割缝筛管说明
水平井割缝筛管完井技术应用
水平井割缝筛管完井技术应用随着我国经济社会的快速发展，各行业对于自然资源的需求量也在不断增长，对于矿产资源说也是如此，石油作为一种重要的自然资源，对于我国工业的发展有着重要的意义，水平井割缝筛管完井技术就是一种先进的开发技术，是开发裂缝性油藏的有效手段，但是在具体的开发工作中需要把握的关键因素比较多，因此加强相关的研究工作很有必要，本文结合我国相关开发工作的实际情况，对该项技术的概况和应用进行了研究。
标签：水平井;割缝筛管;技术应用引言：水平井割缝筛管技术从产生至应用经历了一定的发展周期，在发展的过程中积累了一定的经验和教训，所以在行业中有着愈发广泛的应用，譬如1997年大港油田的开发就对相关技术进行了应用，有效提高了开发工作的质量和效率，这项技术的应用潜力毋庸置疑，但是由于具体的工作流程比较多也比较复杂，所以行业工作人员需要发挥自身的主观能动性，及时解决施工出现的种种问题，譬如缝隙易堵等问题。
一、割缝筛管的特点想要对其应用有一个更为全面的认识和把握，对割缝筛管的特点进行把握很有必要，主要可以有以下几项特点：（一）便于下井大部分的油藏资源开采工作都是在井下进行，这是开发工作中的一大难点，因为井下的环境较为复杂，存在的不稳定因素也比较多，也会提高开采工作的难度，传统的开发技术下井环节较为复杂，不仅增加了相关的工作量，对于促进行业的资源优化配置也非常不利，割缝筛管技术的利用就在很大程度上改善了这种情况，对于行业的长远健康发展来说非常有利。
（二）适用性高我国的地质环境类型比较多，矿产资源的分布也比较复杂，这就对开采技术的适应性提出了更高的要求，传统的开采技术适应性比较低，针对一些环境较为复杂的区域无法推进科学合理的工作，这也是割缝筛管技术的一大优越之处，割缝筛管的强度比较高，能够承受一定的弯曲，适应性得到了大幅度的提高。
（三）成本较低资源在开发的过程需要耗费一定的成本，在油藏资源的开发中也是如此，但是传统的资源开发需要耗费一定的成本，不仅体现在资金上，在施工人员上也说是如此，成本较高不仅不利于促进行业的资源优化配置，同时也不利于行业的长远健康发展，割缝筛管技术就在很大程度上改善了这一点，因为这种技术的适应性比较强，具体的施工流程也比较简单，因此成本也比较低，利于行业的长远发展。
割缝筛管表皮推导-TAMU
4.2割缝筛管表皮计算公式推导对于简单线性排列的割缝筛管，其表皮系数s sl通过缝宽w s，缝长l s，圆周内割缝数量m s，割缝无因次穿透比λ（其定义为单位管线长度上的割缝长度defined as the length of slots per unit length of pipe）；以及井筒半径r w。
图4.2显示了通过有限元模拟得到的简单线性排列下的筛管周围压力分布。
恒定压力边界适用于割缝节点的模拟。
割缝范围内的汇聚流可以被定义为一系列的径向流范围。
其外边界（1+υ）r w，可以通过割缝将最大半径分割成若干个对称的几何区域来确定（如图4.3）。
通过观察，υ可以表示成如下关系通过有限元模型结果，当m s=1时υ≈1.5（圆周上只有一个割缝是一种极不常见的情况）当割缝穿透比不大时，沿着筛管的汇聚流（轴向汇聚流）就需要被考虑进来（见图4.4）。
我们假设通过公式4.1定义的径向流区域的厚度也可以通过割缝的距离函数被表示出来（如图4.5）。
从筛管表面开始计算轴向汇聚流半径γr w取经验值为割缝单元长度的一半，即这里l Ds（=l s/r w）为无因次割缝长度。
这里给出无因次流动区域A D沿无因次流动路径 D 一个近似流动的几何学描述。
综合针对近似流的公式2.36和2.37给出一个流量无关的表皮系数s slo和湍流比例系数f t,sl。
图4.6显示了割缝筛管流动的示意图。
几何学上流动可以分为4部分，穿过割缝的线性流，由于多重割缝产生的径向流，割缝单元角度分布引起的径向流，以及从筛管流走的径向流。
此外以上流动过渡时，轴向汇聚流需要被考虑进来，特别是当割缝穿透比很小（λ<1）时。
我们假定在汇流带的径向流厚度是到筛管距离的函数。
几何学的近似流动让我们可以通过到筛管距离的函数及其沿流动路径积分来表示流动区域。
割缝内的线性流割缝筛管打开面积无因次形式这里让K作为割缝内渗透率并积分公式2.38这里t Ds(=t s/r w)为无量纲的筛管厚度或者是堵塞深度。
等离子割缝筛管
（二）等离子割缝筛管的技术工艺
该割缝筛管是将油管和石油套管经过机械加 工、表面电处理后组装而得。主要工艺框图 如下：
油石 油 套 管管 下 车 螺 料 纹 数 控 割 缝 表 面 电 处 理 组
成品
装
石油割缝 防砂筛管
（三）复合型腔割缝管的特点
1、等离子割缝管复合（T型）缝腔结构的优越性 目前国内外油田广泛使用的割缝管多为矩形或单梯形缝管，矩形 缝的缝宽从管外道管内是一致的，易造成砂粒堵塞，降低采油效 果。单梯形缝管由于角度较大，缝口较尖锐，在液体及其携带的 微细砂粒的告诉磨蚀作用下，易使缝口的尖角磨损、缝宽变大， 从而降低割缝筛管的效果和使用寿命。 每条复合型腔割缝都是由管外至管内依次连接的外窄内宽角度较 小的梯形缝、过渡圆弧和角度较大的梯形缝构成的。该筛管外层 的梯形缝角度很小（是微梯形），当有微小的砂砾进入缝腔时， 可被液体带走，不易造成缝腔的堵塞，使缝腔保持畅通，可有效 降低液流对缝口的磨损速度，提高筛管的使用寿命；管壁内层大 角度的梯形缝可较大地降低缝对原油的流阻，有效地提高原油的 采出率。
（三）复合型腔割缝管的特点
4、缝宽的特点—尺寸精度高 缝宽的尺寸一致性好、精度高，在缝的两端 不存在“火柴头”现象，可有效地提高筛管 的强度和防砂效果。 5、使用特点—可重复利用、适用范围广 复合型缝腔割缝筛管具有结构简单、流阻小、 强度和重复利用率高等优点，可应用于水平 井、分支井等先期完井和砾石充填完井。
二、机械防砂工艺应用现状
割缝筛管有以下两种：激光石油割缝筛管、 新型复合缝腔石油割缝防砂筛管。
二、机械防砂工艺应用现状
激光割缝筛管
国家“八五”重点攻关项目“油田用割缝筛管的激 光切割工艺研究”的启动和实施使得割缝衬管结构 设计和加工有了较大突破。目前利用激光割缝技术 不但可以切出简单的直线缝，而且可以加工出难度 较大的折线缝、曲线缝、和梯形缝等性能优良的割 缝。彻底改变了金属嵌块法、陶瓷刀片切割法割缝 密度小、加工慢、费工费时、造缝开度不均,缝口 处强度下降的弊端，更好地保证了缝隙的精确度。 激光石油割缝筛管具有割缝边缘垂直度好，切边光 滑，无毛刺以及抗蚀性、耐磨性等特点，在特稠油 井、水平井、大斜度井上应用效果较好。
石油筛管
石油筛管概述
一.石油筛管的定义
石油筛管的主要作用就是防沙，由于开采石油使油井所处的地质，沙层不同所采用的管子的钢级和种类不同。
二.石油筛管的种类
1.割缝筛管
2.钻孔筛管
3.绕丝筛管
4.桥式筛管
5.复合筛管
三.石油筛管的特点
1.石油筛管采用J55或N80石油套管本体加工，强度高，不易变形
2.割缝边缘垂直度好，切边光滑、无毛刺，割缝均匀。
3.过流面积大，27/8”筛管300条割缝/1.5m，过流面积72每立方厘米，比同规格油管过流面积大2.4倍。
利于液体流动。
4.在斜井及水平井中使用其优越性更加明显。
5.整体进行防腐处理，在筛管的各表面形成致密的防护层，提高了筛管的抗腐蚀性及耐磨性，可有效延长其井下工作的寿命。
6.适用于出砂粒径大于0.3mm的出砂井防砂。
7.操作简单，使用方便，内通径大，易于进行管串配置
四.石油筛管主要技术参数：
管材类别：石油套管、油管；
管长（单根）：≤15m；
管材外径：50～500mm（长度≤15m）、
壁厚：≤20mm；
缝宽：（0.10～4）mm±0.03mm；
缝数：任意；
布缝类型：平行、交错、螺旋；
轴表缝距：任意。
【防砂】油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介
【防砂】油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。
目前常用的防砂筛管有：激光割缝防砂筛管、打孔筛管、金属棉防砂筛管、TBS防砂筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管以及弹性防砂筛管等与目前国内外水平井使用的完井方式相比，各油田水平井产要是以筛管、打孔衬管、射孔三种完井方式为主。
由于绝大多数水平井是砂岩油藏和稠油油藏，稠油防砂问题是水平井开发的主要矛盾之一，因此以筛管完井占主导地位。
用于防砂完井防砂的筛管主要有:金属棉筛管、TBS筛管割缝筛管、弹性筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管。
一、筛管防砂完井的发展历程及性能评价:1、1996年以前防砂完井技术试验阶段，主要以金属棉筛管完井防砂为主。
金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小，不利于注汽热采、采油生产和后期作业。
防砂材料强度不足、不均匀，容易堵塞和损坏（击穿）。
2、1996～2002年间开发并应用了TBS筛管。
TBS筛管是以打孔套管为基管，将金属纤维过滤单元烧结在基管上，单层管结构，内径大，可防细砂，解决了金属棉筛管内径小、堵塞和强度低的问题。
TBS筛管存在问题：过滤单元易脱落、加工工艺性差。
3、2002年以后由于机械加工工艺的进步，割缝筛管加工成本降低，近几年来在辽河油田应用的最多，主要适用于粗砂、分选性好的油藏。
存在问题：不能防止细砂，缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。
4、2005年以后割缝筛管防砂完井技术推广应用阶段和弹性筛管现场试验阶段。
高强度弹性筛管进入现场，显示出明显的优势。
解决了TBS过滤单元脱落的问题，防砂材料采用弹性金属纤维，渗透性能好，抗堵塞性能高，扩大了防砂范围。
目前水平井最主要的防砂完井筛管是弹性筛管和割缝筛管。
目前水平井筛管完井方式主要有两种：A、95/8″套管内悬挂7″筛管。
B、7″套管下接7″筛管，上部固井。
二、完井筛管多样化技术1、割缝筛管割缝筛管是在套管或油管管体上切割出细缝，将地层砂挡在筛管之外实现防砂，其结构简单、成本低，可用于水平井等弯曲井眼的完井和防砂，但存在如下问题：1、受加工工艺影响，不能加工成梯缝，自洁能力差。
水平井酸洗涨封及完井介绍
七、防落物管柱的下入 为了防止抽油管柱、井下工具等掉落到水平段，导致难以打捞，需要 在造斜点以下、螺杆泵以上的直井段安装防落物管柱。 先前的防落物管柱，由以下管柱结构组成： 防落物管柱组配：丝堵 +1根27/8″平式油管+27/8″×2m筛管+Ф35mm 泄压球座 +1根27/8″平式油管+Y241-115封隔器+27/8″×1m油管短节+ KHT-115脱接器+27/8″平式油管+27/8″油管变扣+27/8″油管。后经改进， Y241型单向卡瓦封隔器改为Y441型双向封隔器+丢手接头。现经我们和 作业队伍的沟通，认为下入Y445-114A型封隔器同样可完成该工序，并 且座封、丢手一次完成，更为简单方便（目前已采用）。封隔器下部接 筛管、沉砂管，上部直接与油管连接，减少了鱼顶与胶筒之间的距离， 使打捞更为容易。 以上认识，由于水平有限，有不足的地方，欢迎各位指正。 参考文献： 1 何艳青 《水平井完井技术》 中国石油天然气研究所1991年版 2 夏健 刘蜀平 《台8平1井酸洗胀封设计》 华北油田采研院 2006.9
水平井酸洗涨封 及完井工艺介绍
编写:陈雅勇 范龙庄 何玉斌 李 军
割缝筛管水平井 酸洗涨封及完井工艺
随着水平钻井技术的不断完善和成熟，水平井在油田的开发过程中占有越来越重 要的地位。通常人们把最大井斜角接近或达到90o，且具有一定水平位移的井称 为水平井。水平井由于水平段贯穿油层，使油气的径向流变成平面流，扩大了泄 油半径，大大增加了泄油面积，大幅度提到了油井产量，有效地提高油田的最终 采收率。因此，水平井在油田中后期的开发已上升到重要的位置。 水平井在砂岩油藏最常用的完井方式有：射孔完井和割缝筛管完井两种。割缝筛 管完井从钻井到酸洗涨封完成工艺流程见链接 我们这里所说的割缝筛管水平井酸洗涨封工艺，就是为解除钻井泥饼对地层油流 通道及割缝筛管的堵塞，确保割缝筛管完井后达到预期产液能力，投产之前必须 对该井进行酸洗解堵，彻底清洗裸眼井壁和解堵屏蔽暂堵带，然后再充以完井保 护液。又由于地层的非连续性，水平井水平段可能钻遇多段泥岩，为防止泥岩段 垮塌，需在酸洗后利用管柱使管外封隔器胀封，以便对泥岩段地层实施封隔。。
割缝筛管抗挤压强度综合因素有限元分析
割缝筛管抗挤压强度综合因素有限元分析杨晓东;戴华林;孙立瑛【摘要】确定不同参数下割缝筛管的抗挤压强度的变化趋势是合理设计割缝筛管的重要依据.利用CATIA软件,根据弹塑性有限元法建立了不同参数下割缝筛管强度分析的空间力学模型,该模型可以通过任意改变尺寸参数,对其抗挤压强度进行综合因素的有限元力学分析.结果表明:缝长是影响割缝筛管抗挤压强度的主要因素,在缝数和缝宽一定的情况下,随着缝长的增大抗挤压强度降低,不同缝长,降低的程度不同;在其他参数不变的情况下,缝间距变化对割缝筛管的抗挤压强度系数影响很小.研究结果为合理地选择割缝筛管的设计参数、提高其使用寿命提供了一定的理论依据.%The important issue of appropriate slotted liner design is determining the collapsing strength changing trend of the slotted liner under different parameters. Steric mechanical model of slotted liner strength was established with different parameters as per elastoplasticity finite element method by using CATIC software. Finite element analysis on the comprehensive factors of slotted liner collapsing strength can be completed through changing any size input in the model. The results show that the primary effect factor of slotted liner collapsing strength is the length of slots, with same amout of slots and same slot width, slotted liner collapsing strength decreases as the length of slots increasing, the decreasing rate vary with different slot length. The slots space has a little influence on the collapsing strength of the slotted liner if other parameters are same. The research results provide theoretical criterion for slotted liner designing parameters selection and working life improvement.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2009(031)005【总页数】5页(P40-44)【关键词】割缝筛管;有限元分析;挤压强度;CATIA【作者】杨晓东;戴华林;孙立瑛【作者单位】天津城市建设学院,天津,300384;中国石油大学,山东,东营,257061;天津城市建设学院,天津,300384【正文语种】中文【中图分类】TE931~+.2油井完井和生产过程中割缝筛管会受到内部、外部载荷的作用，如果筛管周围或内部堵塞，井眼压力增加，割缝筛管可能被挤毁。
135,Q／HS 6007.3-2005 筛管技术规范 第3部分：优质筛管
Q/HS
中国海洋石油总公司企业标准
Q／HS 6007.3—2005
筛管技术规范 第 3 部分：优质筛管
The technical specification for screen—
Part 3: premium screens
2005-12-29 发布
2006-04-01 实施
优质筛管抗拉强度应不低于基管(未钻孔)原有抗拉强度的 80%。 5.2 优质筛管各部分材料 5.2.1 基管应采用符合 API SPEC 5CT 要求的无缝钢管制造。 5.2.2 内、外保护管应采用符合 GB/T 1220 要求的不锈钢。 5.2.3 端环应采用符合 GB/T 14975 要求的不锈钢无缝钢管。
过滤介质渗透性应按照 GB/T 5250 测定。 6.8 过滤介质挡砂精度试验
过滤介质挡砂精度应采用标准玻璃微珠试验法测定。 6.9 螺纹检验
应采用目测法和标准接头检查筛管两端的连接螺纹。
7 检验规则
7.1 检验分类 检验应包括型式检验和出厂检验。
7.2 型式检验 7.2.1 当有下列情况之一时，应进行型式检验：
如下：
过滤介质型式
牙型 API 套管/油管钢级 挡砂精度(um) 基管壁厚(mm)
筛管规格 优质筛管代号(YZ)
示例：YZ 168-8.94-100 N80 BC W
表示规格为 168，基管壁厚为 8.94mm，挡砂精度为 100um，N80 钢级，牙型为偏梯形套管螺纹的金 属网布优质筛管。 5 技术要求 5.1 机械性能要求
4.83
89
73.0
2-7/8
5.51
102
88.9
3-1/2
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一、割缝筛管
1. 微缝自洁缝管产品特点
1.1等离子割缝管的结构特点--复合（T 型）缝腔 新型复合缝腔石油割缝防砂筛管的结构为每条割缝从
管外至管内都是由依次连接的角度较小的梯形缝、过渡圆弧和 角度较大的梯形缝构成的。
该筛管外层的角度较小的微梯形，
厚度为2～3 mm ，由于角度很小，降低了液流对缝口的磨损 速度，有效地提高筛管的使用寿命；管壁内层较大角度的梯形
缝可使缝腔保持畅通，并降低流体阻力。
如图1所示。
1.2等离子割缝管缝腔特性—耐腐蚀耐磨性显著提高
高频、高温的等离子体焰在对筛管进行切割加工的同时，使复合水基工作液产生电离和热分解，电离和热分解的产物在高温和电场的作用下与被切割缝腔表面金属材料产生化学反应，同时被切割的缝腔表面还受到等离子体焰高频加热，两者使缝腔表面上形成了一层厚为0.1～0.2mm 的淬硬防腐层，该淬硬层的硬度是管体硬度的三倍以上，且由外至内是逐渐减小的，使淬硬层与管体的结合更加牢靠，如图2所示。
缝腔表面的显微照片如图3所示，由图可知，在缝腔的表面形成了防腐淬硬层，在整个缝腔的表面上均匀的分布着一层硬的质点，可有效地提高缝的耐磨和耐蚀性。
该种切割工艺加工出的缝宽尺寸一致性好、精度高，有效的提高了缝的耐磨性和耐腐蚀性。
筛管的管
防腐淬硬层
图2 复合缝腔割缝筛管缝筋横剖面图 3 复合缝腔割缝筛管割缝表面的
1.3缝腔表面光滑
等离子切割缝的表面光滑、粗糙度低，可达Ra1.6 m ，比激光切割技术好的多。
图4为等离子切割技术切割后缝的表面的显微镜照片，图5为激光切割技术切割后缝的表面的显微镜照片。
二、等离子割缝管类型规格、适用范围
2.1．衬管 （0.50 mm ～4.0 mm ）：等离子割缝衬管的规格见下表
该管适用于直井、斜井、水平井的：（1）割缝衬管完井（2）裸眼砾石充填完井（3）
套管砾石充填完井（4）管外封隔器衬管完井等。
2.2 防砂管（0.15 mm ～0.50 mm ）：等离子割缝防砂管的规格见下表
该管适用于直井、斜井、水平井的：（1）割缝衬管完井（2）裸眼砾石充填完井（3）套管砾石充填完井（4）管外封隔器衬管完井等。
其规格见下表。
图4复合型腔割缝筛管割缝表面的显微照片 图5 激光切割筛管割缝割缝表面的显微照
2.3预充填割缝滤砂管
该种滤砂筛管由两层割缝管及石英滤料构成。
适于粉细砂岩防砂及水平井、分支井完井。
同 时，该种防砂筛管还具有耐磨、耐蚀、强度高、防砂效果好和使用寿命长等优点。
其结构如图6、7所示。
图6双层预充填复合型腔割缝筛管的外形图 图7双层预充填复合型腔割缝筛管的剖面图
三、精密复合防砂管
该种滤砂筛管由基管、微孔滤料及不锈钢割缝护套构成。
适用于粉细砂岩，尤其适于水平井、分支井、大斜度井的完井。
基管有两种： 1、割缝式基管 2、钻孔式基管
内割缝
砾
外割缝
（1）、基管为等离子割缝的精密复合防砂管
（2）.基管为打孔精密复合防砂管
（3）、精密复合防砂管过滤层及保护套的结构图,见图8
（4）精密复合防砂管的规格：
四．等离子割缝管应用实例
4.1肯基亚克油田应用
2005、2006年采用缝宽3mm等离子割缝衬管完井使用效果良好，至今未出现井塌堵塞现象。
4.2、中原油田应用
中原油田于2006年在水平井中采用缝宽2mm的等离子割缝衬管完井3口，计700米，2007年计划在20口井中使用该管，约4000米。
中原油田明10块沙一中油藏——明10—平1水平井、明10—平2水平井，中原油田古云集沙一中油藏——云2—平2水平井均是应用我公司提供的的割缝衬管完井的。
五、水平井割缝防砂管完井
濮1-侧平231井、濮1-侧平193井两口水平井采用等离子割缝防砂管完井，其缝宽为0.25mm.截止2006年3月，中原油田水平井已定货近1000米。
六、砾石充填完井
等离子割缝筛管砾石充填防砂，已在胜利油田，如河口采油厂、桩西采油厂等得到推广应用；现场使用结果表明，采用该种新型复合割缝筛管进行防砂具有防砂效果好、渗透能力强、耐磨蚀性好、施工方便和使用寿命长等优点。
目前年用量在3000m左右。