專利名稱：開關(guān)式防砂篩管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
開關(guān)式防砂篩管
一、 技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種油井用防砂篩管，特別涉及一種能夠控制油層液體流入防砂管內(nèi) 的開關(guān)式防砂篩管。
二、 背景技術(shù)-
現(xiàn)有的防砂篩管主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔式篩管中心管和上接頭接箍、下 接頭組成。目前現(xiàn)有的金屬繞絲防砂管，金屬棉濾砂管；精密濾網(wǎng)式濾砂管；金屬氈濾砂 管，雙層繞絲預(yù)充填濾砂管；酚醛樹脂覆膜砂濾砂管；陶瓷濾砂管等，都是這種形式。以 上各種防砂篩管安裝在油井內(nèi)與出砂產(chǎn)液層對應(yīng)時，油井的產(chǎn)出液在油井生產(chǎn)壓差的作用 下，流過防砂篩管的外保護層孔眼、擋砂過濾層微孔(縫)、打孔式篩管中心管，進入防砂 篩管內(nèi)部沿打孔篩管中心管上行被油井內(nèi)的舉升泵舉升到地面，油井產(chǎn)出液中的砂粒被防 砂篩管的擋砂過濾層擋在防砂篩管的外部，使油井內(nèi)被舉升上來的液體中不含砂粒，從而 實現(xiàn)了油井的防砂。
但是，現(xiàn)有的防砂篩管在多油層防砂或長井段防砂時，不能分層或分段控制產(chǎn)出液的 流動，不能實現(xiàn)分層或分段生產(chǎn)，特別是油井的防砂后生產(chǎn)一段時間，油井產(chǎn)出液含水升 高，不進行修井作業(yè)測試無法找到產(chǎn)出水層(或段)無法關(guān)閉產(chǎn)出水層(或段)，這樣使油 井生產(chǎn)經(jīng)濟效益變差，直至修井作業(yè)，造成作業(yè)次數(shù)增加、費用高、油井利用率低。
三、 實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種開關(guān)式防砂篩管，能 夠方便地在油井正常生產(chǎn)過程中找到產(chǎn)出水層(或段)和關(guān)閉高含水層(或段)，只對低含 水層(段)生產(chǎn)。
其技術(shù)方案是主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔式篩管中心管和上接頭接箍、下 接頭B組成防砂篩管(II )，打孔篩管中心管上端連接在上接頭接箍上，下端連接下接頭B， 在防砂篩管(II)的兩端或中間活動連接液壓程序開關(guān)(I )和機械式開關(guān)(III)，在所述 的防砂篩管(II)的打孔式篩管中心管內(nèi)安裝同心承壓管，打孔式篩管中心管與同心承壓 管之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關(guān)和機械式開關(guān)(III) 所控制，機械式開關(guān)(in)打開后液體可以通過防砂篩管上的擋砂過濾層流入或流出油層， 關(guān)閉后為液壓程序開關(guān)提供密閉空間。
上述的液壓程序開關(guān)(I )主要由上接頭、密封工作筒、上活塞、鋼球、單流閥體、 程序軌道中心管、軌道銷釘、彈簧和下接頭組成，上接頭的內(nèi)外分別活動連接程序軌道中 心管和密封工作筒，并組成密閉空間，實現(xiàn)對孔D的封閉或打開；上活塞和單流閥體連為一體，形成單流活塞，鋼球安裝在單流閥體內(nèi)部的球座內(nèi)用于封堵單流閥體內(nèi)的液流孔， 形成單流活塞。
上述的單流活塞與被轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)固定在程序軌道內(nèi)的軌道銷釘連為一體，彈簧被安 裝在固定環(huán)的下端，推動單流活塞向上運動，接箍上螺紋連接在程序軌道中心管上，承受 彈簧的彈力。
上述的同心承壓管與打孔篩管中心管形成的環(huán)形空間向上通向液壓程序開關(guān)(I )的
單流閥體的下部，向下通向機械式開關(guān)(m)的密封套與開關(guān)體構(gòu)成的環(huán)形空間，使通過 防砂篩管(n)的外保護層、擋砂過濾層和打孔式篩管中心管的地層流體被上部的液壓程 序開關(guān)(i)的單流活塞和下部機械式開關(guān)(ni)的滑套控制。
上述的機械式開關(guān)(in)主要由開關(guān)體、滑套、密封套、上下過渡接頭組成，密封套
的兩端分別與下接頭B和下密封接頭連接，開關(guān)體的兩端分別與上下過渡接頭活動連接，
開關(guān)體設(shè)有c孔，密封套與開關(guān)體構(gòu)成環(huán)形空間，滑套在開關(guān)體內(nèi)可以上下滑動，使滑套 可以封閉或打開c孔，封閉或打開油層液體流出地面和地面流體流入油層的通道。
上述的下過渡接頭通過螺紋將開關(guān)體和死節(jié)連為一體，下密封接頭通過螺紋與密封套 和死堵連為一體，滑套拉回原位重新關(guān)閉c L，切斷流體進入油層的通道，使防砂篩管(n) 內(nèi)部形成承內(nèi)壓密閉腔，從而對液壓程序開關(guān)實施打開與關(guān)閉作業(yè)。
上述的程序軌道中心管上設(shè)有多個軌道點(E、 K、 M、 W)和(X、 G、 L、 Y)，液壓程 序開關(guān)(I )的打開與關(guān)閉受上活塞位于程序軌道中心管上孔D的位置決定，軌道銷釘在 程序中心管的軌道點E、 K、 M、 W時，上活塞位于孔D的上方，鋼球上部與D孔相對， 液壓程序開關(guān)處于打開狀態(tài)油層可以生產(chǎn)；軌道銷釘在程序軌道X， G， L， Y點時，上活 塞位于D孔的下方，鋼球上部被上活塞和程序軌道中心管封死，液壓程序開關(guān)處于關(guān)閉狀 態(tài)，對應(yīng)油層被封閉。
本實用新型的工作原理是本實用新型的開關(guān)式防砂篩管分層安裝在油井內(nèi)后，每個 層的油層流體通過對應(yīng)層的外保護管、擋砂過濾層，進入打孔式篩管中心管和同心承壓管 的環(huán)形空間，與液壓程序開關(guān)和機械式開關(guān)的進液環(huán)空連通。機械式開關(guān)為常閉開關(guān)，一 般通過向井內(nèi)加液壓使液壓程序開關(guān)的單流活塞位置發(fā)生變化，實現(xiàn)對某一油層流體的打 開或封閉。從而實現(xiàn)在正常生產(chǎn)過程中的換層生產(chǎn)。只有當(dāng)需要向油層內(nèi)擠注液體時，下 工具打開機械式開關(guān)后向油層內(nèi)擠入處理液，施工完成后再關(guān)閉機械式開關(guān)，給液壓程序 開關(guān)動作提供單向密閉條件。
本實用新型的有益效果是通過擋砂層過濾后的油井產(chǎn)出液用液壓程序開關(guān)和機械式 開關(guān)配合控制，就可以方便的實現(xiàn)油層的封閉與打開，從而實現(xiàn)關(guān)閉高含水層(段)打開 低含水層(段)生產(chǎn)的目的；避免修井作業(yè)次數(shù)的增加，提高了油井的生產(chǎn)經(jīng)濟效益，使 油井的利用率大大提高。


附圖1是本實用新型的液壓程序開關(guān)I的縱向剖面附圖2是本實用新型的防砂篩管n的縱向剖面附圖3是本實用新型的機械式開關(guān)III的縱向剖面圖； 附圖4是本實用新型的程序軌道的示意圖。
上圖中上接頭(1)、密封工作筒(2)、上活塞(3)、鋼球(4)、單流閥體(5)、程 序軌道中心管(6)、轉(zhuǎn)環(huán)(7)、軌道銷釘(8)、程序軌道中心管(9)、彈簧(10)接箍(11)、 同心承壓管(12)、下接頭(13)、上接頭接箍(14)、打孔式篩管中心管(15)、擋砂過濾 層(16)、外保護層(17)、下接頭B (18)、上過渡接頭(19)、幵關(guān)體(20)、滑套(21)、 密封套(22)、下過渡接頭(23)、死節(jié)(24)、下密封接頭(25)、死堵(26)。
五具體實施方式
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結(jié)合附圖1-3，對本實用新型作進一歩的描述主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔 式篩管中心管和上接頭接箍、下接頭B組成防砂篩管II,打孔篩管中心管上端連接在上接 頭接箍上，下端連接下接頭B，在防砂篩管II的兩端或中間活動連接液壓程序開關(guān)I和機
械式開關(guān)m，在所述的防砂篩管ii的打孔式篩管中心管內(nèi)安裝同心承壓管，打孔式篩管中 心管與同心承壓管之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關(guān)和機 械式開關(guān)ni所控制，機械式開關(guān)in打開后液體可以通過防砂篩管上的過濾層流入或流出油 層，關(guān)閉后為液壓程序開關(guān)提供密閉空間。
其中，液壓程序開關(guān)I主要由上接頭1、密封工作筒2、上活塞3、鋼球4、單流閥體 5、程序軌道中心管6、轉(zhuǎn)環(huán)7、軌道銷釘8、程序軌道中心管9、彈簧10和接箍11組成， 上接頭1的內(nèi)外分別連接程序軌道中心管9和密封工作筒2，并組成密閉空間，實現(xiàn)對孔 D的封閉或打開；上活塞3和單流閥體5連為一體，形成單流活塞，鋼球4安裝在單流閥 體5內(nèi)部的球座內(nèi)用于封堵單流闊體5內(nèi)的液流孔，形成單流活塞。單流活塞與被轉(zhuǎn)環(huán)7 和固定環(huán)9固定在程序軌道內(nèi)的軌道銷釘8連為一體，彈簧10被安裝在固定環(huán)9的下端， 推動單流活塞向上運動，接箍11上螺紋連接在程序軌道中心管6上，承受彈簧10的彈力。
而機械式開關(guān)m主要由開關(guān)體20、滑套21、密封套22、上下過渡接頭19、 23組成， 密封套22的兩端分別與下接頭B18和下密封接頭25連接，開關(guān)體20的兩端分別與上下 過渡接頭19、 23活動連接，開關(guān)體20設(shè)有C孔，密封套22與開關(guān)體20構(gòu)成環(huán)形空間， 滑套26在開關(guān)體內(nèi)可以上下滑動，使滑套26可以封閉或打開C孔，封閉或打開油層液體 流出地面和地面流體流入油層的通道。
參照圖1，液壓程序開關(guān)I由上接頭1連接在油管柱上，密封工作筒2由螺紋連接在 上接頭1上，起到懸掛下部管柱重量，與上活塞3和用螺紋連接在上接頭1上的程序軌道 中心管6組成密閉空間，實現(xiàn)對孔D的封閉或打開。上活塞3和單流閥體5用螺紋連為一 體，形成單向流活塞，鋼球4安裝在單流閥體5內(nèi)部的球座內(nèi)用于封堵單流閥體5內(nèi)的液流孔，形成單流活塞，只許單流閥體下部的液體頂開鋼球上行，不許單流閥體上部的液體 下行，為油管內(nèi)憋壓提供條件。軌道銷釘8被轉(zhuǎn)環(huán)7和固定環(huán)9固定在程序軌道內(nèi)與單流 活塞連為一體。彈簧10被安裝在固定環(huán)9的下端，推動單流活塞向上運動。接箍ll上螺 紋連接在程序軌道中心管6上，承受彈簧10的彈力，接箍11下螺紋接同心承壓管12，下 接頭13上螺紋連接在密封工作筒2下螺紋連接防砂篩管II的上接頭接箍14，打孔篩管中 心管15上螺紋連接在上接頭接箍14上，下螺紋連接下接頭B18，同心承壓管12與打孔篩 管中心管15形成的環(huán)形空間向上通向液壓程序開關(guān)I的單流閥體5的下部，向下通向機械 式開關(guān)III的密封套22與開關(guān)體20構(gòu)成的環(huán)形空間，使通過防砂篩管II的外保護層17、擋 砂過濾層16、打孔式篩管中心管15的地層流體被上部的液壓程序開關(guān)的單流活塞和下部 機械式開關(guān)工具的滑套21控制。上過渡接頭19通過螺紋將同心承壓管12和開關(guān)體20連 為一體，滑套21在開關(guān)體內(nèi)在一定轉(zhuǎn)向機械力的作用下可以上下滑動，圖示位置滑套21 封閉C孔，封閉了油層液體流出地面和地面流體流入油層的通道，當(dāng)滑套21下行使C孔 露出時油層流體可以通過外保護層17、擋砂過濾層16、打孔式篩管中心管15流入同心承 壓管被舉升到地面，地面液體也可以經(jīng)C孔通過擋砂過濾層16進入油層。下過渡接頭23 通過螺紋將開關(guān)體20和死節(jié)24連為一體，下密封接頭25通過螺紋與密封套22和死堵26 連為一體?；?1拉回原位重新關(guān)閉C孔，切斷流體進入油層的通道，使開關(guān)式防砂篩 管內(nèi)部形成承內(nèi)壓密閉腔，以便采用液壓的方式對液壓程序開關(guān)實施打開與關(guān)閉作業(yè)。
參照附圖2，本實用新型的上液壓程序開關(guān)I的打開與關(guān)閉采用通過上接頭1給開關(guān) 式防砂篩管內(nèi)部打液壓的方式完成。液壓程序開關(guān)I的打丌與關(guān)閉受上活塞5位于程序軌 道中心管9上孔D的位置決定，軌道銷釘11在程序軌道E、 K、 M、 W點時，上活塞5位 于D孔的上方，鋼球6上部與D孔相對，液壓程序開關(guān)處于打開狀態(tài)油層可以生產(chǎn)；軌 道銷釘11在程序軌道X， G， L， Y點時，上活塞5位于D孔的下方鋼球6上部被上活塞 5和程序軌道中心管封死，液壓程序開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，對應(yīng)油層被封閉。
而附圖1所示的液壓程序開關(guān)處于打開狀態(tài)，地層產(chǎn)出液經(jīng)過防砂篩管II的外保護層 17和擋砂過濾層16上的孔眼進入同心承壓管12與打孔式篩管中心管15形成的環(huán)形空間 上行，頂開鋼球4通過D孔進入工具內(nèi)腔A被舉升致地面。當(dāng)需要封閉油層時，向A腔 內(nèi)打液壓，液壓力通過傳壓孔作用在單流活塞上形成向下的作用力，作用力大于彈簧的彈 力時，單流活塞下行，直到軌道銷釘8到達(dá)軌道下死點F，單流活塞不能繼續(xù)下行，此時 上活塞3在D孔的下邊將通向A腔的液流通道封閉，當(dāng)油井生產(chǎn)時，A腔內(nèi)的壓力下降， 作用在單流活塞上的力變小，彈簧推動單流活塞上行，軌道銷釘8沿軌道到達(dá)G使單流活 塞不能繼續(xù)上行，上活塞3仍在D孔下邊封閉流體不能進入A強從而封閉了油層液體的流 出。若需要重新打開該油層時，再向A腔打液壓使軌道銷釘8到達(dá)H后，再開井生產(chǎn)使軌 道銷釘8沿軌道進入K，上活塞3到達(dá)D孔之上，油層流體頂丌鋼球4進入A腔被舉升到 地面。
權(quán)利要求1、一種開關(guān)式防砂篩管，主要由擋砂過濾層(16)、外保護層(17)、打孔式篩管中心管(15)和上接頭接箍(14)、下接頭B(18)組成防砂篩管(II)，打孔篩管中心管(15)上端連接在上接頭接箍(14)上，下端連接下接頭B(18)，其特征是在防砂篩管(II)的兩端或中間活動連接液壓程序開關(guān)(I)和機械式開關(guān)(III)，在所述的防砂篩管(II)的打孔式篩管中心管(15)內(nèi)安裝同心承壓管(12)，打孔式篩管中心管(15)與同心承壓管(12)之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關(guān)(I)和機械式開關(guān)(III)所控制，機械式開關(guān)(III)打開后液體可以通過防砂篩管上的擋砂過濾層(16)流入或流出油層，關(guān)閉后為液壓程序開關(guān)提供密閉空間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)式防砂篩管，其特征是所述的液壓程序開關(guān)(I )主 要由上接頭(1)、密封工作筒(2)、上活塞(3)、鋼球(4)、單流閥體(5)、程序軌道中 心管(6)、軌道銷釘(8)、彈簧(10)和下接頭(13)組成，上接頭(1)的內(nèi)外分別活動 連接程序軌道中心管(9)和密封工作筒(2)，并組成密閉空間，實現(xiàn)對孔D的封閉或打 開；上活塞(3)和單流閥體(5)連為一體，形成單流活塞，鋼球(4)安裝在單流閥體(5) 內(nèi)部的球座內(nèi)用于封堵單流閥體(5)內(nèi)的液流孔，形成單流活塞。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)式防砂篩管，其特征是所述的單流活塞與被轉(zhuǎn)環(huán)(7) 和固定環(huán)(9)固定在程序軌道內(nèi)的軌道銷釘(8)連為一體，彈簧(10)被安裝在固定環(huán)(9)的下端，推動單流活塞向上運動，接箍(11)上螺紋連接在程序軌道中心管(6)上， 承受彈簧(10)的彈力。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)式防砂篩管，其特征是所述的同心承壓管(12)與打 孔篩管中心管(15)形成的環(huán)形空間向上通向液壓程序開關(guān)(I )的單流閥體(5)的下部， 向下通向機械式開關(guān)(III)的密封套(22)與開關(guān)體(20)構(gòu)成的環(huán)形空間，使通過防砂 篩管(II)的外保護層(17)、擋砂過濾層(16)和打孔式篩管中心管(15)的地層流體被 上部的液壓程序開關(guān)(I )的單流活塞和下部機械式開關(guān)(III)的滑套(21)控制。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的開關(guān)式防砂篩管，其特征是所述的機械式開關(guān)(III) 主要由開關(guān)體(20)、滑套(21)、密封套(22)、上下過渡接頭(19、 23)組成，密封套(22) 的兩端分別與下接頭B (18)和下密封接頭(25)連接，開關(guān)體(20)的兩端分別與上下 過渡接頭(19、 23)活動連接，開關(guān)體(20)設(shè)有C孔，密封套(22)與開關(guān)體(20)構(gòu) 成環(huán)形空間，滑套(26)在開關(guān)體內(nèi)可以上下滑動，使滑套(26)可以封閉或打開C孔， 封閉或打開油層液體流出地面和地面流體流入油層的通道。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)式防砂篩管，其特征是所述的下過渡接頭(23)通過 螺紋將開關(guān)體(20)和死節(jié)(24)連為一體，下密封接頭(25)通過螺紋與密封套(22) 和死堵(26)連為一體，滑套(21)拉回原位重新關(guān)閉C孔，切斷流體進入油層的通道， 使防砂篩管(II)內(nèi)部形成承內(nèi)壓密閉腔，從而對液壓程序開關(guān)實施打開與關(guān)閉作業(yè)。
7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)式防砂篩管，其特征是所述的程序軌道中心管(6) 上設(shè)有多個軌道點(E、 K、 M、 W湘(X、 G、 L、 Y)，液壓程序開關(guān)(I )的打開與關(guān)閉 受上活塞(3)位于程序軌道中心管(6)上孔D的位置決定，軌道銷釘(8)在程序中心 管的軌道點(E、 K、 M、 W)時，上活塞(3)位于孔D的上方，鋼球(4)上部與D孔相對， 液壓，呈序開關(guān)處于打開狀態(tài)油層可以生產(chǎn)；軌道銷釘(8)在程序軌道(X，G， L， Y)點時， 上活塞(3)位于D孔的下方，鋼球(4)上部被上活塞(3)和程序軌道中心管封死，液 壓程序開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，對應(yīng)油層被封閉。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠控制油層液體流入防砂管內(nèi)的開關(guān)式防砂篩管。其技術(shù)方案是主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔式篩管中心管和上接頭接箍、下接頭B組成防砂篩管(II)，打孔篩管中心管上端連接在上接頭接箍上，下端連接下接頭B，在防砂篩管(II)的兩端或中間活動連接液壓程序開關(guān)(I)和機械式開關(guān)(III)，在所述的防砂篩管(II)的打孔式篩管中心管內(nèi)安裝同心承壓管，打孔式篩管中心管與同心承壓管之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關(guān)和機械式開關(guān)(III)所控制。有益效果是可以方便的實現(xiàn)油層的封閉與打開，實現(xiàn)關(guān)閉高含水層(段)打開低含水層(段)生產(chǎn)；避免修井作業(yè)次數(shù)的增加，使油井的利用率提高。
文檔編號E21B43/02GK201236682SQ20082002585
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月19日
發(fā)明者李學(xué)富, 王立軍, 王運軒, 波 荊 申請人:東營天華石油技術(shù)開發(fā)有限公司