主要結(jié)構(gòu)組成
基管(中心管): 通常是API標(biāo)準(zhǔn)的套管或油管,上面鉆有孔或割縫,作為流體的主要通道。
縱向筋條: 均勻分布在基管外壁的金屬條,為繞絲提供支撐并形成連續(xù)過流通道。
繞絲(過濾絲): 關(guān)鍵的部分。通常采用梯形截面的不銹鋼絲(頂部窄,底部寬)。這種形狀保證了縫隙的內(nèi)窄外寬,具有“自清潔”功能,能防止砂??ㄋ?。
端環(huán)和支撐環(huán): 位于篩管兩端和中間,用于固定整體結(jié)構(gòu),保證其機械強度。
工作原理
油氣層流體攜帶地層砂粒流向井筒。當(dāng)流經(jīng)繞絲篩管時:
尺寸大于篩縫寬度的砂粒被阻擋在篩管外,自然堆積形成“砂橋”和穩(wěn)定的“濾砂層”。
尺寸小于篩縫寬度的細砂和粉砂隨流體通過篩縫,進入篩管與中心管之間的環(huán)空,終通過基管上的孔眼進入生產(chǎn)管柱。
這個由粗砂形成的“自然濾砂層”是防砂的關(guān)鍵,它能阻擋更細的地層砂,同時保持良好的滲透性。
設(shè)計與選型要點
選擇繞絲篩管時,進行設(shè)計,主要參數(shù)包括:
縫隙尺寸:這是關(guān)鍵的參數(shù)。通常根據(jù)地層顆粒的篩分曲線(如d50)來確定,要求能阻擋90%以上的地層砂。原則是 “擋粗不擋細”,在防砂的同時大化過水能力。
材質(zhì):根據(jù)水質(zhì)(腐蝕性)和預(yù)算選擇。
低碳鋼/普通鋼:成本低,適用于腐蝕性不強的淡水。
不銹鋼:常用,如304、316L,耐腐蝕性好,壽命長。
特殊合金:如蒙乃爾合金、哈氏合金,用于強腐蝕性環(huán)境(如地?zé)猁u水、酸性水)。
直徑與長度:根據(jù)鉆孔直徑、目標(biāo)含水層厚度和出水量需求確定。
基管類型與孔型:基管可以是穿孔管、橋式管等,其開孔圖案和密度影響整體強度與過流能力。
外層保護:有時會加裝外層保護罩(如細目網(wǎng)布),用于在填礫時保護縫隙,或在極細粉砂地層中作為預(yù)過濾。