CN101307687B

CN101307687B - 焊接直缝式筛管

Info

Publication number: CN101307687B
Application number: CN2008101503182A
Authority: CN
Inventors: 刘小刘
Original assignee: Xian Shiyou University
Current assignee: Xian Shiyou University
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: CN101307687A

Abstract

本发明公开了一种焊接直缝式筛管，由上接头和下接头以及焊接在二者之间的筛管管体组成，其管体由多个同心且形状结构均相同的齿形隔环以及多个平行焊接在齿形隔环圆周外侧且直径均相同的不锈钢圆柱杆组成，每两个相邻齿形隔环间的间距为50-150mm；齿形隔环的外圆上设置有由多个均匀分布的圆弧凹槽组成的圆弧齿形槽一，圆弧凹槽的结构与不锈钢圆柱杆的结构相对应；上接头和下接头与管体的连接端外侧均设置有和圆弧齿形槽一结构相同的圆弧齿形槽二；不锈钢圆柱杆焊接固定在各圆弧凹槽上。本发明结构简单、成本低且加工制造容易，能解决防砂筛管流通面积较小、防砂效果差、采油率低且自洁性差、容易堵塞的问题。

Description

焊接直缝式筛管

技术领域

本发明涉及一种油井防砂井下机具，尤其是涉及一种焊接直缝式筛管。

背景技术

油井出砂是疏松砂岩油藏面临的重要问题之一，严重的油井出砂会导致地面及井下设备的磨蚀和套管损坏。目前，主要采用机械防砂方法来进行防砂，即在井筒中下入绕丝筛管、割缝衬管、割缝筛管、梯形割缝筛管等各种地面成型的滤砂器，作为滤砂管柱来进行防砂，这种方法简单易行，施工成本低，但绕丝筛管或者是割缝衬管等容易堵塞，有效期短，不能有效阻止地层砂进入井筒。另一种机械防砂方法是在井筒中下入绕丝筛管或者是其它的滤砂器后，再用高渗透砾石充填于筛管和井壁之间的油井环空中，并部分挤入井筒周围地层，形成多级过滤屏障，阻止地层砂运移。这种方法挡砂强度高，防砂成功率高，防砂时间长，但这种管内充填方法产能损失大，即在有效挡住地层出砂的同时，也增大了原油流动的阻力，而且防砂后井内留有防砂管柱，打捞难，时间稍长后绕丝筛管便产生腐蚀，容易脱层，引起更严重的地层堵塞和污染。

上述的绕丝筛管是采用具有一定刚度和强度的钢丝缠绕在特制的开有防砂孔的钢管上而形成的，这样的绕丝筛管的一个缺点是自洁性差，这是因为钢丝缠绕所形成的滤砂渗油通道是均匀的长条形，一旦尺寸较大的地层砂进入该通道，便集结在通道内，堵塞日益严重，而且该长条形滤砂渗油通道尺寸相对较大，这样就使一些尺寸较小的地层砂进入井筒；另一个缺点是不耐腐蚀，这是因为将钢丝缠绕防砂钢管上时，钢丝和防砂钢管的表面都要产生一定程度的磨损和轻微的变形，在地层中各种液体的作用下，便很快产生腐蚀，严重影响油井的防砂效果和采收率。而目前采用的割缝衬管的滤砂渗油通道也是长条形的，自洁性差，容易堵塞。梯形割缝筛管尽管避免了上述一些缺陷，但梯形割缝筛管流通面积较焊接直缝式筛管要小，制造成本相对较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种焊接直缝式筛管，其结构简单、成本低且加工制造容易，能解决防砂筛管流通面积较小、防砂效果差、采油率低且自洁性差、容易堵塞的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种焊接直缝式筛管，由上接头和下接头以及焊接在二者之间的中空的筛管管体组成，其特征在于：所述管体由多个同心且形状结构均相同的齿形隔环，以及多个平行焊接在齿形隔环圆周外侧且直径均相同的不锈钢圆柱杆组成，每两个相邻齿形隔环间的间距为5-15cm；所述管体的长度为500-6000mm；

所述齿形隔环的外圆上设置有由多个均匀分布的圆弧凹槽组成的圆弧齿形槽一，所述圆弧凹槽的结构与不锈钢圆柱杆的结构相对应；所述上接头和下接头与管体的连接端外侧均设置有圆弧齿形槽二，所述圆弧齿形槽二和圆弧齿形槽一的结构相同；不锈钢圆柱杆焊接固定在各圆弧凹槽上，每两个相邻不锈钢圆柱杆间的间距均相等且其间距为0.1±5％-0.25±5％mm；所述不锈钢圆柱杆的直径为2.5-5mm，齿形隔环的外径为60-400mm。

所述多个齿形隔环呈等间距分布。

所述齿形隔环为碳素钢、奥氏体不锈钢隔环或铁素体不锈钢隔环。

所述上接头和下接头与管体的连接部外侧均采用盖面焊进行连接固定。

所述不锈钢圆柱杆为实心圆柱杆。

所述齿形隔环的内径为50-360mm。

所述圆弧齿形槽一中的两个相邻圆弧凹槽间凸台的厚度小于齿形隔环的厚度。

所述齿形隔环的厚度为5-8mm。

所述管体的长度为2200mm，管体的外径为102mm；齿形隔环的外径为98mm，内径为85.6mm，厚度为5mm，相邻两个齿形隔环间的间距为0.15±5％mm；不锈钢圆柱杆为的直径为3mm；所述圆弧齿形槽二和圆弧齿形槽一中的圆弧凹槽的直径对应为2.5mm；所述齿形隔环的厚度为5mm，凸台的厚度为3mm；上接头和下接头与管体的连接端的外径均为98mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点，1、结构简单、材料利用率高、成本低且加工制造容易；2、强度高、有效期长且重量轻；3、能有效解决防砂筛管的自洁和易阻塞问题，由于圆柱形管体的管壁上均布有多个平行的滤砂渗油通道，并且该滤砂渗油通道的中部为平行窄缝，向外呈现为喇叭放大状的圆弧外腔，向内呈现为喇叭放大状的圆弧内腔，也就是说其通道的尺寸中间小，向内向外均呈喇叭状，因此当一定尺寸的地层砂进入该滤砂渗油通道后，在抽油泵的抽吸作用力下，地层砂会随着原油顺利的运移到井筒中，并被输送到地面，实现筛管的自洁，有效的避免防砂管的阻塞；也就是说，即使地层中一定尺寸的地层砂进入防砂管体内部，在所运移原油的带动下，这些砂砾也将顺利的进入井筒并排出到地面，因此它的自洁性优于任何一种筛管，防砂性能更佳；4、筛管管体的通径大，流通面积更大，由于其筛管管体是由多个同直径的不锈钢圆柱杆，在齿形隔环的间隔下，等间距地焊成一个中空圆柱体，因而这种筛管管体的通径大，流通面积大；5、各部件之间的强度高且抗刮擦，能够有效避免打捞难、易脱层等问题；6、适用范围广，既可以直接下入油井中，防止一定粒度的砂子流入井筒，也可以配合填砂管柱一起下入油井中，进行各种形式的砾石充填，能更有效阻止地层砂进入井筒，从而为油井的稳产高产奠定了坚实的基础。综上，本发明能解决防砂筛管流通面积较小、防砂效果差、采油率低且自洁性差、容易堵塞和不耐腐蚀的问题，由于其流通面积大、防砂效果佳，且能方便做出较一般筛管更长的尺寸，因而减少井下筛管的使用数量，大大提高采油率，且能够有效延长筛管的使用寿命，更易于推广应用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的局部剖视示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图3中P处的局部放大图。

图5为图2的C-C剖视图。

图6为图5中Q处的局部放大图。

图7为本发明齿形隔环的结构示意图。

图8为图7中的B-B剖视图。

图9为本发明上接头的结构示意图。

图10为图9中的右视图。

附图标记说明：

1-上接头； 2-下接头； 3-管体；

4-滤砂渗油通道； 5-不锈钢圆柱杆；6-齿形隔环；

7-圆弧外腔； 8-圆弧内腔； 9-圆弧齿形槽一；

10-圆弧齿形槽二；11-连接部； 12-锥螺纹；

13-凸台。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明由上接头1和下接头3以及焊接在二者之间的中空的筛管管体2组成，其中上接头1和下接头3的后部外侧均设置有连接用的锥螺纹12。结合图3、图4，所述管体2由多个同心且形状结构均相同的齿形隔环6，以及多个平行焊接在齿形隔环6圆周外侧且直径均相同的不锈钢圆柱杆5组成。本具体实施例中，最终制成的筛管管体2的长度为2200mm，管体2的外径为102mm；齿形隔环6的外径为98mm，内径为85.6mm，厚度为5mm，另外，多个齿形隔环6呈等间距分布且每两个相邻齿形隔环6间的间距为80mm。在实际应用过程中，可根据具体需要，相应将筛管管体2的长度在500-6000mm之间，齿形隔6的外径在60-400mm之间，内径在50-360mm之间，每两个相邻齿形隔环6间的间距在50-150mm之间以及齿形隔环6的厚度在5-8mm之间进行调整；也相应将齿形隔环6的数量进行调整。另外，所述齿形隔环6为碳素钢、奥氏体不锈钢隔环或铁素体不锈钢隔环。

结合图7、图8，所述齿形隔环6的外圆上设置有由多个均匀分布的圆弧凹槽组成的圆弧齿形槽一9，所述圆弧凹槽的结构与不锈钢圆柱杆5的结构相对应。同时，结合图9、图10，所述上接头1和下接头3与管体2的连接端外侧均设置有圆弧齿形槽二10，所述圆弧齿形槽二10和圆弧齿形槽一9的结构相同，即上接头1和下接头3与管体2的连接端的外径均为98mm。本具体实施例中，不锈钢圆柱杆5焊接固定在各圆弧凹槽上，每两个相邻不锈钢圆柱杆5间的间距均相等且其间距为0.1±5％mm，实际加工制作过程中，根据用户的不同需求，即根据对筛管精度的具体需求，将相邻两个不锈钢圆柱杆5间的间距在0.1±5％-0.25±5％mm之间进行调整。另外，本具体实施例中，不锈钢圆柱杆5的直径为3mm且为实心圆柱杆，而圆弧齿形槽二10和圆弧齿形槽一9中的圆弧凹槽的直径对应为2.5mm；另外，所述圆弧齿形槽一9和圆弧齿形槽二10中的两个相邻圆弧凹槽间凸台13的厚度小于齿形隔环6的厚度，即齿形隔环6的厚度为5mm，凸台13的厚度为3mm。这样，保证了不锈钢圆柱杆5均能紧密焊接固定在各圆弧凹槽上，同时保证了各不锈钢圆柱杆5的平直度。在实际用用中，可根据具体需要，相应将不锈钢圆柱杆5的直径，也就是圆弧齿形槽二10和圆弧齿形槽一9的圆弧凹槽的直径在2.5-5mm之间进行调整。

如图5、图6所示，多个直径相同的不锈钢圆柱杆5等间距地焊接在多个齿形隔环6的外圆外侧形成整个筛管的管体2，并且每相邻的两个不锈钢圆柱杆5间的间距为0.15±5％mm，即在两两相邻的不锈钢圆柱杆5间存在一个大小相等的平行窄缝。这样，便在管体2管壁上形成多个等间距等形状结构均相同的滤砂渗油通道4，该滤砂渗油通道4的中部为上述平行窄缝，而向外呈现为喇叭放大状的圆弧外腔7，向内呈现为喇叭放大状的圆弧内腔8。因而，通过上述结构组成了多个平行的均布于圆柱形管体2管壁上的滤砂渗油通道4。

在加工制作过程中，先将所有不锈钢圆柱杆5焊接固定在多个齿形隔环6外圆上的各圆弧凹槽后构成整个筛管的管体2；再将管体2左右两端的多个不锈钢圆柱杆5的外端部，对应分别焊接固定在上接头1或下接头3上各圆弧凹槽内；并且，在上接头1和下接头3与管体2的连接部11外侧均采用盖面焊进行连接固定，以提高上接头1和下接头3与筛管管体2之间的焊接强度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种焊接直缝式筛管，由上接头(1)和下接头(3)以及焊接在二者之间的中空的筛管管体(2)组成，其特征在于：所述管体(2)由多个同心且形状结构均相同的齿形隔环(6)，以及多个平行焊接在齿形隔环(6)圆周外侧且直径均相同的不锈钢圆柱杆(5)组成，每两个相邻齿形隔环(6)间的间距为50-150mm；所述管体(2)的长度为500-6000mm；

所述齿形隔环(6)的外圆上设置有由多个均匀分布的圆弧凹槽组成的圆弧齿形槽一(9)，所述圆弧凹槽的结构与不锈钢圆柱杆(5)的结构相对应；所述上接头(1)和下接头(3)与管体(2)的连接端外侧均设置有圆弧齿形槽二(10)，所述圆弧齿形槽二(10)和圆弧齿形槽一(9)的结构相同；不锈钢圆柱杆(5)焊接固定在各圆弧凹槽上，每两个相邻不锈钢圆柱杆(5)间的间距均相等且其间距为0.1±5％-0.25±5％mm；所述不锈钢圆柱杆(5)的直径为2.5-5mm，齿形隔环(6)的外径为60-400mm。

2.按照权利要求1所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述多个齿形隔环(6)呈等间距分布。

3.按照权利要求1或2所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述齿形隔环(6)为碳素钢、奥氏体不锈钢隔环或铁素体不锈钢隔环。

4.按照权利要求1或2所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述上接头(1)和下接头(3)与管体(2)的连接部(11)外侧均采用盖面焊进行连接固定。

5.按照权利要求1或2所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述不锈钢圆柱杆(5)为实心圆柱杆。

6.按照权利要求1或2所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述齿形隔环(6)的内径为50-360mm。

7.按照权利要求1或2所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述圆弧齿形槽一(9)中的两个相邻圆弧凹槽间凸台(13)的厚度小于齿形隔环(6)的厚度。

8.按照权利要求7所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述齿形隔环(6)的厚度为5-8mm。

9.按照权利要求8所述的焊接直缝式筛管，其特征在于：所述管体(2)的长度为2200mm，管体(2)的外径为102mm；齿形隔环(6)的外径为98mm，内径为85.6mm，相邻两个齿形隔环(6)间的间距为0.15±5％mm；不锈钢圆柱杆(5)为的直径为3mm；所述圆弧齿形槽二(10)和圆弧齿形槽一(9)中的圆弧凹槽的直径对应为2.5mm；所述齿形隔环(6)的厚度为5mm，凸台(13)的厚度为3mm；上接头(1)和下接头(3)与管体(2)的连接端的外径均为98mm。