油井篩管(sand screen)是下入油井生產(chǎn)段的過濾管材,核心是擋砂不擋油 / 氣 / 水,防止地層砂進入井筒磨蝕泵、堵塞管線,同時保證流體順暢通過;常用于疏松砂巖油氣藏,是機械防砂的主流方案。
工作原理:利用縫隙 / 網(wǎng)孔尺寸攔截地層砂,縫隙常設(shè)計為內(nèi)窄外寬,具備一定自潔能力,減少砂??ㄋ琅c堵塞。
主流類型、結(jié)構(gòu)與適用場景
割縫篩管:結(jié)構(gòu)簡單,直接在套管上加工,適合預算有限、砂粒較粗的井;
繞絲(約翰遜)篩管:你關(guān)注的楔形 / 梯形絲結(jié)構(gòu),是行業(yè)中主流;縫隙由梯形絲與縱筋焊接形成,V 形流道能讓砂粒更易被反排,減少堵塞;
復合篩管:多層過濾 + 保護套,適合嚴苛工況(高溫、腐蝕、細粉砂)。
關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)與選型依據(jù)
擋砂精度:小于地層砂粒中值(d??)的 1/2–2/3;如 d??=0.2 mm,篩縫選 0.1–0.12 mm;
材質(zhì)與防腐:碳鋼用于常規(guī)井;316/316L 不銹鋼、雙相鋼用于含硫 / CO?、海水環(huán)境;表面可做防腐涂層;
孔隙率與過流面積:孔隙率越高,流動阻力越??;繞絲篩管可達 20%–30%,優(yōu)于割縫;
機械強度:抗外擠、抗拉、抗沖蝕,匹配井深與井眼尺寸。
安裝與配套工藝
裸眼完井:篩管直接下入裸眼段,配合封隔器 / 懸掛器;
套管完井:篩管 + 礫石充填(GP),形成 “篩管 + 礫石層” 雙重擋砂,效果佳;
水平井 / 大位移井:常采用繞絲篩管 + 裸眼封隔器分段或復合篩管 + 礫石充填。
常見失效與維護建議
砂卡 / 堵塞:因精度不匹配、反排不足;需優(yōu)化縫隙尺寸,定期反洗或氣舉;
腐蝕 / 沖蝕:材質(zhì)選錯或流速過高;用耐蝕合金,控制生產(chǎn)流速;
結(jié)構(gòu)損壞:下井時碰撞或地層坍塌;加強入井保護,優(yōu)化井眼準備。
約翰遜油管(標準術(shù)語:約翰遜篩管 / 楔形繞絲篩管),是油氣井機械防砂的核心工具,本質(zhì)是在基管外(或純繞絲骨架)用梯形 / 楔形不銹鋼絲螺旋纏繞并焊接于縱向支撐筋上,形成均勻、精確的 V 型縫隙;核心作用是擋砂不擋油氣流,保護井下泵與管線,同時具備自潔性減少堵塞;區(qū)別于普通油管僅做流體輸送、無過濾能力。
工作原理:V 型縫隙外寬內(nèi)窄,砂粒被攔截在外側(cè),反洗時易被沖脫,避免卡死;流體則順暢通過縫隙進入管內(nèi)。
結(jié)構(gòu)組成
基管(可選,用于高壓 / 深井):API 標準油管 / 套管(N80、316 不銹鋼等),提供抗外擠 / 內(nèi)壓強度;
縱向支撐筋:不銹鋼圓鋼 / 扁鋼,沿軸向分布,保證整體剛性;
楔形 / 梯形繞絲:304/316 / 雙相不銹鋼材質(zhì),螺旋纏繞,每接觸點電阻焊固定;
上下接頭:API 標準扣型(如油管扣、套管扣),便于與井筒管柱連接;
可選外保護罩,用于裸眼 / 礫石充填工況防磕碰。
定義與基本結(jié)構(gòu)
復合防砂篩管是石油 / 天然氣 / 地熱井機械防砂的核心工具,采用多層復合過濾 + 支撐結(jié)構(gòu)集成在帶孔基管外,實現(xiàn)擋砂、高流通性、抗變形 / 抗腐蝕,解決單一篩管(如單純繞絲、割縫)在細粉砂、高溫高壓、強腐蝕井況下防砂失效的問題。
典型結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外:
基管:API 標準套管 / 油管,帶過流孔,提供結(jié)構(gòu)強度;
內(nèi)保護 / 支撐層:防止過濾層受壓內(nèi)陷,改善流體分布;
復合過濾層(核心):常為金屬編織網(wǎng) + 繞絲 / 燒結(jié)層雙重過濾,精度可至 60–300μm;
外保護 / 繞絲層:抗沖蝕、防井下硬物刮擦,部分為橋式 / 螺旋結(jié)構(gòu);
端環(huán) / 焊接密封:保證整體密封性與連接強度。

選型與采購要點
明確工作壓力、溫度、介質(zhì)腐蝕性、顆粒尺寸分布以確定材質(zhì)、縫隙、壁厚;
確認過濾方向、安裝長度、連接方式(法蘭 / 螺紋 / 管箍);
要求廠家提供縫隙精度檢測報告、焊接強度測試;
選擇數(shù)控繞絲 + 電阻焊工藝,避免手工焊帶來的精度 / 強度風險。
選型與維護要點
選型:確認介質(zhì)溫度 / 壓力 / 腐蝕性 → 確定顆粒粒徑(縫隙通常選顆粒的 70%~80%)→ 選材質(zhì)與結(jié)構(gòu)(高壓用雙層骨架,強腐蝕用 316L / 哈氏合金);
安裝:避免磕碰損傷篩面,必要時礫石回填防地層塌陷;
維護:定期反沖洗(氣 / 水),嚴重時化學清洗,避免縫隙結(jié)垢 / 堵死。