專利名稱：一種防砂篩管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在石油、天然氣開采過程中用于井下防止地層出砂、過濾油氣的機械防砂過濾裝置，可廣泛應(yīng)用于石油、天然氣開采領(lǐng)域。具體地說，涉及一種防砂篩管。
背景技術(shù)：
在石油、天然氣開采領(lǐng)域，為了防止地層砂隨著油、氣、水帶到井筒或地面設(shè)備內(nèi)，對于出砂油氣井需要使用能夠有效擋砂、過濾地層流體的井下防砂管(或稱篩管、防砂篩管)。
目前國內(nèi)外的防砂篩管有多種類型，大致可分為以下幾種類型1、高級篩管(premium screen)采用不銹鋼金屬編織網(wǎng)或金屬纖維或金屬粉末真空燒結(jié)或焊接復(fù)合制成的多孔過濾材料，經(jīng)過成形、焊接等工藝制成篩管。其特點是質(zhì)量好、防砂可靠，但成本較高。
2、繞絲篩管利用纏繞焊接的不銹鋼金屬絲之間的縫隙進(jìn)行油氣過濾。其特點是制造工藝簡單，成本較低，但過流面積小，精度較低，在通過水平井的狗腿段和水平段時易受到損壞而導(dǎo)致縫寬變化、防砂失效。使用時，需要配合礫石充填工藝，作業(yè)費用較高。
3、割縫篩管采用激光切割或機械刀片切割工藝直接在油管/套管上切割出縫隙。激光割縫的寬窄難以準(zhǔn)確控制，機械割縫的寬度受刀片厚度的限制難以割出窄縫，一般縫寬大于0.30mm，而且加工量大，生產(chǎn)效率低。技術(shù)上存在的最大問題是在使用過程中縫寬不穩(wěn)定，隨著管材的腐蝕割縫會逐漸變寬，而且割縫后油管/套管的強度大幅度降低，在井下變形后割縫也會變寬，導(dǎo)致防砂失效，使用壽命短。
4、金屬棉篩管采用不銹鋼纖維氈包裹在打孔基管上或鑲嵌在基管上，作為防砂過濾層。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但無法精確控制過濾精度，濾孔不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)防砂失效。
5、預(yù)充填篩管在雙層繞絲管套之間充填塑料預(yù)包砂，并在地面使預(yù)包砂固結(jié)成一個具有滲透性的濾砂套。其特點是濾孔尺寸可控，質(zhì)量可靠，但成本較高，失效后處理較困難。
6、其他類型篩管利用陶瓷、塑料等多孔過濾材料制成篩管過濾套，成本較低，但可靠性較差，壽命短。
防砂篩管的質(zhì)量和壽命對防砂效果、油氣井產(chǎn)量和壽命都有直接影響。一旦防砂失效導(dǎo)致油氣井出砂，輕則影響油氣井的正常生產(chǎn)，重則導(dǎo)致油氣井報廢。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種防砂篩管。
本實用新型防砂可靠、性能優(yōu)良、易于加工、成本較低，可以替代目前大量使用的割縫篩管和繞絲篩管。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的防砂篩管，包括一鉆有通孔的基管，該基管鉆有孔洞的一段套設(shè)過濾套，該過濾套上開設(shè)有若干縫隙；過濾套兩端分別與一套設(shè)在基管上的支撐環(huán)焊接固定，支撐環(huán)同時與基管焊接固定。
由上述防砂篩管，利用過濾套上的縫隙讓地層流體進(jìn)入管內(nèi)，而將地層砂粒阻擋在篩管外，從而達(dá)到防砂的目的。
所述的防砂篩管，過濾套上的縫隙為長條形縫隙，縫寬范圍為0.10～1.5mm。
所述的防砂篩管，過濾套上的縫隙為橋型孔或魚鱗孔或平面條縫。
所述的防砂篩管，過濾套上的平面條縫為切割縫或經(jīng)銑磨沖壓斷面再壓平而形成。
所述的防砂篩管，過濾套為耐腐蝕的不銹鋼板經(jīng)過沖壓、卷圓加工而成。
所述的防砂篩管，過濾套外面套設(shè)外保護(hù)套，該外保護(hù)套與支撐環(huán)焊接固定，加強對過濾套的保護(hù)，避免其在下井時受到損壞導(dǎo)致縫寬變化。
所述的防砂篩管，過濾套外面套設(shè)一個過濾套，內(nèi)外兩層過濾套之間的環(huán)形空間內(nèi)充填樹脂預(yù)包砂，形成礫石預(yù)充填防砂篩管。


圖1為本實用新型的防砂篩管結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型的精密沖縫防砂篩管的局部放大圖圖3為本實用新型的精密沖縫過濾套的橋型孔結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實用新型的精密沖縫過濾套結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實用新型的精密沖縫過濾套的橫截面結(jié)構(gòu)放大圖圖6為本實用新型的精密沖縫過濾套的平面條縫的形成過程圖7為本實用新型的帶外保護(hù)套的精密沖縫篩管結(jié)構(gòu)示意圖圖8為本實用新型的礫石預(yù)充填沖縫篩管結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說明。
實施例一如圖1所示，為本實用新型的一種具體實施方式
，為了能直觀地了解本實用新型的結(jié)構(gòu)，圖1(包括后述的各附圖)采用了半剖視圖的形式。在鉆有通孔(6)的基管(1)上套設(shè)不銹鋼精密沖縫過濾套(2)，過濾套(2)本體上開設(shè)有若干個橋型孔的縫隙(7)。在基管(1)上還套設(shè)有兩個支撐環(huán)(3)，該支撐環(huán)(3)分別位于過濾套(2)的兩端，通過焊縫(4)焊接固定，支撐環(huán)(3)同時與基管(1)通過焊縫(5)焊接固定，即通過支撐環(huán)(3)使過濾套(2)與基管(1)固定為一體。支撐環(huán)(3)的外徑大于過濾套(2)的外徑，避免在下井過程中井壁對過濾套(2)造成損壞。
請參閱圖2，為本實用新型的精密沖縫防砂篩管的局部放大圖。
基管(1)為標(biāo)準(zhǔn)的油管或套管，為過濾套(2)提供高強度的支撐，兩端有標(biāo)準(zhǔn)的連接螺紋。
過濾套(2)的成形過程為采用精密沖孔工藝，精確控制沖孔深度，在不銹鋼板上按一定密度沖出橋型孔或魚鱗孔，通過沖縫斷面的空間錯位形成縫寬可控的縫隙(7)。橋型孔為雙側(cè)開孔，其縫隙形狀如圖3所示；魚鱗孔為單側(cè)開孔?？p寬根據(jù)地層砂的粒度組成具體確定，縫寬為0.10～1.5mm，縫寬精度可達(dá)0.03～0.05mm。
沖孔板經(jīng)卷圓、焊接加工制成圓筒形過濾套，如圖4所示。
在使用時，地層流體通過過濾套(2)上密布的縫隙(7)和基管(1)上的通孔(6)進(jìn)入管內(nèi)，而將地層砂粒阻擋在篩管外達(dá)到防砂的目的，如圖5所示。
過濾套(2)上的縫隙形狀還可以是平面條縫，其成形過程為(1)采用精密沖孔工藝，在不銹鋼板上按一定密度沖出橋型孔或魚鱗孔，如圖6(a)；(2)通過銑削或磨削或擠壓等加工方法使橋型孔或魚鱗孔側(cè)面變窄，如圖6(b)；(3)再將橋型孔或魚鱗孔壓平而形成具有平面條縫(8)的沖孔板，如圖6(c)；(4)最后沖孔板經(jīng)過卷圓、焊接加工制成圓筒形過濾套。
平面條縫(8)的寬度根據(jù)地層砂的粒度組成具體確定，縫寬范圍為0.10～1.5mm，縫寬精度可達(dá)0.01～0.03mm。
用作過濾套的不銹鋼板的厚度一般為0.50～3.0mm。
實施例二如圖7所示，為本實用新型的另一種具體實施方案，該方案在實施例一的基礎(chǔ)上在過濾套(2)外面套設(shè)外保護(hù)套(9)，以加強對過濾套(2)的保護(hù)。外保護(hù)套(9)與支撐環(huán)(3)通過焊縫(10)焊接固定。外保護(hù)套(9)上密布圓孔、條縫或橋型孔(10)。
實施例三如圖8所示，為本實用新型的另一種具體實施方案，該方案在實施例一的基礎(chǔ)上，在過濾套(2)外面套設(shè)另一個過濾套(11)，內(nèi)外過濾套之間的環(huán)形空間內(nèi)充填樹脂預(yù)包砂(12)，形成礫石預(yù)充填防砂篩管。
外過濾套(11)的兩端分別與外支撐環(huán)(13)通過焊縫(14)焊接固定，外支撐環(huán)(13)通過焊縫(15)與基管(1)焊接成一個整體。
沖縫過濾套(2)和(11)的孔型為橋型孔或魚鱗孔或平面條縫。
本實用新型的主要優(yōu)點是采用精密沖孔工藝很好地解決了過濾孔隙的成形問題，孔隙精密可控，開孔率高，滲流面積大，不銹鋼沖縫套耐腐蝕，濾孔穩(wěn)定，整體強度高，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，可替代割縫篩管和繞絲篩管，用于直井、定向井和水平井，直接作為防砂襯管或配合礫石充填防砂。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照上述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種防砂篩管，其特征在于，包括一鉆有通孔的基管，該基管鉆有孔洞的一段套設(shè)開有縫隙的過濾套；過濾套兩端分別與一套設(shè)在基管上的支撐環(huán)焊接固定，支撐環(huán)同時與基管焊接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂篩管，其特征在于過濾套上的縫隙為長條形縫隙，縫寬范圍為0.10～1.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防砂篩管，其特征在于過濾套上的縫隙為橋型孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防砂篩管，其特征在于過濾套上的縫隙為魚鱗孔，
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防砂篩管，其特征在于過濾套上的縫隙為平面條縫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂篩管，其特征在于過濾套為耐腐蝕的不銹鋼板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂篩管，其特征在于過濾套外面套設(shè)一外保護(hù)套，該外保護(hù)套與支撐環(huán)焊接固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂篩管，其特征在于過濾套外面還套設(shè)一個過濾套，內(nèi)外兩層過濾套之間的環(huán)形空間內(nèi)充填樹脂預(yù)包砂，形成礫石預(yù)充填防砂篩管。
專利摘要本實用新型采用精密沖縫套作為防砂過濾材料，是石油、天然氣開采過程中用于井下防止出砂、過濾油氣的一種機械防砂裝置。其主要特征是在鉆有通孔(6)的基管(1)上套設(shè)不銹鋼精密沖縫過濾套(2)，過濾套(2)兩端分別與支撐環(huán)(3)通過焊縫(4)焊接，支撐環(huán)(3)再與基管(1)通過焊縫(5)焊接為一體。沖縫過濾套的開孔為橋型孔或魚鱗孔，即通過沖縫斷面的空間錯位形成縫寬可控的縫隙(7)。沖縫間隙均勻，保證過濾精度的要求。這種精密沖縫防砂篩管的特點是通過沖壓加工形成條縫，縫寬可精確控制、精度高、不銹鋼材質(zhì)耐腐蝕、防砂可靠、有效期長、而且制造工藝簡單、生產(chǎn)效率高，可替代傳統(tǒng)的繞絲篩管、割縫篩管。
文檔編號E21B43/02GK2758468SQ200420118109
公開日2006年2月15日 申請日期2004年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者田代玉, 陳巧文 申請人:田代玉, 陳巧文