井下沉砂器的研制与应用.pdf

石油机械

∀34∀CHINAPETROLEUMMACHINERY2002年第30卷第3期

新产品开发

井下沉砂器的研制与应用

范锡彦于鑫徐贵东水素连
(中原油田分公司第五采油厂)

摘要针对以往机械防砂工艺存在防细砂困难、造价高和重复利用率低等缺点,根据旋流
离心分离原理,研制了井下沉砂器。沉砂器由上接头、二级滤砂管、筒体、中间接头、造旋臂、
旋流体和下接头组成。中原油田分公司第五采油厂22井次的现场应用表明,这种沉砂器可以分
离大于0005mm粒径的细砂,防砂效果好,具有结构简单,安装方便,加工成本低的特点,可
以保证出砂井的正常生产,延长检泵周期,节省作业费用。

关键词沉砂器防砂结构分析应用

随着胡庆油田的不断开发,出砂现象越来越严内部容积,进而改变液体内的压力。各个部件之间
重,且所出砂多以细粉砂为主。到目前为止,胡庆均采用螺纹连接。
油田已有140多口油井因出砂而造成检泵周期短,
生产成本居高不下,维持生产困难,出砂已成为阻
碍胡庆油田正常开发的难题之一。经过几年的努力
与探索,在防砂工艺上取得了较大成绩,尤其在机
械防砂方面,已形成了一整套以挡、排砂为手段的
防砂工艺,延长了出砂井的检泵周期。但是,在以
往应用的陶瓷滤砂管、绕丝滤砂管和金属棉滤砂管
防砂工艺中存在着:细粉砂(直径小于001mm)
易堵塞,防砂困难;造价高;!重复利用率低等2工作原理
缺点。鉴于此,中原油田分公司第五采油厂技术人将井下沉砂器下入井中,上接头接在泵下,下
员从防砂机理上大胆改进,利用旋流离心分离原理接头接尾管。当井下沉砂器在井中工作时,油井中
设计了井下沉砂器,将挡、排砂变为沉砂。的混合液由进液孔进入,由于进液孔是沿切向方向
加工的,再通过造旋臂造旋,液体进入后将产生旋
结构及工作原理流,即产生很高的角速度。在这一角速度下,由于
固体、液体的密度不同,所以产生的离心力不同,
1结构在沉砂器的内部形成了外旋流和内旋流。密度大的
如图1所示,沉砂器主要由上接头、二级滤砂固体颗粒形成了外旋流,外旋流沿沉砂器的内壁向
管、筒体、中间接头、造旋臂、旋流体和下接头组下运动,经过沉砂孔沉入尾管内;内旋流在沉砂器
成。二级滤砂管上均布大小不同直径的过滤孔,主的中部因高速旋转而形成低压向上运动,经过造旋
要对分离后液体内的轻质杂质过滤;旋流体为内部臂的中心孔进入筒体,在筒体内经过二级滤砂管,
具有一定锥度角的锥体,通过锥体可改变造旋臂的再对未分离出去的轻质杂质进行二次过滤,过滤后

获国家专利产品,专利号:ZL002418800。

范锡彦,工程师,生于1965年,1988年毕业于长春地质学院地质系,现从事采油工艺的管理与应用工作,任厂副总工程师。地址:
(457001)河南省濮阳市。电话:[phone]。
(收稿日期:2001-07-15;修改稿收到日期:2001-09-24)
2002年第30卷第3期范锡彦等:井下沉砂器的研制与应用∀35∀

的液体进入泵内,进而抽出地面。尾管底部装有配体化管柱,开抽后不正常。起出管柱后发现尾管内
套的释放器,当尾管内的砂达到一定高度时,释放有砂,找堵水开关内也有砂。第二次下井时采用普
器将砂释放到人工井底。通管柱,开抽后仍不正常,起出管柱,发现泵内有
3主要技术参数砂。再次下入管柱时,同时下入井下沉砂器,开抽
最大外径107mm后正常,井下沉砂器起到了防砂的作用,目前,该
最小内径37mm井正常生产。
总长1800mm截至目前,井下沉砂器在中原油田分公司第五
分离粒径#0005mm采油厂已应用了22井次,见到了很好的防砂效果。
抗拉强度#780MPa
结论
现场应用情况
井下沉砂器在中原油田分公司第五采油厂现场
该沉砂器于2000年2月经中原油田分公司第应用的22井次表明,除因套管变形关井和地质要
五采油厂H5-58井现场应用,见到了较为直观的求关井的两口井外,其余20口井均正常生产,没
分离沉砂效果。该井2月17日检泵作业时发现尾有因出砂而影响生产。井下沉砂器的应用,保证了
管内有3m沉砂,检泵周期为37d,正常生产为日出砂井的正常生产,延长了检泵周期,减少了作业
产液658t,日产油58t,综合含水91%。为了防费用。
止出砂对该井的影响,决定随作业安装井下沉砂器井下沉砂器有如下特点:
进行试验。2月18日完井,正常生产5d后,到2(1)分离效果好,可分离出大于0005mm粒
月23日该井返出驱油剂而停抽。2月26日起出生径的细砂;
产管柱,发现尾管内沉砂14m,探砂面证实井筒内(2)结构简单,安装方便,加工成本低,可重
有沉砂17m。沉砂器无