專利名稱：動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，油井中使用的防砂篩管主要有以下幾種1、割縫襯管是在套管或油管上面按照一定排列順序割出許多縫隙而成，開(kāi)孔面 積(或過(guò)流面積)一般只有 3%。割縫襯管常用于膠結(jié)強(qiáng)度高、出砂極少的儲(chǔ)層，以 防止井壁坍塌為主要目的，所以叫襯管。2、繞絲篩管主要由基管和篩套(JACKET)兩部分組成，過(guò)流面積為15% 30%， 可用于各種巖性的儲(chǔ)層中。在膠結(jié)強(qiáng)度低、易出砂的碎屑巖儲(chǔ)層單獨(dú)使用(不做礫石充填) 時(shí)，存在較嚴(yán)重的堵塞問(wèn)題。所以，這種篩管通常要和礫石充填配合使用，簡(jiǎn)稱礫石充填防 砂。礫石充填防砂的效果好，壽命長(zhǎng)，但工藝復(fù)雜，施工時(shí)間長(zhǎng)，易對(duì)近井地帶儲(chǔ)層造成污 染，在大斜度井和水平井中施工時(shí)，成功率低。3、金屬網(wǎng)篩管主要由基管和包裹在基管外面的3 5層金屬網(wǎng)構(gòu)成，過(guò)流面積為 25% 35%，其用途、性能和問(wèn)題與繞絲篩管非常接近。4、金屬棉篩管金屬棉具有一定的納污能力，在油井生產(chǎn)初期，其抗堵塞能力優(yōu)于 繞絲篩管和金屬網(wǎng)篩管。當(dāng)產(chǎn)出的砂量超過(guò)金屬棉的納污能力之后，同樣會(huì)發(fā)生堵塞。大量實(shí)踐表明，上述各種篩管如果單獨(dú)使用(不做礫石充填)，抗堵塞能力都比較 差。當(dāng)儲(chǔ)層砂產(chǎn)出后，聚集在篩管的表面，形成靜態(tài)的低滲砂層，隨著儲(chǔ)層砂不斷產(chǎn)出，低滲 砂層逐漸增厚，整體的滲透率也隨之逐漸降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)態(tài)的油井防砂篩管及其制備方法。這種篩管的過(guò)濾材 料是纏繞或包裹在焊有支撐筋的基管(即帶孔管)上的，過(guò)濾材料與基管之間有一定的空 間。當(dāng)產(chǎn)出的砂粒聚積在篩管表面后，在過(guò)濾材料的內(nèi)外兩側(cè)形成壓差，壓差推動(dòng)過(guò)濾材料 向內(nèi)蠕動(dòng)從而破壞已經(jīng)在外表面形成的堵塞砂層，隨著儲(chǔ)層砂繼續(xù)產(chǎn)出，再次造成堵塞，建 立新的壓差，這個(gè)過(guò)程周而復(fù)始，過(guò)濾介質(zhì)表面的堵塞層不斷遭到破壞。其它防砂篩管均屬 于靜態(tài)的，在篩管表面一旦形成堵塞，篩管自身不具備解除或緩解堵塞狀況的能力。本發(fā)明技術(shù)方案是動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管，包括帶孔管、沿帶孔管軸向平行設(shè)置 在帶孔管外表面上的數(shù)根支撐筋、纏繞或包裹在帶孔管和支撐筋上的過(guò)濾材料和套設(shè)在過(guò) 濾材料上的外護(hù)管。上述支撐筋高度為2. 0 8. 0mm，相鄰兩支撐筋之間的距離為10 50mm。所述數(shù)根平行焊接在基管上的支撐筋，其特征在于當(dāng)支撐筋高度小于或等于 4mm時(shí)，相鄰兩支撐筋之間的距離應(yīng)小于25mm ；當(dāng)支撐筋高度大于4mm時(shí)，相鄰兩支撐筋之 間的距離應(yīng)大于25mm。所述過(guò)濾材料是由絲經(jīng)為0. 05 0. 50mm的金屬絲制成。
所述過(guò)濾材料為金屬棉、金屬氈或金屬纖維等。本發(fā)明還提供了上述油井防砂篩管的制備方法，包括下述步驟將支撐筋沿帶孔 管軸向平行焊接在帶孔管的外表面上；將過(guò)濾材料纏繞或包裹在焊有支撐筋的帶孔管上； 套入外護(hù)管，即制得動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管。本發(fā)明制得的動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管，過(guò)濾材料具有一定的變形空間，當(dāng)產(chǎn)出砂聚 積在過(guò)濾材料外表面后，形成低滲砂層，從而在過(guò)濾材料內(nèi)外兩側(cè)形成壓差，壓差推動(dòng)過(guò)濾 材料向內(nèi)側(cè)蠕動(dòng)變形，過(guò)濾材料外表面的低滲砂層遭到破壞，緩解了堵塞狀況，這個(gè)過(guò)程周 而復(fù)始，使篩管的抗堵塞能力有了很大程度的提高，優(yōu)于常規(guī)篩管50% 400%。


圖1為本發(fā)明的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為測(cè)定油井防砂篩管抗堵塞能力實(shí)驗(yàn)的設(shè)備流程圖；圖3為本發(fā)明的產(chǎn)品與常規(guī)產(chǎn)品的抗堵塞能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括帶孔管1(孔徑一般為8 12mm，孔間距30 80mm)、沿帶 孔管軸向平行設(shè)置在帶孔管1外表面上的數(shù)根支撐筋2、纏繞或包裹在帶孔管1和支撐筋2 上的過(guò)濾材料3和套設(shè)在過(guò)濾材料上的外護(hù)管4 (如采用沖縫或沖孔型外護(hù)管，沖縫型外護(hù) 管的鋼板厚度大于1. 2mm，開(kāi)孔面積不小于10% ；沖孔型外護(hù)管的鋼板厚度大于1. 5mm，開(kāi) 孔面積不小于20%。)。上述支撐筋高度高于基管(帶孔管)外表面2.0 8. 0mm，相鄰兩支撐筋之間的距 離為10 50mm。所述數(shù)根支撐筋平行焊接在基管上。當(dāng)支撐筋高度小于或等于4mm時(shí)，相鄰兩支 撐筋之間的距離應(yīng)小于25mm ；當(dāng)支撐筋高度大于4mm時(shí)，相鄰兩支撐筋之間的距離應(yīng)大于 25mm。所述過(guò)濾材料是由絲經(jīng)為0. 05 0. 50mm的金屬絲制成。本發(fā)明建議當(dāng)基管外徑為60. 3 101. 6mm時(shí)，支撐筋的數(shù)量為8 24根；當(dāng)基管 外徑大于114. 3mm時(shí)，支撐筋的數(shù)量為12 48根。所述過(guò)濾材料為金屬棉、金屬氈或金屬纖維。本發(fā)明動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管可由下述方法制得1、將基管安放在工作架上，保持穩(wěn)定；將數(shù)根支撐筋沿軸向均勻地分布在基管圓 柱面上并焊接在基管上。支撐筋的高度高于基管表面2. 0 8. 0mm,當(dāng)支撐筋高度小于或等 于4mm時(shí)，相鄰兩支撐筋之間的距離應(yīng)小于25mm ；當(dāng)支撐筋高度大于4mm時(shí)，相鄰兩支撐筋 之間的距離應(yīng)大于25mm。2、將過(guò)濾材料均勻地纏繞(或包裹)在焊有支撐筋的基管上，要保證纏繞(或包 裹)后的過(guò)濾層具有一定的強(qiáng)度、滲透性和納污能力，在外界壓力作用下可蠕動(dòng)變形。4、套上外護(hù)管后，對(duì)外護(hù)管的端部與基管表面進(jìn)行焊接，保證密封，即可制成本發(fā) 明產(chǎn)品(見(jiàn)圖1)。本發(fā)明動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)過(guò)濾材料與基管之間有一定的空間， 使過(guò)濾材料在外界壓力的作用下產(chǎn)生變形，從而破壞已經(jīng)在外表面形成的低滲砂層，緩解了堵塞狀況，提高了防砂篩管的抗堵塞能力。在同等外界條件下，該產(chǎn)品的抗堵塞能力優(yōu)于 常規(guī)產(chǎn)品的50% 400%。動(dòng)態(tài)型防砂篩管與常規(guī)防砂篩管的抗堵塞能力對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)原則實(shí)驗(yàn)的條件必須是完全相同的。即實(shí)驗(yàn)流體、實(shí)驗(yàn)砂樣、泵入速度、實(shí) 驗(yàn)篩管的基管尺寸和有效過(guò)濾長(zhǎng)度、實(shí)驗(yàn)步驟是完全相同的。2、實(shí)驗(yàn)方法參見(jiàn)圖2，將PAC(提高流體黏度的化學(xué)材料)混入淡水中配制實(shí)驗(yàn) 流體，倒入混砂罐1 ；向混砂罐1中加入定量配制好的實(shí)驗(yàn)砂樣，進(jìn)行充分混合；將加工好的 篩管實(shí)驗(yàn)樣件4安裝在實(shí)驗(yàn)筒3內(nèi)；啟動(dòng)注砂泵2，向?qū)嶒?yàn)筒3內(nèi)泵入混合好的砂漿；砂漿 經(jīng)篩管實(shí)驗(yàn)樣件4過(guò)濾后流入計(jì)量筒5，通過(guò)記錄儀6和計(jì)算機(jī)7計(jì)量。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)圖3)將常規(guī)油井防砂篩管與本發(fā)明產(chǎn)品進(jìn)行抗堵塞能力對(duì)比， 其中曲線1為常規(guī)油井防砂篩管的抗堵塞能力實(shí)驗(yàn)曲線；曲線2為本發(fā)明產(chǎn)品的抗堵塞 能力實(shí)驗(yàn)曲線。實(shí)驗(yàn)流體的漏斗黏度(FV)為60秒，實(shí)驗(yàn)砂樣的粒度中值d50為158微米。實(shí) 驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)二者的實(shí)驗(yàn)流量均為968升時(shí)，常規(guī)油井防砂篩管的堵塞壓力為7. 86MPa, 而本發(fā)明產(chǎn)品的堵塞壓力僅為2. 31MPa，前者的堵塞壓力為后者的340%。
權(quán)利要求
動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管，其特征在于包括帶孔管、沿帶孔管軸向平行設(shè)置在帶孔管外表面上的數(shù)根支撐筋、纏繞或包裹在帶孔管和支撐筋上的過(guò)濾材料和套設(shè)在過(guò)濾材料上的外護(hù)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井防砂篩管，其特征在于支撐筋高度為2.O 8. Omm，相 鄰兩支撐筋之間的距離為10 50mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油井防砂篩管，其特征在于所述過(guò)濾材料是由絲徑為 0. 05 0. 50mm的金屬絲制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油井防砂篩管，其特征在于所述過(guò)濾材料為金屬棉、金屬氈 或金屬纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油井防砂篩管，其特征在于當(dāng)支撐筋高度小于或等于4mm 時(shí)，相鄰兩支撐筋之間的距離小于或等于25mm ；當(dāng)支撐筋高度大于4mm時(shí)，相鄰兩支撐筋之 間的距離大于25mm。
6.權(quán)利要求1或2所述油井防砂篩管的制備方法，包括下述步驟將支撐筋沿帶孔管 軸向平行焊接在帶孔管的外表面上；將過(guò)濾材料纏繞或包裹在焊有支撐筋的帶孔管上；套 入外護(hù)管，即制得動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管。
全文摘要
動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管，包括帶孔管、沿帶孔管軸向平行設(shè)置在帶孔管外表面上的數(shù)根支撐筋、纏繞或包裹在帶孔管和支撐筋上的過(guò)濾材料和套設(shè)在過(guò)濾材料上的外護(hù)管。其制法為將支撐筋沿帶孔管軸向平行焊接在帶孔管的外表面上；將過(guò)濾材料纏繞或包裹在焊有支撐筋的帶孔管上；套入外護(hù)管，即制得動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管。本發(fā)明制得的動(dòng)態(tài)型油井防砂篩管，過(guò)濾材料具有一定的變形空間，當(dāng)產(chǎn)出砂聚積在過(guò)濾材料外表面后，形成低滲砂層，從而在過(guò)濾材料內(nèi)外兩側(cè)形成壓差，壓差推動(dòng)過(guò)濾材料向內(nèi)側(cè)蠕動(dòng)變形，過(guò)濾材料外表面的低滲砂層遭到破壞，緩解了堵塞狀況，這個(gè)過(guò)程周而復(fù)始，使篩管的抗堵塞能力有了很大程度的提高，優(yōu)于常規(guī)篩管50％～400％。
文檔編號(hào)B01D29/33GK101839122SQ20101002903
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者劉良躍, 史玉釗, 孫萬(wàn)山, 張曉誠(chéng), 范白濤, 董星亮, 鄧建明 申請(qǐng)人:中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司;三河市海利誠(chéng)石油工具有限公司