油井篩管(sand screen)是下入油井生產(chǎn)段的過濾管材,核心是擋砂不擋油 / 氣 / 水,防止地層砂進入井筒磨蝕泵、堵塞管線,同時保證流體順暢通過;常用于疏松砂巖油氣藏,是機械防砂的主流方案。
工作原理:利用縫隙 / 網(wǎng)孔尺寸攔截地層砂,縫隙常設計為內(nèi)窄外寬,具備一定自潔能力,減少砂??ㄋ琅c堵塞。
主流類型、結(jié)構(gòu)與適用場景
割縫篩管:結(jié)構(gòu)簡單,直接在套管上加工,適合預算有限、砂粒較粗的井;
繞絲(約翰遜)篩管:你關注的楔形 / 梯形絲結(jié)構(gòu),是行業(yè)中主流;縫隙由梯形絲與縱筋焊接形成,V 形流道能讓砂粒更易被反排,減少堵塞;
復合篩管:多層過濾 + 保護套,適合嚴苛工況(高溫、腐蝕、細粉砂)。
約翰遜油管(標準術語:約翰遜篩管 / 楔形繞絲篩管),是油氣井機械防砂的核心工具,本質(zhì)是在基管外(或純繞絲骨架)用梯形 / 楔形不銹鋼絲螺旋纏繞并焊接于縱向支撐筋上,形成均勻、精確的 V 型縫隙;核心作用是擋砂不擋油氣流,保護井下泵與管線,同時具備自潔性減少堵塞;區(qū)別于普通油管僅做流體輸送、無過濾能力。
工作原理:V 型縫隙外寬內(nèi)窄,砂粒被攔截在外側(cè),反洗時易被沖脫,避免卡死;流體則順暢通過縫隙進入管內(nèi)。
結(jié)構(gòu)組成
基管(可選,用于高壓 / 深井):API 標準油管 / 套管(N80、316 不銹鋼等),提供抗外擠 / 內(nèi)壓強度;
縱向支撐筋:不銹鋼圓鋼 / 扁鋼,沿軸向分布,保證整體剛性;
楔形 / 梯形繞絲:304/316 / 雙相不銹鋼材質(zhì),螺旋纏繞,每接觸點電阻焊固定;
上下接頭:API 標準扣型(如油管扣、套管扣),便于與井筒管柱連接;
可選外保護罩,用于裸眼 / 礫石充填工況防磕碰。
與其他油井篩管的核心區(qū)別
割縫篩管:成本低但縫隙精度差、自潔弱,適合臨時防砂;約翰遜篩管縫隙精度高、壽命長,適合長期生產(chǎn)井;
橋式篩管:強度高但過濾精度低;約翰遜篩管兼顧精度與強度,更適合水平井 / 細砂地層。
安裝工藝與維護要點
完井方式:裸眼完井(水平井常用)、套管礫石充填完井(防砂效果優(yōu))、管內(nèi)防砂;
安裝時嚴禁碰撞繞絲層,避免縫隙變形;
定期反洗 / 氣舉,保持自潔能力,防止砂卡;
高腐蝕井需定期監(jiān)測材質(zhì)狀況,避免發(fā)生穿孔。
選型與采購要點
按介質(zhì)粒徑確定縫隙寬度(通常比目標攔截粒徑小 30%~50%);
根據(jù)工況溫度、腐蝕性選擇材質(zhì)(含 Cl?環(huán)境 316L / 雙相鋼);
明確外徑、長度、連接方式及抗壓 / 耐溫要求;
要求廠家提供縫隙精度檢測報告、焊接質(zhì)量證明。
工作原理
流體攜帶砂粒流過外層保護,先被繞絲 / 橋式結(jié)構(gòu)初步分流與粗濾;再進入精密金屬網(wǎng)過濾層,攔截粒徑大于設計精度的砂粒;凈化后的流體經(jīng)支撐層與基管過流孔進入井筒;同時多層支撐結(jié)構(gòu)避免過濾層因壓差發(fā)生變形或塌陷,維持長期穩(wěn)定的過流面積。
關鍵技術參數(shù)與選型
防砂精度:60–300μm(常見),與地層砂中值粒徑匹配(一般按 D??的 1/2~2/3 選);
材質(zhì):316L 不銹鋼為常用,抗 H?S/CO?腐蝕;熱采井可配耐高溫合金;
過流面積:比傳統(tǒng)割縫篩管大 3–5 倍,降低流阻;
抗變形能力:直徑變形 40% 仍保持防砂性能(部分產(chǎn)品指標);
選型依據(jù):地層砂分析報告、井溫 / 壓力、流體腐蝕性、井型(直井 / 水平井)、完井方式(裸眼 / 套管內(nèi))。
基本定義與結(jié)構(gòu)
過濾篩管是一種用于固液 / 氣固分離的圓柱形過濾元件,核心是均勻縫隙 + 高強度支撐結(jié)構(gòu);其中楔形(梯形)絲繞絲篩管(約翰遜篩管)是工業(yè)主流:
篩絲:多為 304/316L 不銹鋼楔形絲,形成外窄內(nèi)寬的 V 型連續(xù)縫隙(20μm~3mm,公差可達 ±5μm),易反沖洗、不易卡堵;
支撐骨架:縱向支撐條 + 基管(穿孔鋼管 / 不銹鋼管),全焊工藝保證耐壓抗變形;
端部 / 連接:法蘭、螺紋、套管接頭,方便串接安裝