防砂充填工具
小直径循环充填防砂工具的研制及应用
技 术 分 析
１ ．导入 装 置
工具 主要 以皮碗 式 充 填 工具 为主 ，在 应 用 过 程 中 ， 逐渐暴 露 出 以下 问题 ：① 由于 皮碗 与套 管 无 间 隙 ，
在下井 过程 中皮碗 下压 ，造 成井 内液 体外溢 ，给起 下管 柱带来 一定 困难 ；同时外溢 液体 携带悬 浮地 层 砂通 过防砂 管 时容易 造成 防砂管 堵塞 ，影 响防砂 效
２０ ０ ８年 第 ３ ６卷 第 ９期
张 士 学等 ： 小 直径 循 环 充 填 防 砂 工具 的研 制及 应 用
一 １９一 ０
受 到径 向作 用 力 时 ，可 实 现 纵 向伸 展 ，径 向收 缩 。 当外 力 除去 ，弹 簧片恢 复 原状 ，即纵 向缩短 ，径 向 扩 张 。该装 置在设 计 上具 有独 到 的特 点 ：扩 张 收缩 弹簧片 的径 向作 用 力 始终 作 用 在 两 端 的支 撑 套 上 ，
填 工具 ，将 其下在 喇 叭 口以上 ，这样 造成 防砂顶 界
高 ，下 泵时 泵 的沉 没 度受到 限制 ；同时 ，由于充 填 工 具 以下 井 段 过 长 ，循 环 充 填 过 程 中容 易 形 成 砂 桥 ，致 使 防砂 失 败 。 因此 ，２ ０ ０ ７年 以来 ，胜 利 油 田分公 司滨 南采 油厂 与胜利 油 田分公 司采油 工艺 研
ｍ 左右 ） 逐年 增 多 ，此 类井 的小 套 管 喇叭 口距油 ｍ 层 较远 ，一 般为 ８ ３ ０ｍ，由于没 有配 套 的小 直 ０～ ０ 径 循环充 填 防砂工 具 ，只能 采用 常规 尺寸 的防砂充
入井 管柱 和工具 。因此 ，笔者 设计 了导 入装 置 ，通
过该 装置 ，管 柱和下 井工 具 能够顺 利下 井 。导人 装 置结 构示 意 图如 图 １ 所示 。
《防砂充填工具》课件
维护清洁
说明如何选择易于维护和清 洁的防砂充填工具，以提高 设备的可靠性。
5. 防砂充填工具的使用和维护
1
使用方法
详细描述防砂充填工具的正确使用方法和操作技巧。
2
维护保养
介绍如何定期维护和保养防砂充填工具，以确保其良好的工作状态。
3
故处理
提供一些建议和解决方案，以应对防砂充填工具可能遇到的常见故障。
2 增加设备的使用寿命
讨论防砂充填工具如何延长设备的寿命，减少损坏和维修成本。
3 减少生产成本
阐述防砂充填工具对生产过程中沙子带来的影响，并说明其减少生产成本的潜力。
4. 防砂充填工具的选择
设备参数
解释如何根据设备的特性来 选择合适的防砂充填工具。
工作环境
讨论如何根据工作环境的特 点选择适合的防砂充填工具， 以确保其正常工作。
《防砂充填工具》PPT课 件
本课程将介绍防砂充填工具，包括其概述、作用、选择、使用和维护，以及 经济效益分析。我们将深入探讨其在工程中的重要性和广阔的应用前景。
1. 引言
背景介绍：介绍防砂充填工具在建筑工程中的重要性。 本次课件目的：探索防砂充填工具的各个方面，以促进对该工具的更深入理解。
2. 防砂充填工具概述
定义
防砂充填工具是一种用于 防止沙子进入设备内部的 工具。
分类
根据用途和设计特点，防 砂充填工具可以分为多种 不同类别。
常见的防砂充填工具
介绍一些常见的防砂充填 工具，如过滤器、密封装 置等。
3. 防砂充填工具的作用
1 预防沙子进入设备内部
解释防砂充填工具如何帮助阻止沙子进入设备内部，提高设备的工作效率。
6. 经济效益分析
成本投入
简述高压充填防砂
防砂工具： 封隔器+
充
3.正转油管 倒扣丢手， 3.正转油管 倒扣丢手， 提出中心管， 提出中心管，油套转换通 道自动关闭。 道自动关闭。 4.接好反洗管线， 4.接好反洗管线，大排量 接好反洗管线 洗井，洗出油管内的砂子。 洗井，洗出油管内的砂子。 起出管柱后探冲一次即可 下泵投产。 下泵投产。
支撑剂） 砂（支撑剂）。 施 工 液 流 走 向 示 意 图
防砂工具： 封隔器+
充 填 砂
最后， 最后，利用端部脱砂 技术将充填砂填满套管 与防砂管柱之间的环空 空间。 空间。
体 分 布 示 意 图
这样就在地层和环 空形成了一个既有良 空形成了一个既有良 好渗透性又连续 又连续、 好渗透性又连续、致 密的稳定挡砂屏障。 密的稳定挡砂屏障。 稳定挡砂屏障 如右图，形成由地层 如右图， 砂体、 砂体、环空砂体和防 砂管组成的一个层层 过滤体系， 过滤体系，延长防砂 周期。 周期。
简述高压砾石充填防砂
常规井Байду номын сангаас石充填防砂技术 基本原理
高压砾石充填防砂， 高压砾石充填防砂，先在 井内下入防砂工具、 井内下入防砂工具、防砂管等 组成防砂管柱， 组成防砂管柱，投球打压座封 并开启充填通道，然后用防砂 并开启充填通道， 车组利用携砂液将充填砂从油 管挤入， 管挤入，经过防砂工具的油套 转换装置， 转换装置，从射孔孔眼挤入油 层，把油层压开，并填入充填 把油层压开，
防 砂 管
环 空 充 填 砂 体
地 层 充 填 砂 体
常规充填防砂施工工艺流程： 常规充填防砂施工工艺流程：
1.前期通井、刮管洗井准备完毕， 1.前期通井、刮管洗井准备完毕， 前期通井 下防砂管柱， 下防砂管柱，打压座封并开启充填 通道。 通道。 2.防砂施工： 2.防砂施工：携砂液携带充填砂从 防砂施工 油管、油套环空、最后挤入油层， 油管、油套环空、最后挤入油层， 随着加砂量的不断增加， 随着加砂量的不断增加，地层被充 填结实。随后环空被充填， 填结实。随后环空被充填，当充填 砂埋住信号筛管后， 砂埋住信号筛管后，地面反应压力 上升，当达到预定充填压力后， 上升，当达到预定充填压力后，停 止充填， 止充填，完成高压砾石充填防砂施 工。
CS—AP裸眼砾石充填系统在渤海疏松砂岩的应用
CS—AP裸眼砾石充填系统在渤海疏松砂岩的应用渤海SZ油田储层属于典型的高孔高渗疏松砂岩油藏，原油粘度较大，生产过程中地层易出砂。
水平井裸眼砾石充填既能改善井底径向流动，保持较大渗透性，维持油井高产能；又能稳定支撑井壁，长期有效防砂。
文章分析了水平井裸眼砾石充填的技术要求，介绍了CS-AP型先进水平井裸眼砾石充填工具的组成及作用，并以其在该油田某井中的实际应用为例，详细展示了其良好的使用效果。
标签：水平井；裸眼砾石充填；优质筛管；防砂SZ油田处于渤海辽东湾海域，东营组下段为其主要储集层，储层砂岩疏松且原有粘度较大，油田开发过程中出砂问题突出[1]。
针对这种情况，相关学者提出适度出砂，排出孔喉桥堵主要微粒源（直径小于39μm）可显著改善地层渗透率，有利于提高油井产量[2]，但前提是井底防砂措施得当，既允许微小地层砂排出，又能有效阻挡尺寸较大砂砾。
近年来水平井裸眼砾石充填技术不断完善，应用范围不断拓宽，是针对弱胶结易出砂地层水平井的主要防砂技术。
渤海SZ 油田采用贝克休斯公司CS-AP型裸眼砾石充填系统，在多口井中成功实施水平井裸眼优质筛管砾石充填作业，投产后生产情况良好。
1 优质筛管砾石充填技术要求和过程优质筛管砾石充填防砂技术是在绕丝筛管砾石充填防砂基础上发展起来的一种更新技术，它综合了优质筛管和砾石充填的优点，筛管周围的砾石压实带能够起到稳定井壁，阻挡部分地层砂的作用，该技术适用于泥质含量比较高的疏松砂岩油藏。
1.1 砾石充填过程水平井裸眼砾石充填采用循环充填方式，即井内压力保持在地层破裂压力以下，环空保持全开进行充填。
如果在防砂施工过程中，泵压超过地层破裂压力，会导致地层破裂，引起严重漏失，过早出现桥堵，或出现“无底洞”，导致充填失败。
为提高砾石充填作业的成功率，裸眼井段必须使用专门的钻井液，必须采用盐水完井液和特选化学剂高速循环，彻底清洗井眼，井壁上只留下完整的泥饼，且充填过程中始终维持正压差，进一步保证井壁稳定和维护泥饼。
防砂充填工具
空与下层分隔开。 2、内管柱组成－充填工具
1) 坐封工具－液压坐封悬挂封隔器
2) 充填转换工具－通过上提或下放，使工具处于不同位置的 转换，进行封隔器的坐封、试挤、循环和反 循环作业。
3) 密 封 节 － 分隔工具的上循环孔和下循环孔的回路 4) 滑套开关工具 － 打开或关闭滑套 6) 冲 管 － 将筛管内液体导流出地面
二、防砂充填作业程序
1、地面管线试压－打压3000- 5000psi,检查密封，卸压投球。坐封球 可以在试压前投入管柱内。
2、坐封及验封 － 7 " ： 1800、2500、3100psi ×5min坐封。 9-5/8 " 1000、1500、2300psi×5min坐封。 上提管柱8－10T和下压管柱5T，确认封隔器锚定套管， 环空打压500－1000psi 稳压5分钟验封。 VTL9-5/8" 可一次性打压1500psi × 5分钟坐封
3、工具脱手 － 环空打压500 psi，剪切销钉，上提防砂工具，工具 脱手；如果销钉不能剪断，可以正转15圈脱扣，工 具脱手。
4、剪切球座 － 工具脱手后，确定挤注、中心点、循环、反循环位置 将工具放置。在反循环位置，正打压3500－4000psi， 剪切球座，打开循环孔 。
5、 清洗钻杆管柱－ 工具在反循环位置，正打化学药剂充满管柱， 再反循环出来，以清洗钻杆内的油污。
6、试 挤－ 将工具放置在挤注位置，然后试挤检查地层漏失。
7、 试 循 环 － 在正循环位置，按 0.5、1、2、3、4 bbl/min 正打液， 记录相应的压力值，以供对比充填压力。
新型胶筒式循环充填防砂工具的设计与应用
摘 要 ： 对 滨 南采 油厂 疏松砂 岩 出砂 油藏 所用 皮碗 式循 环 充填 防砂 工具 和 卡 瓦式 充 填 防砂 工具 存 针
在 的一 系列弊 端 ， 制 应用 了新 型无卡 瓦胶 筒式循 环 充填 工具 。该 工具 没有卡 瓦， 用胶 筒替代 皮 研 采 碗 密封 ， 通过 投球 打压 胀 开胶 筒 ， 用工具 自锁 装置 防止胀 开 的胶 筒 回弹 ， 工 结束 后胶 筒 留在 井 利 施
ｎ — ｌｐ ｒ ｂｅ ｙ ｉ ｅ ｌ ｗ ａ ｋ ｔ ｏ ｓ ｄｅ ｅｏｐｅ ． Ｔｈｅ ｔ ｏｌｈ ｓ ｎ ｓｉ ｏｎ ｓｉ ｕｂ ｒｃ ｌｎｄ ｒｆｏ ｐ ｃ ｏ ｌｉ ｖ ｌ ｄ ｏ ａ ｏ ｌｐ，ｕ ｅ ｕｂ ｒ ｃ ｌｎ ｒ ｓ ｓ ｒ ｂｅ ｙ ｉ ｄｅ ｉ ｓ ｅ ｄ ｏｆｃ ｏ ｓ ａ ，ａ ｄ ｔ ｙｌｎ ｒ ｉ ｘ ｎｄ ｄ ｂ ｏ ｐｉ ｇ ｐｕ ｈ．Ｔｏ ｌ ｅｆ ｌ ｃ ｎ ｅ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｕｐ ｔ ｅ ｌ ｎ ｈｅ ｃ ｉ ｄｅ ｓ ｅ ｐａ ｅ ｙ ｄｒ ｐ ｎ ｓ ｏ ｓ ｓ ｌ—ｏ ｋｉ ｇ ｄ ｖ ｃ ｓ ａ ｅ ａ ｉ ｄ ｔ ｅ ｅ ｈｅ ｒ ｂ ｎｄ ｏ ｘ ｎ ｎ ｕ ｅ ｙ ｉ ｅ ｎｄ ｔ ｅ ｃ ｉ ｅ ｓ ｏｎ ｔ ｅ ｌｆ ｎ ｒ ｐｐｌ ｏ ｐｒ ｖ ｎｔｔ ｅ ｏｕ ｆｅ ｐａ ｄｉ ｇ ｒ ｂｂ ｒ ｃ ｌｎｄ ｒａ ｈ ｙｌ ｅ ｎｄ ｒｉ ｈ ｅ ｔｉ ｔ ｌ ｔ ｅ ｌｃ ｓｎｇ ｔ ｂｉ ｎｎｕ ｕｓａ ｔ ｒ ｔ ｅ ｔ ｅ ｔ ｅ ｔｉ ｉ ｓ ｄ．Ｔｈ ｏ ｓ ｒ ｌａ ｅ，ｓｍｐｌ ｈｅ ｗｅ ｌ ｏ ｓ ａ ａ ｉ ｕ ｎｇ ａ ｌ ｆ ｅ ｈ ｒ ａ ｍ ｎ ｓｆｎｉｈｅ ｅ ｔ ｏｌｉ ｅｉ ｂｌ ｉ ｅ
内密封 油套环 空。现场 应 用表 明 ， 工具 具有性 能 可 靠 、 工 简便 、 该 施 密封 压 力 高 、 打捞 方便 等优 点 ，
小井眼大通径多层砾石充填防砂工具及配套技术应用
1041 概述在小井眼多层砾石充填防砂作业中，由于老式3.25"通径防砂工具，虽然在施工排量上可以满足作业需要，但防砂管柱内通径均≤69.85mm，导致中心管循环摩阻较高。
针对射孔段跨度较大的井况，往往不能实现一次多层砾石充填，被迫采用分层射孔、多次分层充填的方式才能满足现场作业要求。
7"套管井3.25"通径防砂工具的技术缺陷导致特殊井况下，甲方现场作业工期被迫提高至原设计工期的2.3倍左右，同时缺乏后期冲砂解堵和不动管柱选择性开关滑套等关键配套技术。
新式小井眼大通径防砂工具采用3-1/2"冲管+2-3/8"冲管组合，可实现250m中心管@16BPM和200m中心管@20BPM的多层砾石充填作业，有效解决了原有7"套管井3.25"通径防砂工具存在的技术缺陷。
2 小井眼大通径多层砾石充填防砂工艺介绍2.1 工艺特点使用钻杆下入防砂管柱至目的层位，利用顶部封隔器和隔离封隔器封隔产层，然后逐层进行砾石充填作业。
小井眼大通径多层砾石充填防砂工艺具有以下工艺特点：（1）大幅降低作业期间的循环摩阻，可实现一趟下入最长250m以内中心管，能够进行6层砾石充填防砂作业；（2）防砂充填管柱相对静止，液压锁定机构能够有效防止管柱窜动；（3）防砂管柱回接锚定插入密封后可实现3.88"全通径；（4）选用4-1/2"筛管进行砾石充填作业，后续需使用6"套铣管进行套铣回收作业。
2.2 小井眼大通径多层砾石充填防砂工艺管柱结构防砂外层管柱主要包括：顶部封隔器总成、隔离封隔器总成、充填滑套总成、快速接头、厚壁密封筒、左旋密封筒、双母密封筒、下部密封筒、锚定插入密封总成、筛管和盲管。
防砂内层服务管柱主要包括：送入转换工具+冲管+上部隔离密封+冲管+充填转换工具+冲管+底部隔离密封。
见图1。
小井眼大通径多层砾石充填防砂工具及配套技术应用赵志佳中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452摘要：在海上油气田开发过程中，地层出砂将严重影响油井的产能和寿命。
STMZ防砂工具系统
STMZ防砂工具的基本操作步骤：
连接顶部封隔器总成： 连接2 7/8” 冲管、4”冲管、盲管和顶部 封隔器总成连接。。
STMZ防砂工具的基本操作步骤：
钻杆将管柱送入，底部密封总成试插入 桥塞，下压上提有负荷显示，确认密 封到位。
STMZ防砂工具的基本操作步骤：
坐封顶部封隔器： 投2 ¼”球缓慢打压坐封顶部封隔器。 坐封完毕后在这个位置进行环空验封。 确认顶部封隔器完全坐封后，正转钻 杆8～12圈服务工具脱手。
STMZ防砂工具的基本操作步骤：
上提服务工具用弹性爪找到最底层隔离 封隔器的位置，工程师在钻杆上标注 中和点、充填位置、返循环位置。以 便于操作。然后对充填工具的密封做 测试，确认密封无损伤后在返循环位 置返循环坐封球到钻台。
STMZ防砂工具的基本操作步骤：
坐封隔离封隔器： 上提服务工具用弹性爪找到隔离封隔器 的位置，确认后用单向开关工具关闭 充填滑套，坐封隔离封隔器。
旋转球阀
CN05928
STMZ防砂工具的构成：
定位弹性爪
STMZ防砂工具的构成：
充填滑套开关工具
STMZ防砂工具的构成：
抛光管
CN05965
1
STMZ防砂工具的构成：
2
3
底部密封
4
5
STMZ防砂工具的基本操作 STMZ防砂工具的基本操作
STMZ防砂工具的基本操作 STMZ防砂工具的基本操作
验充填： 将服务工具放回充填位置，验充填。将 泵速泵压和循环测试的数值对比。确 认充填后，将服务工具上提关闭充填 滑套。对充填滑套进行试压。
STMZ防砂工具的基本操作步骤：
上提工具到上一层，找到隔离封隔器， 做这一层的验密封，坐封隔离封隔器 等步骤。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、防砂充填作业程序
1、地面管线试压－打压3000- 5000psi,检查密封，卸压投球。坐封球
可以在试压前投入管柱内。
2、坐封及验封 － 7 " ： 1800、2500、3100psi ×5min坐封。 9-5/8 " 1000、1500、2300psi×5min坐封。 上提管柱8－10T和下压管柱5T，确认封隔器锚定套管， 环空打压500－1000psi 稳压5分钟验封。 VTL9-5/8" 可一次性打压1500psi × 5分钟坐封
防砂充填工具操作程序
一、防砂充填工具组成
1、外二、防砂充填作业程序
1、地面管线试压 3、工具脱手 5、 清洗钻杆管柱 7、 试 循 环 9、 反 循 环 11、充填作业完毕 2、坐封及验封 4、剪切球座 6、试 挤
8、充填作业 10、验充填
一、防砂充填工具组成
至反循环位置。
9、 反 循 环－大排量4bbl/min，清除余砂，直到返出口不含砂为止。
10、 验充填 － 工具放在正循环位置，保持0.5bbl/min，压力升至 1500psi停泵，观察压力下降， 压力在5min内下降 至0psi，充填作业合格。
11、充填作业完毕，提出防砂工具，滑套关闭。
再反循环出来，以清洗钻杆内的油污。
6、试
挤－ 将工具放置在挤注位置，然后试挤检查地层漏失。
7、 试 循 环 － 在正循环位置，按 0.5、1、2、3、4 bbl/min 正打液， 记录相应的压力值，以供对比充填压力。
8、 充填作业 － 在正循环位置正充填砂液，控制返出液量，为总液 量的40－50％。在泵压升至1500 psi，降低泵速保持 压力，直到排量降至0.5bbl时停泵，卸压，上提工具
3、工具脱手 － 环空打压500 psi，剪切销钉，上提防砂工具，工具
脱手；如果销钉不能剪断，可以正转15圈脱扣，工 具脱手。
4、剪切球座 － 工具脱手后，确定挤注、中心点、循环、反循环位置 将工具放置。在反循环位置，正打压3500－4000psi， 剪切球座，打开循环孔 。
5、 清洗钻杆管柱－ 工具在反循环位置，正打化学药剂充满管柱，
2、内管柱组成－充填工具
1) 坐封工具－液压坐封悬挂封隔器
2) 充填转换工具－通过上提或下放，使工具处于不同位置的 转换，进行封隔器的坐封、试挤、循环和反
循环作业。
3) 密 封 节 － 分隔工具的上循环孔和下循环孔的回路
4) 滑套开关工具 － 打开或关闭滑套
6) 冲 管 － 将筛管内液体导流出地面
3) 上延伸管－ 调节滑套与封隔器的距离 4) 下延伸管－ 延长滑套下部的长度
5) 安全剪切接头－防砂管柱遇卡或修井作业，可通过剪切安全
接头处的销钉，将盲管以上管柱部分脱手取出。 6) 防砂筛管－绕丝筛管，阻挡地层砂，起过滤作用。 7) 插入密封定位短节 － 通过与底部封隔器的配合，将管柱环 空与下层分隔开。
一) 防砂充填工具组成 － 外管柱和内管柱
1、外管柱组成－防砂管柱 1) 悬挂封隔器－ Baker SC-1, Halliburton Perma-series
Versa-Trieve
作 用－悬挂防砂管柱，分隔生产管柱和上 部油 套管环空。 2) 充填滑套 －充填工具插入防砂管柱后，滑套打开， 进行充填作业，完毕后，拉出充填工具， 滑套关闭。