CN101482004B - 双滤层曲流环缝自洁筛管 - Google Patents

Abstract

一种双滤层曲流环缝自洁筛管，由滤芯、基管组成，滤芯嵌装在基管侧壁上的阶梯孔中，滤芯由一个中心帽、数个过滤环、一个固定环、一个保护盖组成，各过滤环的内径尺寸依次递增，每个过滤环的内壁呈双级台阶状，每个过滤环的外壁呈倒置的双级台阶状，中心帽的外壁呈倒置的双级台阶状，中心帽嵌套在内径最小的过滤环中，各过滤环按内径尺寸的大小顺序同轴心地嵌套在一起，固定环的内壁呈双级台阶状，内径最大的过滤环嵌套在固定环中，固定环的外壁呈倒置的台阶状，其上部为锥面，下部为柱面，保护盖罩在固定环外壁的锥面上，保护盖的顶面上开有多个气窗，本产品能防细粉砂，渗透率高，挡砂精度高，滤缝具极强抗破坏能力，不易堵塞。

Description

双滤层曲流环缝自洁筛管

技术领域

本发明涉及石油工业原油开采中使用的机械防砂装置，具体地说是一种防砂筛管。

背景技术

目前各大油田：最有效的“防砂”手段是将地层砂粒颗径小于40微米的细粉砂随油气流产出地面，否则这些细粉砂颗粒将堵塞井下的渗透率和防砂系统，并导致油井产量降低。

当前石油天然气工业常见的井下防砂系统有割缝筛管、套装式绕丝筛管、加砾石充填式筛管、复合筛管等几大类。这些筛管存在如下问题：

割缝筛管：不能防细粉砂、渗透率低、挡砂精度差、易堵塞、受地层砂冲蚀、寿命短。

绕丝筛管：挤压变形后完全失去其原有防砂效果、管径大、下井作业难度大、成本高。

复合筛管：强度低、管径大、寿命短。

筛管加砾石充填：井内有留物、修井作业较复杂、费用大、不适合于细粉砂地层防砂。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种双滤层曲流环缝自洁筛管，能防细粉砂，细粉砂不会在筛管内聚集，不会直接冲割滤缝，渗透率高，挡砂精度高，滤缝具极强抗破坏能力，不易堵塞。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双滤层曲流环缝自洁筛管，由滤芯、基管组成，滤芯嵌装在基管侧壁上的阶梯孔中，其特征是：所述滤芯由一个中心帽、数个过滤环、一个固定环、一个保护盖组成；

所述各个过滤环的形状相同，各过滤环的内径尺寸依次递增，每个过滤环的内壁呈双级台阶状，上层台阶由一个环形圈构成，下层台阶由多个环向均布的凸块构成，每个过滤环的外壁呈倒置的双级台阶状；

所述中心帽的外壁呈倒置的双级台阶状，中心帽嵌套在内径最小的过滤环中，中心帽外壁最里面的一个台阶面与内径最小的过滤环内壁最里面的台阶面成紧配合，中心帽外壁其余的台阶面具有一定的锥度，锥度范围在5度至30度之间，这些具有锥度的台阶面与内径最小过滤环内壁对应的台阶面成间隙配合，从而形成滤缝；

各过滤环按内径尺寸的大小顺序同轴心地嵌套在一起，相邻的两个过滤环中，内径较小的过滤环外壁最里面的一个台阶面与内径较大的过滤环内壁最里面的一个台阶面成紧配合，内径较小的过滤环外壁其余的台阶面具有一定的锥度，锥度范围在5度至30度之间，这些具有锥度的台阶面与内径较大的过滤环内壁对应的台阶面成间隙配合，从而形成滤缝；

所述固定环的内壁呈双级台阶状，上层台阶由一个环形圈构成，下层台阶由多个环向均布的凸块构成，内径最大的过滤环嵌套在固定环中，内径最大的过滤环外壁最里面的一个台阶面与固定环内壁最里面的一个台阶面成紧配合，内径最大的过滤环外壁其余的台阶面具有一定的锥度，锥度范围在5度至30度之间，这些具有锥度的台阶面与固定环内壁对应的台阶面成间隙配合，从而形成滤缝；

固定环的外壁呈倒置的台阶状，其上部为锥面，下部为柱面，保护盖罩在固定环外壁的锥面上，保护盖的顶面上开有多个气窗，保护盖的内壁面与固定环外壁上部的锥面呈紧配合，固定环外壁下部的柱面与基管侧壁上的阶梯孔成紧配合。

所述保护盖顶面上的气窗呈梅花形分布。

所述基管的两端设置有用于与接箍连接的螺纹。

本发明有以下积极有益效果：

由于采用上述结构，滤缝成为外窄里宽的喇叭形，且具有双级曲线呈梯形过渡的结构，不是直上直下的直通缝，在气田防砂过程中，细粉砂不会直接冲击滤缝。

各滤芯的滤缝大小均匀一致，防砂性能优异，精度可达±0.01＝10um；滤缝光洁度高，比面积小、渗滤阻力小压降低；不会造成筛管堵塞；细粉砂不会在筛管内聚集、

滤芯通过挤压膨胀完全融合于基管中成一整体，形成的滤缝具有极强抗破坏能力，抗拉、抗扭、抗压、抗弯、抗挤等均相等于基管强度。

构成滤芯的各组件采用优质不锈钢材料，特殊井况可选特殊的材料，因此具有很强的抗温、抗酸碱盐腐蚀等能力，广泛适应于各种地质特征的油气井生产防砂。

滤芯通过挤压膨胀镶嵌在基管的圆孔中，与原基管(油/套管)规格相同，因此与平常油/套管下井作业一样方便，可用于小曲率半径的井眼，能在90°/100ft的曲率拐点条件下不影响防砂性能；能减少下防砂管的作业时间，因而节省作业费；提高作业成功率；优化油井产能；提高油井完井寿命，是油气井修完井理想的防砂工具。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图。

图2是图1中滤芯的结构示意图。

图3是图1的半剖视图。

图4是图3中A局部的放大图。

图5是图4的分解图。

图6是滤芯的分解图。

图7是图6的背向视图。

图8是滤芯的剖视图。

具体实施方式

图中标号

1中心帽    101台阶面    102台阶面

2过滤环

201台阶面  202台阶面    203台阶面    204台阶面

3过滤环

303台阶面  304台阶面    305台阶面    306台阶面

4固定环

401锥面    402柱面      405台阶面    406台阶面

5保护盖    501内壁面

6台阶      7台阶        8台阶        9台阶

10台阶     11台阶       12滤缝       13滤缝

14滤缝     15气窗       16阶梯孔     17接箍

18螺纹     19滤芯       20基管

请参照图1、图2、图3、图4、图5，本发明是一种双滤层曲流环缝自洁筛管，由滤芯19、基管20组成，滤芯19由中心帽1、两个过滤环2、3以及一个固定环4、一个保护盖5组成。

请参照图4、图5、图6、图7、图8，两个过滤环2、3的形状相同，过滤环2、3的内径尺寸依次递增。

过滤环2的内壁呈双级台阶状，上层台阶6由一个环形圈构成，下层台阶7由多个环向均布的凸块构成，过滤环2的外壁呈倒置的双级台阶状，

过滤环3的内壁呈双级台阶状，上层台阶8由一个环形圈构成，下层台阶9由多个环向均布的凸块构成，过滤环3的外壁呈倒置的双级台阶状，

中心帽1的外壁呈倒置的双级台阶状，中心帽1嵌套在内径最小的过滤环2中，中心帽1外壁最里面的一个台阶面101与内径最小的过滤环2内壁最里面的台阶面201成紧配合，中心帽1外壁其余的台阶面102具有一定的锥度，这些具有锥度的台阶面102与内径最小过滤环2内壁对应的台阶面202成间隙配合，从而形成滤缝12如图8所示。

过滤环2、3按内径尺寸的大小顺序同轴心地嵌套在一起，过滤环2外壁最里面的一个台阶面203与过滤环3内壁最里面的一个台阶面303成紧配合，过滤环2外壁其余的台阶面204具有一定的锥度，这些具有锥度的台阶面204与过滤环3内壁对应的台阶面304成间隙配合，从而形成滤缝13如图8所示。

固定环4的内壁呈双级台阶状，上层台阶10由一个环形圈构成，下层台阶11由多个环向均布的凸块构成，内径最大的过滤环3嵌套在固定环4中，内径最大的过滤环3外壁最里面的一个台阶面305与固定环4内壁最里面的一个台阶面405成紧配合，内径最大的过滤环3外壁其余的台阶面306具有一定的锥度，这些具有锥度的台阶面306与固定环4内壁对应的台阶面406成间隙配合，从而形成滤缝14如图8所示。

固定环4的外壁呈倒置的台阶状，其上部为锥面401，下部为柱面402，保护盖5罩在固定环4外壁的锥面401上，保护盖5的顶面上开有多个气窗15，保护盖的内壁面501与固定环外壁上部的锥面401呈紧配合，滤芯19嵌装在基管20侧壁上的阶梯孔16中，固定环4外壁下部的柱面402与基管20侧壁上的阶梯孔16成紧配合。保护盖5顶面上的气窗15呈梅花形分布。基管20的两端设置有用于与接箍17连接的螺纹18。

请参照图8，上述台阶面102的锥度范围B在5度至30度之间。台阶面204的锥度范围C在5度至30度之间。台阶面306的锥度范围D在5度至30度之间。

由于采用上述结构，滤缝12、13、14成为外窄里宽的喇叭形，且具有双级曲线呈梯形过渡的结构，不是直上直下的直通缝，在气田防砂过程中，细粉砂不会直接冲击滤缝12、13、14。

各滤芯19的滤缝大小均匀一致，防砂性能优异，精度可达±0.01＝10um；滤缝光洁度高，比面积小、渗滤阻力小压降低；不会造成筛管堵塞；细粉砂不会在筛管内聚集、

滤芯19通过挤压膨胀完全融合于基管20中，成为一整体，形成的滤缝具有极强抗破坏能力，抗拉、抗扭、抗压、抗弯、抗挤等均相等于基管强度。

构成滤芯19的各组件采用优质不锈钢材料，特殊井况可选特殊的材料，因此具有很强的抗温、抗酸碱盐腐蚀等能力，广泛适应于各种地质特征的油气井生产防砂。

滤芯19通过挤压膨胀镶嵌在基管的圆孔中，与原基管(油/套管)规格相同，因此与平常油/套管下井作业一样方便，可用于小曲率半径的井眼，能在90°/100ft的曲率拐点条件下不影响防砂性能；能减少下防砂管的作业时间，因而节省作业费；提高作业成功率；优化油井产能；提高油井完井寿命，是油气井修完井理想的防砂工具。

Claims (3)

1.一种双滤层曲流环缝自洁筛管，由滤芯、基管组成，滤芯嵌装在基管侧壁上的阶梯孔中，其特征是：所述滤芯由一个中心帽、数个过滤环、一个固定环、一个保护盖组成；

所述各个过滤环的形状相同，各过滤环的内径尺寸依次递增，每个过滤环的内壁呈双级台阶状，上层台阶由一个环形圈构成，下层台阶由多个环向均布的凸块构成，每个过滤环的外壁呈倒置的双级台阶状；

所述中心帽的外壁呈倒置的双级台阶状，中心帽嵌套在内径最小的过滤环中，中心帽外壁最里面的一个台阶面与内径最小的过滤环内壁最里面的台阶面成紧配合，中心帽外壁其余的台阶面具有一定的锥度，锥度范围在5度至30度之间，这些具有锥度的台阶面与内径最小过滤环内壁对应的台阶面成间隙配合，从而形成滤缝；

各过滤环按内径尺寸的大小顺序同轴心地嵌套在一起，相邻的两个过滤环中，内径较小的过滤环外壁最里面的一个台阶面与内径较大的过滤环内壁最里面的一个台阶面成紧配合，内径较小的过滤环外壁其余的台阶面具有一定的锥度，锥度范围在5度至30度之间，这些具有锥度的台阶面与内径较大的过滤环内壁对应的台阶面成间隙配合，从而形成滤缝；

所述固定环的内壁呈双级台阶状，上层台阶由一个环形圈构成，下层台阶由多个环向均布的凸块构成，内径最大的过滤环嵌套在固定环中，内径最大的过滤环外壁最里面的一个台阶面与固定环内壁最里面的一个台阶面成紧配合，内径最大的过滤环外壁其余的台阶面具有一定的锥度，锥度范围在5度至30度之间，这些具有锥度的台阶面与固定环内壁对应的台阶面成间隙配合，从而形成滤缝；

固定环的外壁呈倒置的台阶状，其上部为锥面，下部为柱面，保护盖罩在固定环外壁的锥面上，保护盖的顶面上开有多个气窗，保护盖的内壁面与固定环外壁上部的锥面呈紧配合，固定环外壁下部的柱面与基管侧壁上的阶梯孔成紧配合。

2.如权利要求1所述的双滤层曲流环缝自洁筛管，其特征是：所述保护盖顶面上的气窗呈梅花形分布。

3.如权利要求1所述的双滤层曲流环缝自洁筛管，其特征是：所述基管的两端设置有用于与接箍连接的螺纹。

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