防砂装置操作规程（防砂筛管性能评价系统操作规程）

目录

一、概述..............................................................1

二、防砂介质挡砂精度检测子系统........................................2

1、实验准备........................................................2

2、实验过程........................................................2

3、实验结束........................................................3

4、注意事项........................................................4

三、实尺寸防砂管防砂效果检测子系统....................................5

（-）实验原理.....................................................5

（-）系统操作规程................................................5

1、实验准备....................................................6

2、实验过程....................................................7

3、实验结束....................................................8

4、注意事项....................................................9

四、全尺寸防砂筛管抗外挤/抗内压强度检测子系统.........................10

（一）实验原理......................................................10

（二）系统操作规程..................................................11

1、实验准备...................................................11

2、实验过程...................................................12

3、实验结束...................................................12

4、注意事项....................................................13

五、用户现场培训.....................................................14

一、概述

防砂筛管特性评价模拟装置，用于研究套管完井方式、裸眼完井方式下防砂筛管

性能的装置，可设置并实时采集流体的流量，实时采集防砂筛管的压降及地层压降，

系统的入口压力及出口压力，所得数据可通过专用软件处理，得到防砂筛管的性能曲

线及评价结果。

实验装置的主要目的为评价筛管的各项性能，兼顾其他评价功能。具体目的及功

能如下：

（1）实现对防砂介质，如金属棉、金属编织网，在井下工况（压力、温度、驱替

速度）的耐腐蚀能力检测；（挂片实验，放于反应釜内）

（2）实现不同防砂介质的筛管在储层压力、温度、产液速度条件下射孔、裸眼、

滤砂管防砂、砾石充填防砂等各种组合的抗堵塞（采用差压传感器）、反循环冲洗、

酸洗（氢氟酸，盐酸，土酸）、出砂量的检测；

（3）反向模拟注水井注水/关停/再开井注水条件下筛管外混砂层渗透率及近井筒

地带渗透率值（自动采集压力，流量，人工计算含粘度的检测）；

（4）实验过程调参操作自动化控制；

（5）实验过程参数（压力、温度、流量）的收集自动化；

（6）高温高压实验设备具有安全防护装置（含压力，电，热三种保护）。

（7）实验流体可选择清水，液压油，瓜胶，空气（压力、流量），腐蚀性流体。

（8）方便拆卸与安装

（9）兼顾实现的评价功能有：

（9-1）实现高温下防砂介质强度的检测；

（9-2）筛管抗外挤、抗内压强度检测。

（9-3）气体驱替实验。

二、防砂介质挡砂精度检测子系统操作规程

1、实验准备

（1）将需要做实验的砂子和组合垫准备好；

（2）打开恒温箱的门，根据实验的要求，选择进行实验的釜体规格；

（3）用扳手拆开出液口的由壬接头和测压接头，然后旋开釜体下方的压帽，将压

帽和堵头整体取下；

（4）将实验用砂装入实验釜体对应的砂罐内（带蛟龙的釜体）；

注意：下压帽和堵头有一定的重量，在压帽螺纹即将要与釜体脱开时，防止因螺

纹不受力，重量瞬间直接作用予操作人员手上，导致瞬间承受不住而受伤，因此

在拆下压帽和堵头过程中，必须做好相应的安全防护措施！

（5）将滤件和隔板等组合后，安装在下堵头的槽内；

（6）将装好滤件的下堵头和压帽等旋到釜体上，必须旋紧到位，防止不密封，然

后用扳手将出液口的由壬接头和测压接头拧紧，底部放置容器收集过滤后流体；

（7）关好恒温箱的门；

（8）检查和确认管路和线路是否连接完好。

2、实验过程

（1）打开控制台面板上（参考图23）的“总电源”开关和恒温箱上的“电源”开

关以及恒速恒压泵的电源（和空气压缩机电源），此时控制台和恒温箱全部通电,

所有仪表均有显示；

（2）将恒温箱的温度采集显示仪表的温度控制值，通过箭头按钮设定为实验需要

的温度，但最大不得超过120C；（设置方法：按仪表上左箭头，SV格小数点闪

烁，再按左箭头移动小数点到需要调整的数字后，再按上下箭头选择需要设定的

温度，调整完以后仪表自动更新。）

2

（3）启动电脑，待电脑处于桌面显示状态后，打开对应的数据采集控制软件；加

上软件说明书

（4）恒温箱加热，先打开恒温箱上的“风机”开关，再打开恒温箱上的“加热”

开关，待恒温箱加热到设定的温度；

（5）手动启动恒速恒压泵上的“运行”按钮，此时泵整体通电，显示屏打开，待

显示屏启动完成后，进行下一步；

（6）在数据采集控制软件界面中，打开通讯端口的开关；（见软件说明书）

（7）在泵的显示屏或电脑软件上设置泵的压力流量（实验前先选择需要的模式，

分为恒速和恒压两种模式，恒压OTOMPa恒流0T50ml/min）；设定完成后手动

打开对应的实验釜的阀门（阀门位于恒温箱后面对应釜体位置），确认关闭其他

釜的阀门，然后启动恒速恒压泵或者柱塞泵，对釜体进行液体的注入；

（8）在数据采集控制软件界面中，运行实验曲线数据采集，此时软件界面上对应

的压力、流量和差压曲线窗口，开始记录并生成曲线；（软件详细操作另有说明）

（9）在操作台面板，打开已选择的实验釜对应的加砂装置电机的开关，根据加砂

速度，通过调速器对电机的速度进行调节；（开关位于操作台，打开电机电源后,

调节调速器旋转按钮）

（10）加砂完成后，通过调速器将电机转速调至到0,关闭电机的电源；

（11）通过软件控制恒速恒压泵停止液体的注入；

（12）关闭恒温箱上的“加热”开关，等10分钟后，再关闭“风机”开关；

（13）待实验釜内部的压力降低至接近O.IMPa后，停止实验曲线数据采集；

（14）打开恒温箱的门，热气散去，等20min釜体温度降低；

（15）用扳手拆开出液口的由壬接头和测压接头，然后旋开釜体下方的压帽，将

压帽和堵头整体取下；

（16）打开实验釜体底部的阀门，将过滤后的砂放到收集容器内；（清砂方法：

卸下釜体上方任意接头，使釜体内压力平衡，砂子自动脱落至下方容器内）

3、实验结束

（1）将滤件和隔板等从下堵头的槽内取出，进行单独清理；

（2）将下堵头和压帽等旋到釜体上，必须旋紧到位，防止不密封，然后用扳手将

出液口的由壬接头和测压接头拧紧；

（3）将实验釜体底部的阀门上接好软管，并将软管连接到储液罐上；

3

(4)启动恒速恒压泵，对实验釜的整个流程进行清理，以备下一次实验的进行；

(5)清理结束后，依次停止恒速恒压泵、关闭软件通讯端口、关闭操控台面板上

的''总电源"、按下恒速恒压泵上的“停止”按钮和关闭恒温箱上的“电源”。

4、注意事项

(1)由于三种釜体的耐压等级不同，在选择实验釜体时，必须要核实清楚所选釜

的耐压值！虽然每套釜均配有安全阀，如果弄错，尤其是可视釜，安全阀起作用

的同时，有可能会有一个瞬间压力冲入釜体，导致玻璃破裂！

(2)除了安全阀，恒温箱也是一道安全屏障，无论选择哪种釜体进行实验，实验

的过程中，必须关闭好恒温箱的门，严禁实验过程中打开恒温箱的门！且实验时

恒温箱内温度高，如果故意打开，内部的高温气流将会对人员造成伤害！

(3)严禁未经我公司培训的人员使用此设备进行实验！

三、实尺寸防砂管防砂效果检测子系统

(一)实验原理

根据地层岩心分布数据(PSD)配置人工砂，将人工砂按照地层岩石胶结强度进行

岩心机纵向压载，形成人工岩心，将人工岩心放入实验评价装置，实现对油气井地层

岩心层、砾石层、套管壁的模拟，在“人造井筒”的外部驱替实验油。

实现不同筛管在井下工况(压力、温度、驱替速度)套管射孔/裸眼+滤砂管防砂/

砾石充填防砂等各种组合形式下的防砂效果检测，系统流程图见图24。

图24

4

图49

（-）实尺寸防砂管防砂效果检测子系统操作说明

1、实验准备

（1）打开防护门，检查所有阀门管路是否连接完好，检查轨道附近是否有异物（如

有请进行清理），检查0型密封圈是否完好；

（2）按照实验需要进行配砂；

（3）将移动踏步移动到釜体侧面，并将脚轮的刹车刹好；

（4）将配好的砂运到实验釜体附近；

（5）利用现场的行车配合安装好筛管、套管等，筛管附近的测压管线位置调整好,

见图几；

按钮，然后按住釜体拆卸的“下降”按钮，待挂钩下降到位置后，松开釜体拆卸的

“下降”按钮；

（10）将两根釜盖起吊杆依次装入到位，保证左右距离约是相等；

（11）起吊杆连接好后，关闭防护门，然后按住釜体拆卸的“上升”按钮，将釜盖

进行提升到位后（油缸到顶自动停）松开“上升”按钮；注意：如釜盖上升过程中

出现倾斜现象（即两个油缸不完全同步）时，须立即松开按住的“上升”按钮，然

后按住“下降”按钮，将釜盖重新放到釜盖支撑架上后调整油缸上下阀门；

图50

（12）按住起吊架的“前进”按钮，将釜盖移动至釜体的正上方，注意观察，保证

釜体不倾斜，（有限位开关控制，到达位置后自动停止），然后松开“前进”按钮。

（13）按住釜体拆卸的“下降”按钮，将釜盖下降到釜体口部导向位置，注意齿轮

和釜盖上的齿条要配合好，（两人协作，一人按“下降”按钮，一人观察齿轮咬合

情况，快到齿轮和齿条啮合时松开“下降”按钮，仔细观察齿轮齿条的啮合情况。

如啮合位置有偏差，以点动的方式按釜盖“松开”或者“旋紧”按钮，再观察，直

到啮合完好，釜盖才能放到釜体上）松开“下降”按钮后，打开防护门，将两根起

吊杆依次移开（远离挂钩）后，关闭防护门（拆卸釜盖的起吊杆时，注意安全！）；

（14）按住釜体拆卸的“上升”按钮，将挂钩上升到最高位后，松开釜体拆卸的“上

升”按钮，按住起吊架的“后退”按钮，将起吊架后退到釜盖支撑架的位置，到位

自动停止。

（15）按住釜盖的“松开”按钮，待釜盖旋转大约1/4圈后，松开釜盖的“松开”

按钮，按住釜盖的“旋紧”按钮，将釜盖旋转到位；注意：旋紧盖时，先点动旋转,

待确认釜盖旋转很顺利后，再按住“旋紧”按钮让釜盖旋转到位（有限位开关控制

自动停止）；

（16）打开防护门，按照实验流程，将高压软管连接好，打开或关闭对应流程的阀

门；

（17）将手摇泵连接到釜盖上的4个油缸，通过对釜体内筛网板进行加压，从而将

填砂压实（加压范围0〜lOMPa）,然后关闭防护门；

（18）检查外部管路的连接及阀门，确认阀门是否按照实验流程打开或关闭；注意:

由于管路与第三系统共用，须保证通往第三系统的所有阀门均关闭；

（19）通过原有的水泵将搅拌罐内注入定量的水，然后人工加入实验用砂。

6

（20）在控制面板（参考图50）上，关闭电源“开关”。

2、实验过程

实尺栅漕防晒媒名时娜《管撤院/抗内用踱拗籽系统

-水平井一、

——高酶M—

㊉电#

水泵----、r--振拌罐--->启动停止调速.

㊉eIee

启动停止,、启动停止,急停㊉㊉电源

s中海油能源发觥粉有限公司工程技术分公司研制

图51

（1）打开控制台面板上的“电源”开关，此时控制台通电，所有仪表均有显示；

（2）在操作台面板（参考图51）,按下搅拌罐的“启动”按钮，开始将搅拌罐内

的砂子进行搅拌；

（3）启动电脑，待电脑处于桌面显示状态后，打开对应的数据采集控制软件；

（4）在数据采集控制软件界面中，打开通讯端口的开关；

（5）在电脑软件上设置好相关的参数；（尤其是实验的保护压力的设定）

（6）在数据采集控制软件界面中，运行实验曲线数据采集，此时软件界面上对应

的压力、流量曲线窗口，开始记录并生成曲线；（软件详细操作另有说明）

（7）在操作台面板上或软件界面上设定好加热温度（常温〜100℃）,然后打开“加

热”开关，对釜体进行加热；（无需加热，请忽略此步骤）；

（8）待温度达到实验要求的温度后，按下高压柱塞泵的“启动”按钮或在软件界

面启动进行实验，通过“调速”器进行流量的控制或在软件界面进行频率更改设定;

（启动高压柱塞泵之前须保证变频器柜内的总电源已打开，总电源位于车间内的控

制柜）

（9）待实验进行1〜2分钟后，打开水泵的“启动”按钮，将回收罐内的液体抽送

到下水道内或大型收集容器内；

3、实验结束

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（1）停止高压柱塞泵和搅拌器，待收集罐内液体即将抽完时，停止水泵工作，然

后关闭高压柱塞泵变频器柜内的总电源；

（2）在软件界面上操作停止数据的采集；

（3）打开防护门，打开系统流程上的泄压阀，对整个系统内部进行泄压，为下一

步的操作做准备（严禁未泄压的情况下进行相关的拆卸操作等）；

（4）拆开手摇泵上连接的管线和釜盖上的高压软管，关闭防护门；

（5）在控制面板上（参考图50）,打开电源“开关”，按住釜盖的“松开”按钮,

将釜盖从釜体上旋出，在釜盖与釜体的相对位置无变化后在旋转1/2圈左右，松开

釜盖的“松开”按钮（★釜盖上的四个起吊孔要保证两两水平，如果不水平，按“松

开”按钮，直到水平为止，整个操作过程中均不能按“旋紧”按钮！）；

（6）按住起吊架的“前进”按钮，将起吊架移动至釜体的正上方（有限位开关控

制，到达位置后自动停止），然后松开“前进”按钮；

（6）按住釜体拆卸的“下降”按钮，待挂钩下降到位置后，松开釜体拆卸的“下

降”按钮；

（7）打开防护门，将两根釜盖起吊杆依次装入到位，保证左右距离约是相等，然

后关闭防防护门；

（8）按住釜体拆卸的“上升”按钮，将釜盖提升与釜体完全脱离（持续上升到自

动停止，之前所有的操作中都不能按釜体的“翻转”和“复位”按钮！！！★★★兀

（9）按住起吊架的“后退”按钮，将起吊架移动至釜盖支撑架的正上方（有限位

开关控制，到达位置后自动停止），然后松开“后退”按钮；

（10）按住釜体拆卸的“下降”按钮，将釜盖下降放置到釜盖支撑架上；

（11）利用现场的行车将筛网板吊出；

（12）按住釜体的“翻转”按钮，将釜体旋转0〜90°后（釜体翻转和复位按钮没

有限位开关，肉眼观察旋转位置★）,进行釜体内清砂处理，清理完成后，按住釜

体的“复位”按钮将釜体旋转至填砂初始时的位置。（清理时注意釜体内部有3根

测压管线和1根温度探头）

（13）将工具整理后放入工具柜，关闭防护门，关闭控制面板上的电源“开关”，

关闭操作台上的电脑及电源。

4、注意事项

（1）严禁人员在釜体旁填砂或清砂等过程中，其他人员进行机械控制操作！

8

（2）釜体翻转、釜盖装卸，实验测试等过程中，防护区域内严禁站人，且保证防护

门处于关闭状态！

（3）严禁高压或高流速起泵，必须逐步增压和增流速，停止前必须先逐步减压和减

流速！

（4）严禁带压进行设备相关部件的拆卸操作！

（5）严禁未经我公司培训的人员使用此设备进行实验！

四、全尺寸防砂筛管抗外挤/抗内压强度检测子系统

（-）实验原理

将供货商提供的抗内压和抗外挤额定值与实测数据进行对比，保证油气井中筛

管表现出的抗外挤和抗内压强度比目标井油藏条件下要求的值大。测试装置一般包

括以下元件：

测试主体套管一一安装筛管并提供高压模拟环境。

筛管支架一一用于安放固定测试主体套管。

高压泵一一泵送测试液体，以受控的速度泵送低漏失钻井泥浆到测试装置。

高压管道和阀门一一以受控的方式引导流体流入和流出测试室。

泥浆搅拌机一一为测试制备和维持所允许的低漏失泥浆系统。

压力/速率测量记录仪一一在实验过程中，测量和记录压力、速率和时间。

速度泵送低漏失钻井泥浆到测试装置。

实验对商业筛管（筛管标准长度3.05m,6.10m,12.20m,长度误差±0.2m,筛

管本体最大外径9197mm）进行抗外挤强度和抗内压强度的检测，系统流程图见图

52（筛管抗外挤、抗内压评价装置图示）、图53（筛管抗外挤评价液流方向）、图

54（筛管抗内压评价液流方向）；

9

图52

1-----降虑失剂容器；2------压力表；3------试验容器；4-------筛管；5出口;

6-----封闭端；7-------泵；a流动方向

图53

OUTERCONTAINMENTSHELL

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1——降虑失剂容器；2——压力表；3——试验容器；4——筛管；5——出口；

6——筛管内部压力表；7——封闭端；a——流动方向

图54

（二）系统操作规程

1、实验准备

（1）旋开套管压帽，将对应的堵头取出；

（2）选择好实验用的筛管，装上中心架，中心架之间间隔约为1米，筛管一端安

装死堵，装好后利用现场的行车将筛管一段吊装到实验套管中，筛管另一段放置在

移动小车上；

（3）将筛管两端的堵头连接好，然后将筛管推入套管内，过程中需使用现场行车

辅助推入，推到位置后将压帽旋紧（压帽较重，同时需要行车辅助）；

（4）检查管路的连接及阀门，确认阀门是否按照实验流程打开或关闭；（进液高

压软管和出液高压软管保证连接正确）注意：由于管路与第二系统共用，须保证通

往第而系统的所有阀门均关闭；

（5）通过原有的水泵将搅拌罐内注入定量的水，然后人工加入实验用砂（搅拌按

钮位于操作台上，先搅拌再加砂）。

2、实验过程

（1）打开控制台面板上的“电源”开关，此时控制台通电，所有仪表均有显示；

（2）在操作台面板（参考图51）,按下搅拌罐的“启动”按钮，开始将搅拌罐内

的砂子进行搅拌；

（3）启动电脑，待电脑处于桌面显示状态后，打开对应的数据采集控制软件；

（4）在数据采集控制软件界面中，将通讯端口的开关；

II

（5）在电脑软件上设置好相关的参数；（尤其是实验的保护压力的设定）

（6）在数据采集控制软件界面中，运行实验曲线数据采集，此时软件界面上对应

的压力、流量曲线窗口，开始记录并生成曲线；（软件详细操作另有说明）

（7）按下高压柱塞泵的“启动”按钮或在软件界面启动进行实验，通过“调速”

器进行流量的控制或在软件界面进行频率更改设定；（加砂不宜太快，启动高压柱

塞泵时勿加砂，先建立水