近年来，河南油田春光区块使用复合防砂筛管的井数占据很大比例，特别是使用筛管的稠油井更是占据总井数的 95% 以上，但在生产过程中出现防砂筛管破损、开裂、脱落等各类问题，导致防砂失效，暴露出了防砂筛管抗压强度不足的问题。为此，根据行业标准，应用防砂筛管强度检测技术对防砂筛管进行检测。
 
检测过程与原理
 
防砂筛管强度检测的主要方法是将待检筛管放入检测装置，通过泵送系统将暂堵剂泵入检测装置，在泵送过程中监测进出口流量、压力大小，在暂堵剂循环通过筛管筛网的过程中，筛网的网孔会被逐渐堵塞，在网孔完全堵塞之后，继续提高压力，以不同的压力梯度建立稳压点并观察压降低值，直至达到预定压力或者筛管失效破损后停止。
 
其中，对于筛管最大抗外挤强度和最大抗内压强度检测的方法略有不同，抗外挤强度检测时，由外向内封堵筛管孔网，暂堵剂泵入通道从检测容器与筛管之间环空进入，从筛管内端流出；抗内压强度检测时，由内向外封堵筛管孔网，暂堵剂从筛管内部进入，从检测容器与筛管之间环空流出。检测设备由模型系统、循环系统、测量系统、数据采集处理系统、辅助系统组成。为了保证防砂筛管检测的安全性和准确行，制定了检测方法，主要步骤包括：首先检测前各项准备和记录工作。
 
其次，配暂堵剂。暂堵剂主要由淀粉、土粉、铁矿石粉、粉陶、PAC141、DF-1封堵剂、高粘 CMC 等组成，其中固体颗粒根据筛管孔眼大小按照架桥理论从大到小均匀加入，水溶性聚合物获得剪切速率为 511s-1 时最大表观粘度为 0.4Pa·s，加入杀菌剂延长保质期。连接筛管及试验管汇，进口端确保长度大于 30 米，减少压力波动的影响以及使用小排量泵时管汇中有足够的泥浆。清水低压循环将系统注满清水，启动柱塞泵试压 13MPa，稳压 5 分钟，随后提高压力至 35MPa，稳压5 分钟，压降不超过 0.5MPa 为合格，泄压；启动泥浆泵低压循环将清水替出。
 
逐渐提高泵入压力、流量，观察出口是否有返出物，确认筛管孔喉堵塞后，起压至 1MPa 停泥浆泵，确认环空是否通畅。采用停止加压 - 稳压的方式，以适当的压力梯度建立稳压点 ( 内压梯度约为外压的一半 )，以一定的最大增压速率从先前的稳压点增压至下一稳压点，停泵稳压记录压力值及压降。
 
试验中若出现泵出口压力突然降低，返出口溢流增大，再提高压力出现同样情况，经反复提压均出现上述情况，或加压至预期额定值，或发现防砂失效，关泵，停止继续提压，记录压力及压降情况。停泵卸压，拆卸装置、筛管、管汇，清洗相关设备及部件。 观察和记录实验结果，包括加压曲线、尺寸变化、防砂失效的部位和描述，完成试验。
 
不同筛管检测应用
 
为了对河南油田入井筛管的质量进行把关，通过抽样了 4 种规格共 8 根防砂筛管，按照检测方法和步骤，分别进行最大抗外挤强度和最大抗内压强度检测，检测过程中分别记录压力及流量曲线。对 φ177.8mm 筛管进行检测。通过抗外挤试验曲线可知，筛管完成暂堵后，从 14MPa 开始以 3MPa左右为压力梯度，建立了 7 个稳压点，每个点稳压 5min，稳压过程中，压力均产生不同程度缓慢下降，直到压力提升至 29.3MPa 后，认为满足需求泄压至 0。试验结束检查筛管无破损情况，该 φ177.8mm 筛管最大抗外挤压力为 29.3MPa。
 
通过抗内压试验曲线可知，筛管完成暂堵后，提升压力至 2.1MPa 迅速下降，继续提升至 2.4MPa，产生一个小范围突降后缓慢下降，继续提升至 3MPa，压力下降后略微提升压力，稳压后缓慢下降，随后增大泵送量提升至最高压 3.7MPa 开始产生压降，继续保持泵送压力无法恢复压力，泄压至 0。试验结束检查筛管出现破裂情况，同时部分焊接点开裂（该 φ177.8mm 筛管最大抗内压为 3.7MPa。对 φ139.7mm 筛管进行检测。通过抗外挤试验曲线可知，筛管完成暂堵后，提升压力至 6.9MPa 开始 建 立 稳 压 点， 继 续 提 升 最 高 至12.5MPa 产生突降，增大泵送量后无法恢复压力，泄压至 0。试验结束检查筛管出现变形和破损情况，该 φ139.7mm 筛管最大抗外挤压力为 12.5MPa。通过抗内压试验曲线可知，筛管完成暂堵后，提升压力至 2.3MPa开始建立稳压点，压降后增大泵送量，压力最高提升至 2.7MPa，继续泵送无法恢复压力，泄压至 0。
 
试验结束检查筛管出现破损情况，该 φ139.7mm 筛管最大抗内压为2.7MPa。对 φ88.9mm 筛管进行检测。通过抗外挤试验曲线可知，筛管完成 暂 堵 后， 建 立 了 3 个 稳 压 点，最 高 提 升 至 15.3MPa， 继 续 泵 送无 法 恢 复 压 力， 泄 压 至 0。 试 验结束检查筛管出现破损情况，该φ88.9mm 筛管最大抗外挤压力为15.3MPa。通过抗内压试验曲线可知，筛管完成暂堵后，建立了 3 个稳压点，最高提升至 2.8MPa，继续泵送无法恢复压力，泄压至 0。试验结束检查筛管出现破损和开裂情况，该 φ88.9mm 筛管最大抗内压力为 2.8MPa。对 φ73mm 筛管进行检测。
 
通过抗外挤试验曲线可知，筛管完成暂堵后，提升至 7.7MPa 开始压降，随后建立 4 个稳压点，最高提升至9.1MPa，继续泵送无法恢复压力，泄压至 0。试验结束检查筛管出现破损情况，该 φ73mm 筛管最大抗外挤压力为 9.1MPa。通过抗内压试验曲线可知，筛管完成暂堵后，建 立 了 4 个 稳 压 点， 最 高 提 升 至2.4MPa，继续泵送无法恢复压力，泄压至 0。试验结束检查筛管出现破损和开裂情况，该 φ73mm 筛管最大抗内压力为 2.4MPa。
 
根据检测结果，分析认为河南油田春光区块筛管破损主要原因是抗内压不足，导致筛管部分堵塞后注汽阶段筛管破损，可适当降低注汽压力或采用高强度筛管应对该问题。通过对不同规格筛管强度测试数据的对比，可以看出随着筛管尺寸的减小，其外挤、抗内压强度变化趋势是在不断降低的。控制检测过程中的压力波动和最大泵送量可提高检测结果的稳定性。