CMS筛管抗内压抗外挤性能测试方法研究

摘要套管的抗内压和抗外挤性能参数通常是通过压力试验来确定的，由于筛管本身就是一种起过滤作用的管柱，常规试验中无法建立压差，因此，自然无法得到其抗内压和抗外挤性能参数。本次试验的基本思路是配置一种水基泥浆，从筛管内循环泥浆，使胶液中的固体颗粒逐渐堵塞筛管孔喉，流量逐渐减小，压力逐渐提高，待筛管孔喉被胶液中的固体颗粒堵塞后，继续提高压力，直到筛管破裂。筛管抗外挤性能试验时泥浆从筛管和套管环空中进入，然后进入筛管，其它试验方法和抗内压―样。本次试验建立的压力试验系统和配置的暂堵剂非常成功，可以指导以后各型筛管的抗内压抗外挤性能测试试验。CMS筛管表现了良好的抗内压抗外挤性能，满足油田生产需要。

关键词 筛管；抗内压；抗外挤

中图分类号：TE1文献标识码： A

CMS筛管是中海油田服务股份有限公司的新一代防砂产品，本文通过论述一种测试方法研究，来测试CMS筛管的抗内压和抗外挤性能参数。

1、试验思路研究

套管的抗内压和抗外挤性能参数通常是通过压力试验来确定的，由于筛管本身就是一种起过滤作用的管柱，常规试验中无法建立压差，因此，自然无法得到其抗内压和抗外挤性能参数。

试验的基本思路是配置一种水基泥浆，从筛管内循环泥浆，使胶液中的固体颗粒逐渐堵塞筛管孔喉，流量逐渐减小，压力逐渐提高，待筛管孔喉被胶液中的固体颗粒堵塞后，继续提高压力，直到筛管破裂。筛管抗外挤性能试验时泥浆从筛管和套管环空中进入，然后进入筛管，其它试验方法和抗内压―样。

因此，本次试验的关键点有两点： 1是建立一套压力试验系统，可以有效循环泥浆，并能实时记录压力数值，2是配置一种暂堵剂，使之能够在循环中堵塞筛管孔喉。

1.1压力试验系统的建立

试验流程示意图1所示，整个系统由试验井筒、试验用筛管、泥浆泵、库米泵、数采系统、泥浆池、清水池、回收池等组成，其中试验井筒由规格为9-5/8、 钢级为P110的套管和系列转换接头组成，采用的泥浆泵型号为PPS 490酸化泵，采用的库米泵型号S20G-M，整个系统设计能够承受的最大压强为35 Mpa。 其中库米泵的作用是在筛管孔喉堵塞后继续进行小排量打压，用清水推动管线中的泥浆压爆筛管。

图1 试验流程示意图

1.2 、暂堵剂配置

暂堵剂由黄包胶、淀粉和碳酸钙粉组成，先用清水溶胀好淀粉后，加入黄包胶，再按粒径从小到大加入碳酸钙粉，搅拌均匀。其添加剂加量如下表1：

表1 添加剂添加量

暂堵剂的配置非常成功，完成满足了试验的要求。

1.3 试验样品规格及型号的确定

试验选用了CMS筛管最常使用的三种规格，其具体参数见表2

表2 试验样品规格

2、 试验程序确定

试验前认真检查各部件(材质、扣型、规格)，确保每一个部件均能满足35 Mpa试压要求。选择一种筛管作为试验对象，先做抗内压试验，程序如下：

1、将CMS筛管装好公扣端丝堵，连接好变扣接头。

2、卸开试验装置堵头将筛管连接在堵头上，将筛管推入试验装置内，连接好试验管汇。其中进口端管汇最好在20米以上，以储存足够的泥浆由清水推动去压爆筛管。

3、首先用清水低压循环将试验装置和所有试验管线注满清水，启动泥浆泵，用清水系统试压10 Mpa，稳压5分钟左右，逐步提高压力35 Mpa， 稳压5分钟不降0.5MPa为合格。

4、启动泥浆泵，低压正循环泥浆，将试验装置中的清水替出。逐渐提高泵入压力、流量会逐渐减小，直到试验装置出口没有返出物，证明师管孔喉已被堵塞。停泵，卸压，关掉装置进出口阀门。

5、打开库米泵出口及装置出口阀门，启动库米泵，将泵压力提升到3.5 Mpa，尽量保证压力在3.5 Mpa上下波动3-5分钟，记录压力值。

6、按每次提高3.5 Mpa为台阶，分别捉高泵出口压力至7Mpa、10.5 Mpa、14 Mpa、17.5 Mpa，并在每一个压力值上下波动情况下稳定3―5分钟左右，记录压力值。

7、继续按每次提高7 Mpa为台阶，提高泵压至20 Mpa、27.5 Mpa、35Mpa，分别保持压力在每一个压力值上下波动3-5分钟左右，记录压力值。

8、在6，7项操作中，如出现泵出口压力突降低，返出口溢流增大，再提高压力出现同样情况，经反复提压均出现压力突然降低，溢流增大，记录压降情况，关泵，停止继续提压。

9、停泵卸压，将筛管从装置中取出，卸下筛管，清洗相关管线．

10、观察筛管表面的情况，并进行拍照记录检查情况。

11、将筛管内外表面清洗干净，进行表面检查并拍照记录。

12、筛管抗外压试验时，如图，将泥浆泵和库米泵从另一端打入液体，其它方法同上。

3、 试验结果分析

利用上述试验系统及配置的暂堵剂，一共进行了6次试验。其中除第三次因为泥浆沉淀无法建立压力外均获得了成功。

表3 试验记录

注：5-1/2CMS筛管抗外挤试验压力上升到34.483Mpa后，没有破裂；由于试压系统安全性考虑，没有继续打压。

4、结论

本次试验建立的压力试验系统和配置的暂堵剂非常成功，可以指导以后各型筛管的抗内压抗外挤性能测试试验。

CMS筛管表现了良好的抗内压抗外挤性能，满足油田生产需要。