围设备及人员造成伤害。

在本实施方式中，蒸汽冷凝器、砂体过滤器31与和筛管106依次通过高压管线相连接，并在砂体过滤器31与和筛管106的出口端的高压管线上设置第二开关阀33。

在一个实施方式中，所述蒸汽吞吐防砂模拟试验***还可以包括配液罐41，与配液罐41相连接的第二动力泵42，与第二动力泵42相连接的加热容器43，进口端与加热容器43相连通的第三动力泵44，第三动力泵44的出口端与筛管106的出口端之间连接有流量计45。

在本实施方式中，加热容器43最高加热温度95摄氏度，第二动力泵42为高压泵，其最大排量12升/分钟，最高工作压力17兆帕。

在本实施方式中，配液罐41、第二动力泵42、加热容器43、第三动力泵44、流量计45、筛管106依次通过高压管线相连接，并在流量计45与和筛管106的出口端的高压管线上设置第三开关阀46。

在一个实施方式中，所述蒸汽吞吐防砂模拟试验***还可以包括与筛管106的出口端相连通的固液分离器51，固液分离器51下方设置有收集容器54，以及与固液分离器51相连接的储液池52。

在本实施方式中，筛管106、固液分离器51、储液池52依次通过高压管线相连接，并在固液分离器51与和筛管106的出口端的高压管线上设置第四开关阀53。

此外，所述蒸汽吞吐防砂模拟试验***还可以包括数据采集装置，数据采集装置通过数据线与设置在模拟井筒1上的第一测压元件110、第二测压元件114、测温元件111，以及蒸汽发生器23、流量计45、第一动力泵22、第二动力泵42信号连接，用于采集模拟井筒1中的压力和温度数据、流量计45的流量数据、第一动力泵22的蒸汽注入速度数据、蒸汽发生器23的蒸汽温度数据。

在本实施方式中，蒸汽发生器23、砂体过滤器31、蒸汽冷气器32、配液罐41、加热容器43、流量计45、第一动力泵22、第二动力泵42、固液分离器51、储液池52、第一开关阀24、第二开关阀33、第三开关阀46以及第四开关阀53可以采用任意合适的现有构造，本申请对此不作限定。

下面介绍本申请实施方式的蒸汽吞吐防砂模拟试验***的工作原理。

首先，将两种不同的筛管106分别安装在两个模拟井筒1中，并填入相同粒径分布的用于模拟地层的砂体107。打开第一开关阀24和第二开关阀33，关闭第三开关阀46和第四开关阀53。启动第一动力泵22和蒸汽发生器23，往模拟井筒1的导流管105中注入蒸汽，待模拟井筒1中的温度升高到100至250摄氏度后，再持续注入30至60分钟，停止注蒸汽，关闭第一开关阀24和第二开关阀33，焖井2h。

然后，采用聚合物增粘剂与清水在配液罐41中配制模拟液，利用第二动力泵42将模拟液泵入加热容器43中，利用加热容器43将模拟液加热到80至95摄氏度。打开第三开关阀46和第四开关阀53，启动第三动力泵44，设定模拟回采排量，往模拟井筒1的导流管105中注入热流体。热流体进入模拟井筒1后，通过砂体107和筛管106最后流出模拟井筒1，进入液固分离器。

随后，随热流体流出的砂体107在固液分离器51中进行分离收集，连续注热流体4至6小时后停止第三动力泵44，取出容置在收集容器54中的地层砂样，完成一轮次的蒸汽吞吐防砂模拟试验。

重复上述注蒸汽、注热流体和砂样收集的过程，进行下一轮次的蒸汽吞吐防砂模拟试验。完成3至8轮次的蒸汽吞吐防砂模拟试验后，结束试验，拆开模拟井筒1，观察筛管106的变化情况。

本申请实施方式的蒸汽吞吐防砂模拟试验***通过设置两个模拟井筒1，穿插进行筛管106蒸汽吞吐模拟试验。首先将第一个模拟井筒1装填好，开始注蒸汽，然后将第二个模拟井筒1装填好。待第一个模拟井筒1注汽完成后，通过转换第一开关阀24实现对第二个模拟井筒1进行注汽，同时对第二个模拟井筒1进行反注回采。待第一个模拟井筒1反注回采完成后，进行重新装填；第二个模拟井筒1注汽完成后，重新对第一个模拟井筒1进行注汽。以上过程循环往复，直到实验结束。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种测试筛管性能的模拟井筒，其特征在于，包括：

釜体，所述釜体具有密封腔室；

保温套，所述保温套包裹在所述釜体的外壁；

设置在所述密封腔室中的渗流筒，所述渗流筒与所述釜体之间形成有容置缝隙；

至少一个导流管，至少一个所述导流管穿设在所述釜体的壁上并延伸进入所述容置缝隙中；至少一个所述导流管具有进口端，所述进口端用于供流体介质流入，每个所述导流管的壁上设置有至少一个供所述流体介质流出的引流孔；

具有出口端的筛管，所述筛管设置在所述渗流筒中，所述筛管与所述渗流筒之间形成有环形空间，所述环形空间中填充有砂体。

2.如权利要求1所述的测试筛管性能的模拟井筒，其特征在于，所述釜体包括呈筒状的本体，以及分别设置在所述本体两端的第一密封盖和第二密封盖，所述第一密封盖和所述第二密封盖沿径向伸出所述本体的外壁；所述保温套连接在所述第一密封盖和第二密封盖的外周壁并与所述本体相间隔。

3.如权利要求2所述的测试筛管性能的模拟井筒，其特征在于，所述筛管具有相背对的第一端和第二端，所述第一端设置有第一堵头，所述第二端设置有第二堵头，所述第一堵头顶固在所述第一端和所述第一密封盖之间，所述第二堵头顶固在所述第二端和所述第二密封盖之间。

4.如权利要求3所述的测试筛管性能的模拟井筒，其特征在于，所述第一密封盖和所述第一端设置有对应连通的第一穿插孔，所述第二密封盖和所述第二端设置有对应连通的第二穿插孔，所述第一穿插孔中穿设有第一测压元件，所述第一穿插孔中穿设有测温元件，所述第一测压元件和所述测温元件延伸进入所述筛管中。

5.如权利要求4所述的测试筛管性能的模拟井筒，其特征在于，所述第一穿插孔中设置有第一护管，所述第一测压元件容置在所述第一护管中；所述第二穿插孔中设置有第二护管，所述测温元件容置在所述第二护管中，所述第二护管与所述筛管的出口端相连接。

6.如权利要求3所述的测试筛管性能的模拟井筒，其特征在于，所述第一密封盖上设置有与所述环形空间相连通的第三穿插孔，所述第三穿插孔中穿设有第二测压元件，所述第二测压元件延伸进入所述砂体中。

7.一种蒸汽吞吐防砂模拟试验***，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任意一项所述的测试筛管性能的模拟井筒，所述测试筛管性能的模拟井筒的数量为多个，多个所述测试筛管性能的模拟井筒并联设置；

储水容器，所述储水容器用于容置纯净水；

第一动力泵，所述第一动力泵与所述储水容器相连通；

与第一动力泵相连接的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与至少一个所述导流管的进口端相连接。

8.如权利要求7所述的蒸汽吞吐防砂模拟试验***，其特征在于，还包括：

砂体过滤器，所述砂体过滤器连接在所述筛管的出口端相连通；

蒸汽冷气器，所述蒸汽冷凝器与所述砂体过滤器相连接。

9.如权利要求7所述的蒸汽吞吐防砂模拟试验***，其特征在于，还包括：

配液罐；

第二动力泵，所述第二动力泵与所述配液罐相连接；

加热容器，所述加热容器与所述第二动力泵相连接；

第三动力泵，所述第三动力泵的进口端与所述加热容器相连通；

流量计，所述流量计连接在所述第三动力泵的出口端和所述筛管的出口端之间。

10.如权利要求7所述的蒸汽吞吐防砂模拟试验***，其特征在于，还包括：

与所述筛管的出口端相连通的固液分离器，所述固液分离器下方设置有收集容器；

储液池，所述储液池与所述固液分离器相连接。