CN105626001A - 一种新型自膨胀筛管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型自膨胀筛管，从内向外依次包括形状记忆合金割缝基管、金属筛管、遇水溶解填充层、形状记忆聚合物层和遇水溶解保护层，所述形状记忆合金割缝基管由形状记忆合金制造，在高温下压缩至扩张前形状，下入指定位置后受温度影响自行扩张；所述形状记忆聚合物层在高温下压缩至膨胀前状态，常温下不会发生形状变化。相对于现有技术，本发明具有以下优势：通过膨胀管技术，增大了通径大小；可一次实现多个产层的防砂处理；无需砾石填充，避免填充不实影响防砂效果；减少了下入管柱的次数，减少了作业成本；实现筛管过滤和形状记忆聚合物双层过滤，提高了防砂效果；能有效支撑井壁，防止出砂导致的井壁坍塌。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气钻探完井防砂技术领域，尤其是涉及一种新型自膨胀筛管。
背景技术
目前的油藏开发过程中，油井出砂现象通常使用机械防砂——筛管防砂。一般的，筛管防砂都需要进行砾石填充以保证防砂效果。由于筛管砾石填充操作工艺复杂，周期较长且成本较高，同时无法改变近井地层随着开采持续而出砂增加的情况。针对这种情况，后来开发出膨胀筛管使筛管外壁紧贴井壁，增大了通径大小，减小了筛管与井壁间的空隙，改善了出砂增加的情况。
但是由于膨胀筛管无法完全紧贴井壁，且膨胀后筛管过滤孔径变大导致其无法有效防砂。同时，由于膨胀筛管的膨胀需要借助外力，往往需要下入特殊的膨胀工具花费大量起下管柱时间和成本；而且，受到膨胀工具设计的影响，筛管膨胀效果不佳。如何解决筛管与井壁的零间隙贴靠，又能使筛管能够快速有效的自行膨胀，是当前机械防砂领域的技术关键。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种新型自膨胀筛管，以解决目前油气井完井作业复杂且成本高、防砂效果差等问题，实现各类油井的完井防砂作业简化、提高防砂效果、降低成本的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型自膨胀筛管，从内向外依次包括形状记忆合金割缝基管、金属筛管、遇水溶解填充层、形状记忆聚合物层和遇水溶解保护层，
所述形状记忆合金割缝基管由形状记忆合金制造，在高温下压缩至扩张前形状，下入指定位置后受温度影响自行扩张；
所述形状记忆聚合物层在高温下压缩至膨胀前状态，常温下不会发生形状变化。
进一步的，所述金属筛管包括网状筛管和孔状筛管，网状筛管和孔状筛管套接，网状筛管可以在孔状筛管的外侧或内侧。
进一步的，所述网状筛管与孔状筛管分别由网状不锈钢带与孔状不锈钢带螺旋缠绕制成。
进一步的，所述形状记忆聚合物层内壁具有波浪凹凸槽。
进一步的，所述形状记忆合金割缝基管的两端与非膨胀基管延长段连接。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
通过膨胀管技术，增大了通径大小；可一次实现多个产层的防砂处理；无需砾石填充，避免填充不实影响防砂效果；减少了下入管柱的次数，减少了作业成本；实现筛管过滤和形状记忆聚合物双层过滤，提高了防砂效果；能有效支撑井壁，防止出砂导致的井壁坍塌。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述自膨胀筛管膨胀前轴向刨面示意图。
图2为本发明实施例所述自膨胀筛管膨胀前径向示意图。
图3为本发明实施例所述自膨胀筛管膨胀后径向示意图。
附图标记说明：
1-网状筛管，2-形状记忆聚合物层，3-孔状筛管，4-遇水溶解保护层，5-遇水溶解填充层，6-形状记忆合金割缝基管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种新型自膨胀筛管,如图1、2所示，从内向外依次包括形状记忆合金割缝基管6、金属筛管、遇水溶解填充层5、形状记忆聚合物层2和遇水溶解保护层4，
所述形状记忆合金割缝基管6由形状记忆合金制造，在高温下压缩至扩张前形状，下入指定位置后受温度影响自行扩张；所述形状记忆合金割缝基管6的材质选择的是钛镍铬系合金质形状记忆合金；
所述形状记忆聚合物层2在高温下压缩至膨胀前状态，常温下不会发生形状变化，同时可以保证形状记忆合金割缝基管6不会优先扩张；所述形状记忆聚合物层2的材质选择的是热塑性聚氨酯形状记忆聚合物；
所述遇水溶解填充层5的材质选择的是可溶性复合材料；
所述遇水溶解保护层4的材质选择的是高强度可溶性复合材料，保护形状记忆聚合物层2，防止在工具下入过程中因为遇水提前膨胀，遇水溶解保护层4的厚度能够完全保证地面操作人员有充分的时间下入工具。
所述金属筛管包括网状筛管1和孔状筛管3，网状筛管1和孔状筛管3套接，网状筛管1可以在孔状筛管3的外侧或内侧；
所述网状筛管1与孔状筛管3分别由网状不锈钢带与孔状不锈钢带螺旋缠绕制成；
所述形状记忆聚合物层2内壁具有波浪凹凸槽，防止形状记忆合金割缝基管6、网状筛管1、孔状筛管3与形状记忆聚合物层2发生周向移动。
所述形状记忆合金割缝基管6的两端与非膨胀基管延长段连接，非膨胀基管指的是网状筛管1和孔状筛管3，非膨胀基管作为形状记忆合金割缝基管6与常规完井管串的连接部分，其本身不具备变形膨胀与割缝滤沙的功能。
待遇水溶解保护层4完全溶解完毕，露出形状记忆聚合物层2，形状记忆聚合物层2遇水升温膨胀，且外部液体透过形状记忆聚合物层2内部气孔进入内部遇水溶解填充层5，遇水溶解填充层5逐渐溶解形成环形空腔；形状记忆合金割缝基管6在遇水溶解填充层5溶解后解除了束缚力，同时受井下温度影响，形状记忆合金割缝基管6自行扩张，同时扩张网状筛管1与孔状筛管3。待形状记忆聚合物层2膨胀与形状记忆合金割缝基管6扩张完毕，自膨胀筛管完成下入。
如图3所示，当自膨胀筛管完全膨胀后，遇水溶解填充层5和遇水溶解保护层4溶解消失，形状记忆合金割缝基管6扩张，推挤网状筛管1与孔状筛管3扩张与膨胀后的形状记忆聚合物层2内壁紧密贴合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新型自膨胀筛管，其特征在于：从内向外依次包括形状记忆合金割缝基管(6)、金属筛管、遇水溶解填充层(5)、形状记忆聚合物层(2)和遇水溶解保护层(4)，
所述形状记忆合金割缝基管(6)由形状记忆合金制造，在高温下压缩至扩张前形状，下入指定位置后受温度影响自行扩张；
所述形状记忆聚合物层(2)在高温下压缩至膨胀前状态，常温下不会发生形状变化。
2.根据权利要求1所述的新型自膨胀筛管，其特征在于：所述金属筛管包括网状筛管(1)和孔状筛管(3)，网状筛管(1)和孔状筛管(3)套接，网状筛管(1)可以在孔状筛管(3)的外侧或内侧。
3.根据权利要求2所述的新型自膨胀筛管，其特征在于：所述网状筛管(1)与孔状筛管(3)分别由网状不锈钢带与孔状不锈钢带螺旋缠绕制成。
4.根据权利要求1所述的新型自膨胀筛管，其特征在于：所述形状记忆聚合物层(2)内壁具有波浪凹凸槽。
5.根据权利要求1所述的新型自膨胀筛管，其特征在于：所述形状记忆合金割缝基管(6)的两端与非膨胀基管延长段连接。
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