本实用新型专利技术提供一种天然气水合物储层防砂装置，包括挡砂筒、基管和若干防砂单元，所述挡砂筒和基管均为顶端敞口的中空结构，所述基管位于挡砂筒内，所述防砂单元沿着基管的侧壁周向设置，所述防砂单元包括盖帽、盖体和金属片，所述盖帽和盖体均为两端敞口的中空腔体结构，所述盖帽的内侧开设凹槽，所述金属片放置在凹槽处，所述盖体包括盖体上部和盖体下部，所述盖帽和盖体上部螺纹连接，所述盖体下部与基管的侧壁螺纹连接，所述金属片仅允许直径不大于5微米的细砂颗粒通过。本实用新型专利技术提供的防砂装置能够有效防住5微米以上的砂粒。防砂装置能够有效防住5微米以上的砂粒。防砂装置能够有效防住5微米以上的砂粒。
【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物储层防砂装置
[0001]本技术涉及天然气水合物领域，尤其涉及一种天然气水合物储层防砂装置。
技术介绍
[0002]天然气水合物储层试采往往伴随着出砂，若出砂量较大则会影响开采的进行，出砂问题是制约水合物安全高效开采的瓶颈。现有的天然气水合物储层防砂装置主要来源于常规石油开采中常用的防砂方法，包括砾石充填防砂、筛管防砂等。而与常规油气储层相比，水合物储层具有弱固结、泥质高的特点，中国典型的水合物储层泥质含量高达25％以上，且以中值粒径达10～15微米的泥质细粉砂为主，由于砂粒较细，这就对防砂提出了极高的精度要求，而防砂精度提高之后会造成渗透率严重降低。研究表明在40微米防砂精度下，防砂介质渗透率下降幅度高达90％，在20微米防砂精度时防砂介质的堵塞渗透率不足0.12达西，流通性能极差；水合物储层分解会产生水，1立方米的天然气水合物分解会产生约0.8立方米的水和168立方米的天然气。虽然这部分水体量不多，但在储层中形成极大的毛细力和液体拖拽力，极易造成携砂和非常高的驱替阻力。
[0003]常规油气的防砂方法存在以下缺点：一、防砂精度低，无法达到微米级别的防砂；二、在防砂的同时不能有效地达到毛细渗流排水产气的目的。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本技术提供了一种能够有效防住5微米以上的砂粒的天然气水合物储层防砂装置。
[0005]本技术提供一种天然气水合物储层防砂装置，包括挡砂筒、基管和若干防砂单元，所述挡砂筒和基管均为顶端敞口的中空结构，所述基管位于挡砂筒内，所述防砂单元沿着基管的侧壁周向设置，所述防砂单元包括盖帽、盖体和金属片，所述盖帽和盖体均为两端敞口的中空腔体结构，所述盖帽的内侧开设凹槽，所述金属片放置在凹槽处，所述盖体包括盖体上部和盖体下部，所述盖帽和盖体上部螺纹连接，所述盖体下部与基管的侧壁螺纹连接，所述金属片仅允许直径不大于5微米的细砂颗粒通过。
[0006]进一步地，所述防砂单元还包括第一橡胶密封圈、压电陶瓷圈和第二橡胶密封圈，所述第一橡胶密封圈、金属片、压电陶瓷圈和第二橡胶密封圈自上而下依次放置在凹槽处，所述压电陶瓷圈与金属片套设连接，所述压电陶瓷圈被电压驱动后产生振动，所述压电陶瓷圈振动带动金属片振动。
[0007]进一步地，所述金属片的中部均匀开设若干直径为5微米的锥孔。
[0008]进一步地，所述盖帽的内侧设置第一螺纹，所述第一螺纹位于凹槽的下方，所述盖体上部的外侧设置第二螺纹，所述第二螺纹与第一螺纹配合连接。
[0009]进一步地，所述基管的下端沿侧壁均匀开设若干圈螺纹孔，所述盖体下部的外侧设置第三螺纹，所述第三螺纹与螺纹孔配合连接。
[0010]进一步地，所述基管的侧壁与挡砂筒的内壁之间填充挡砂介质，所述挡砂介质仅
允许直径不大于20微米的细砂颗粒通过。
[0011]进一步地，所述基管内插入排水管，所述排水管的底端靠近基管的底端。
[0012]进一步地，所述挡砂筒的侧壁上开设若干通孔。
[0013]本技术提供的技术方案带来的有益效果是：本技术提供的防砂装置设置多个防砂单元，天然气水合物储层沿着储层
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挡砂介质
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防砂单元的流动通道流动，直径大于20微米的粗砂先被挡砂介质挡住，直接大于5微米的细砂颗粒被防砂单元的锥孔挡住，能够有效防住直径5微米以上的砂粒；本技术提供的防砂装置在防砂的同时，利用压电陶瓷圈振动带动金属片振动，使锥孔产生复杂不规则的振动、变形、泵效应，以及渐扩/渐缩运动，在该作用下，锥孔内的水合物储层流体形成单独的小液滴，从而实现排出储层分解产生的水、气、以及水中的溶解气，保证天然气水合物储层天然气不间断产出。
附图说明
[0014]图1为本技术一种天然气水合物储层防砂装置的结构示意图。
[0015]图2为本技术一种天然气水合物储层防砂装置的防砂单元的结构示意图。
[0016]图3为本技术一种天然气水合物储层防砂装置的防砂单元的分解示意图。
[0017]图4为本技术一种天然气水合物储层防砂装置的防砂单元的内部结构示意图。
[0018]图5为本技术一种天然气水合物储层防砂装置在海域天然气水合物储层的防砂实施示意图。
具体实施方式
[0019]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。
[0020]请参考图1，本技术的实施例提供了一种天然气水合物储层防砂装置，包括挡砂筒1、基管2、若干防砂单元3、驱动电路4和电源5，驱动电路4和电源5单独设置。
[0021]挡砂筒1为顶端敞口的中空结构，挡砂筒1的侧壁上开设若干通孔11；本实施例中，挡砂筒1可以为绕丝筛管。
[0022]基管2为顶端敞口的中空结构，基管2位于挡砂筒1内，基管2的侧壁与挡砂筒1的内壁之间填充挡砂介质6，基管2的下端沿侧壁均匀开设若干圈螺纹孔21，基管2内插入排水管22，排水管22的底端靠近基管2的底端；本实施例中，挡砂介质6可以为砾石、金属纤维或人造陶粒等。
[0023]参考图2、图3和图4，防砂单元3包括盖帽31、盖体32、第一橡胶密封圈33、金属片34、压电陶瓷圈35和第二橡胶密封圈36，盖帽31和盖体32均为两端敞口的中空腔体结构，盖帽31的内侧开设凹槽311，第一橡胶密封圈33、金属片34、压电陶瓷圈35和第二橡胶密封圈36自上而下依次放置在凹槽311处，压电陶瓷圈35与金属片34套设连接，盖帽31的内侧还设置有第一螺纹312，第一螺纹312位于凹槽311的下方，盖体32包括盖体上部321和盖体下部322，盖体上部321的外侧设置第二螺纹3211，第二螺纹3211与第一螺纹312配合连接，第二螺纹3211和第一螺纹312配合连接后将第一橡胶密封圈33、金属片34、压电陶瓷圈35和第二橡胶密封圈36封装在盖帽31内，盖体下部322的外侧设置第三螺纹3221，第三螺纹3221与螺
纹孔21配合连接，从而将防砂单元3与基管2螺纹连接，通过螺纹连接的方式，便于拆卸、检修和更换防砂单元3。
[0024]金属片34的中部均匀开设若干直径为5微米的锥孔341，金属片34上设置第一焊接点342，压电陶瓷圈35上设置第二焊接点351，第一焊接点342和第二焊接点351均连接第一电缆7，第一电缆7通过第二电缆8与驱动电路4的输出端连接，驱动电路4的输入端与电源5连接；本实施例中，电源5可以连接海上风力发电或太阳能电源，实现节能。
[0025]参考图5，利用本实施例提供的防砂装置进行天然气水合物储层试采的过程为：将基管2和挡砂筒1均下入水合物储层段套管中，并在基管2和挡砂筒1之间填充挡砂介质6，然后将基管2的上端与石油生产管柱螺纹连接；在挡砂筒1的上端放置封隔器9使基管2的上端与套管环空封隔；在基管2内插入排水管22，使排水管22的底端靠近基管2的底端，将生产管柱与产气通道连接，将排水管22与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物储层防砂装置，其特征在于，包括挡砂筒、基管和若干防砂单元，所述挡砂筒和基管均为顶端敞口的中空结构，所述基管位于挡砂筒内，所述防砂单元沿着基管的侧壁周向设置，所述防砂单元包括盖帽、盖体和金属片，所述盖帽和盖体均为两端敞口的中空腔体结构，所述盖帽的内侧开设凹槽，所述金属片放置在凹槽处，所述盖体包括盖体上部和盖体下部，所述盖帽和盖体上部螺纹连接，所述盖体下部与基管的侧壁螺纹连接，所述金属片仅允许直径不大于5微米的细砂颗粒通过。2.根据权利要求1所述的天然气水合物储层防砂装置，其特征在于，所述防砂单元还包括第一橡胶密封圈、压电陶瓷圈和第二橡胶密封圈，所述第一橡胶密封圈、金属片、压电陶瓷圈和第二橡胶密封圈自上而下依次放置在凹槽处，所述压电陶瓷圈与金属片套设连接，所述压电陶瓷圈被电压驱动后产生振动，所述压电陶瓷圈振动带动金属片振动。3.根据权利要求1所述的天然气水合物储层防砂装...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗强，宁伏龙，刘志辉，王冬冬，刘志超，孙嘉鑫，刘天乐，欧文佳，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：
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