防砂筛管检测

防砂筛管检测：关键检测项目与实施方法

一、防砂筛管的检测意义

防砂筛管在井下长期承受高温、高压、腐蚀性流体和地层砂冲刷，若存在缺陷会导致砂堵、油井减产甚至安全事故。检测目的包括：

1. 质量控制：验证制造是否符合设计要求（如API 19SS、ISO 17824标准）。
2. 寿命评估：预判筛管在复杂工况下的耐久性。
3. 安全保障：避免因筛管失效导致的井筒坍塌或设备损坏。
4. 经济效益：减少非计划性修井作业，降低开采成本。

二、核心检测项目与实施方法

1.外观与结构完整性检测

• 检测内容：表面裂纹、焊缝质量、筛网变形、基管腐蚀等。
• 方法：
  • 目视检查：使用工业内窥镜观察内部结构。
  • 无损检测（NDT）：
    • 磁粉检测（MT）：检测表面及近表面裂纹。
    • 超声波检测（UT）：评估焊缝熔深和内部缺陷。
    • 渗透检测（PT）：识别细微表面开口缺陷。
• 标准：API RP 19B（砾石充填筛管性能测试）。

2.尺寸与几何精度检测

• 关键参数：
  • 外径、内径、壁厚公差（±0.2mm以内）。
  • 筛缝/筛孔尺寸一致性（激光测量误差≤0.05mm）。
  • 圆度、直线度（全长偏差≤1‰）。
• 设备：三坐标测量仪、激光扫描仪、数显千分尺。

3.材料性能测试

• 力学性能：
  • 抗拉强度（≥550MPa，ASTM E8标准）。
  • 硬度（HRC 22-30，避免脆性断裂）。
  • 冲击韧性（-20℃下Charpy冲击功≥27J）。
• 耐腐蚀性：
  • 盐雾试验（按ASTM B117，500小时无点蚀）。
  • 硫化氢（H₂S）应力腐蚀试验（NACE TM0177）。

4.渗透性与挡砂效率测试

• 渗透率测试：
  • 方法：模拟地层流体（黏度30-100cp）通过筛管，测量压降和流量。
  • 标准：API RP 61要求渗透率损失≤15%。
• 挡砂效率：
  • 实验：注入不同粒径砂粒（如40-70目、70-140目），收集通过砂量。
  • 要求：目标粒径挡砂率≥98%（ISO 17824）。

5.抗压与抗扭强度试验

• 外挤压力测试：
  • 液压加载至1.5倍额定压力（如50MPa），保压30分钟无变形。
• 扭转强度：
  • 模拟井下扭矩（如3000N·m），检测筛管与接头的连接可靠性。

6.疲劳寿命评估

• 循环载荷测试：
  • 频率5Hz，轴向交变载荷±50kN，循环次数≥10^6次。
  • 监测裂纹萌生及扩展情况（应变片或声发射技术）。

7.高温高压（HPHT）模拟测试

• 条件：温度150℃、压力70MPa，模拟实际井况。
• 参数监测：渗透率变化、材料蠕变、密封性。

8.防砂介质附着性测试

• 涂层/镀层检测：
  • 划格试验（ASTM D3359）：评估防砂介质（如树脂砂）与基管的结合强度。
  • 热震试验：-40℃~150℃循环20次，无剥落。

三、检测流程优化建议

1. 全生命周期检测：
   • 制造阶段：原材料入厂检验→加工过程监控→成品终检。
   • 使用阶段：下井前复检→定期井下探伤（如电磁检测）。
2. 数字化检测技术：
   • 3D扫描建模比对设计图纸。
   • AI缺陷识别（如深度学习裂纹分类）。
3. 数据驱动决策：
   • 建立检测数据库，关联筛管失效模式与检测参数阈值。

四、结论

防砂筛管的检测需覆盖从微观材料性能到宏观结构完整性的多维度指标。通过标准化检测流程与先进技术结合，可显著提升筛管可靠性，延长油井服务周期。未来趋势包括在线实时监测、数字孪生技术应用及智能化评价系统的开发。

扩展阅读：

• 《API SPEC 19SS 防砂筛管规范》
• 《ISO 17824:2018 油气工业防砂设备性能测试》
• 防砂筛管失效案例分析（如筛网冲蚀、接头断裂等）。

通过系统化检测，企业可将防砂筛管的故障率降低40%以上，实现降本增效的目标。