[發明專利]一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201810567009.9
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108518205A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 張誠成;劉平禮;孟祥海;杜鵑;鄒劍;羅志鋒;劉義剛;李年銀;劉長龍;徐昆;裴宇昕;皇扶杉;陳培鑫;王江;陳一鑫;冷靜
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;中國海洋石油集團有限公司;中海石油（中國）有限公司天津分公司
• 主分類號: E21B43/08
• 分類號: E21B43/08;E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，包括一體化不銹鋼金屬圓筒(1)、篩管(2)、蓋板(3)、底板(4)、固定支架(5)、旋轉機構；

所述蓋板(3)、底板(4)分別連接在一體化不銹鋼金屬圓筒(1)的上下兩端，所述篩管(2)豎直設置在不銹鋼金屬圓筒(1)內，且上端連接在蓋板(3)內，下端連接在底板(4)內；

所述篩管(2)上下兩端內分別設有上接頭、下接頭；所述上接頭上設有注入閥門(6)，所述下接頭上設有流出閥門(7)；

所述底板(4)上設有加熱圈(8)，所述加熱圈(8)位于一體化不銹鋼金屬圓筒(1)內；

所述一體化不銹鋼金屬圓筒(1)上設有孔眼，所述孔眼上設有孔眼閥門(9)；

所述一體化不銹鋼金屬圓筒(1)通過旋轉機構豎直安裝在固定支架(5)上。

2.根據權利要求1所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述旋轉機構包括滾動軸承、套筒(10)、轉軸(11)、緊固銷釘(12)，所述轉軸(11)一端設有若干個徑向通孔，另一端固定在一體化不銹鋼金屬圓筒(1)上，所述套筒(10)上均有銷釘孔，所述固定支架(5)兩側均布置有滾動軸承，所述套筒(10)水平設置在滾筒軸承上，所述轉軸(11)一端穿過套筒(10)連接在滾動軸承內，所述緊固銷釘(12)設置在銷釘孔和徑向通孔內。

3.根據權利要求2所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述轉軸(11)兩端均設有若干個徑向通孔，所述一體化不銹鋼金屬圓筒(1)水平設有圓筒(13)，所述連接筒(13)上設有豎直通孔(19)，所述轉軸(11)通過銷釘連接圓筒(13)內。

4.根據權利要求1所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述一體化不銹鋼金屬圓筒(1)上還設有玻璃窗口(16)和手柄(18)。

5.根據權利要求4所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述玻璃窗口(6)與一體化不銹鋼金屬圓筒(1)之間、一體化不銹鋼金屬圓筒(1)與蓋板(3)之間、一體化不銹鋼金屬圓筒(1)與底板(4)之間、篩管(2)與蓋板(3)之間、篩管(2)與底板(4)之間均設有橡膠密封圈(14)。

6.根據權利要求1或4所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述孔眼內設有篩網(15)。

7.根據權利要求6所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述孔眼的個數為8個，呈高低位置不同分布。

8.根據權利要求1所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述一體化不銹鋼金屬圓筒(1)正前方還設有圖像采集設備，所述圖像采集設備可為高像素手機、DV或者其他具有拍照和錄像功能的電子設備。

9.根據權利要求1所述的一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置，其特征在于，所述蓋板(3)下端面、底板(4)上端面上均設有篩管支撐固定架(17)，所述篩管支撐固定架(17)上均有圓孔，所述篩管(2)位于圓孔內。

10.一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S10、首先在一體化不銹鋼金屬圓筒(1)內加入地層砂體、人工礫石；

步驟S20、關閉孔眼閥門(9)和流出閥門(7)，打開注入閥門(6)，注入模擬地層水，啟動加熱圈(8)，設置數顯儀表溫度數值，模擬地層溫度；

步驟S30、打開孔眼閥門(9)，從孔眼閥門(9)反驅洗井液模擬生產過程中從地層向井底的流動，在注入閥門(6)一端測試出砂量；

步驟S40、反驅結束后通過注入閥門(6)注入洗井液，液體經篩管(2)進入地層，穿過地層從孔眼閥門(9)流出，建立一個正向循環系統，反復清洗篩管(2)；

步驟S50、篩管(2)清洗干凈后，關閉所有孔眼閥門(9)，形成一個封閉系統；在一定壓力下，通過注入閥門(6)驅替壓裂液U劑，壓開地層，形成一定幾何尺寸的人工裂縫；

步驟S60、持續驅替過篩管壓裂液體系G劑，通過玻璃窗口(16)觀察過篩管壓裂液體系G劑在地層中的動態流動、靜態分布，以及在裂縫內的支撐情況，待其完全充填地層后注入頂替液，頂替液注入量為入口管線的體積，作用是使管線內的G劑全部進入地層，相變體系F劑在地層溫度下發生化學、物理作用，由液相轉變為圓球狀相變材料，實現對生產層的防砂作用；

步驟S70、注完頂替液后停泵、關閉所有閥門、憋壓30min-200min；

步驟S80、泄壓，再次從孔眼閥門(9)反驅洗井液模擬生產過程中從地層向井底的流動，在注入閥門(6)一端測試出砂量，對比過篩管(2)防砂前后出砂量。