一种携带自动解堵装置的防砂筛管.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113622878A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202111100936.8(22)申请日2021.09.18(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人张国强李海涛蒋贝贝(51)Int.Cl.E21B43/08(2006.01)E21B37/08(2006.01)E21B34/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种携带自动解堵装置的防砂筛管(57)摘要本发明公开了一种携带自动解堵装置的防砂筛管，属于天然气水合物开采技术领域，目的主要是解决天然气水合物开采过程中筛管堵塞问题，保证水合物开采作业的正常进行，防砂筛管在结构上具有以下特点：①由多层筛网的复合筛管+带有射流喷头的环形清洗装置构成；②对多层筛网的尺寸进行设计，保证能够最大限度的防砂；③在环形清洗器下方安装爪形的刮砂装置；④在射流喷头的端部连接自动控制阀；综上4个结构特点，结合其在水合物开采中的实际效果预测评价，此发明对于水合物的商业化开采具有重大的指导意义，也是水合物开采过程中一次新的探索和尝试，具有大范围推广的必要性。CN113622878ACN113622878A权利要求书1/1页1.一种具有自动解堵功能的防砂筛管，其特征在于建立一种天然气水合物开采时有效解决砂堵问题的防砂筛管；主要包括：(A)通过对水合物储层特征进行分析，确定防砂筛管类型；(B)通过分析现有筛管结构进而对自动解堵功能的防砂筛管进行结构设计；(C)通过自动解堵筛管结构对其工作原理进行解释说明；(D)基于普通筛管防砂效果评价，对比分析自动解堵防砂筛管的效果及应用前景。2.根据权利要求书1所述的一种具有自动解堵功能的防砂筛管，其特征在于，所述步骤A中，以中国神狐海域天然气水合物开采为例，选取某一储层进行粒度测试评价及泥质含量分析，采用Tiffin和King提出的筛管选择方法、结合不同筛管产出砂及滞留砂尺寸大小，确定合理的防砂筛管类型。3.根据权利要求书1所述的一种具有自动解堵功能的防砂筛管，其特征在于，所述步骤B中，在现有筛管的结构基础上，进行自动解堵筛管结构的优化设计，目的是在有效防砂的前提下保证施工的正常进行，具体结构设计为：选取多层滤网的复合筛管作为防砂筛管(保证具有良好的挡砂进度)、在基管与滤网环空中加入一个环形清洗装置(主要目的是解决筛管堵塞问题)，此类防砂筛管在外形上与普通筛管类似，主要区别在于内部构造。4.根据权利要求书3所述的环形清洗装置，其特征在于，该清洗装置下方边缘处安装爪形的抗压、耐腐蚀钢条、其次在环形周向中加入4‑6个(按实际需求设计)射流喷嘴，在喷嘴端部连接自动控制阀，在筛管堵塞的情况下实现有效刮砂，同时当推进受阻时，自动解堵。5.根据权利要求书1所述的一种具有自动解堵功能的防砂筛管，其特征在于，所述步骤C中，随着开采作业的进行，泥质粉砂产出堵塞筛管，此时环形清洗装置开始工作，原理：环形下边缘的爪形刮砂板开始工作，随着粉砂的堆积，推进通道受阻，环形清洗装置上部压力升高，当达到一定压力(设定的自动控制阀开启压力)时，自动控制阀便自动开启，高压水经过过滤器从清管装置下方的喷嘴射出，形成高压水射流，冲散清管装置前方堆积的泥砂，打通清管设备前进的通道，从而实现自动解堵，有效解决筛管堵塞问题，保证开采作业的顺利进行。6.根据权利要求书1所述的一种具有自动解堵功能的防砂筛管，其特征在于，所述步骤D中，基于目前水合物开采所用的普通防砂筛管，进行适应性评价分析，结合权利要求书3中防砂筛管结构、权利要求书4中防砂筛管工作原理，对比发现本发明提出的具有自动解堵功能的防砂筛管在保证高挡砂精度的前提条件下，还能够有效解决筛管堵塞问题，结合实际储层特征及开采所面临的挑战，此类防砂筛管将会是一种全新的选择和尝试，从理论分析来看，在实际作业中也将会取得良好效果，因此，推广此类防砂筛管并在实践中去检验其合理性将是后续一项繁重的任务。2CN113622878A说明书1/4页一种携带自动解堵装置的防砂筛管技术领域[0001]本发明涉及一种具有自动解堵功能的防砂筛管结构设计，尤其针对于目前天然气水合物开采所面临的严重出砂问题，属于天然气水合物开采技术领域。背景技术[0002]天然气水合物是一种在低温、高压条件下形成的具有笼形结构的晶状物质，具有储量大、燃烧值高的特点，被誉为21世纪最具潜力的清洁能源。由于其价值巨大，全球范围内个别国家进行试探性开采(包括加拿大、美国、日本及中国等)，目前没有一个国家实现对天然气水合物的商业化开采，最主要的原因是其储层特殊性导致，据研究发现90％以上的水合物储层为泥质粉砂型，同时目前发现的水合物大部分存在于