CN106639990A - 智能防砂控水筛管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能防砂控水筛管，包括基管、防砂过滤层和自调节流动控制阀，所述基管上开设有与基管内相连通的安装孔；所述防砂过滤层套设在基管外部，且与基管外壁之间形成滤液腔；至少一个所述自调节流动控制阀安装在所述基管的安装孔内，且位于滤液腔内。本发明智能防砂控水筛管由基管、自调节流动控制阀和防砂过滤层组成，防砂过滤层设置在自调节流动控制阀外部，先对油水混合液进行过滤，将地层砂隔离在筛管外部，经过过滤后的油水混合液通过通道流向自调节流动控制阀，再通过自调节流动控制阀进行智能控水，根据油水混合液的含水量高低控制进入基管内的油水混合液的流量，同时达到防砂、控水、稳油、增产的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种油井完井管柱，特别是涉及一种智能防砂控水筛管。
背景技术
随着石油勘探开发技术的发展，采用水平井技术开发油气田，已经成为提高油田采收率和单井产量、开采剩余油、降低吨油成本的一项有效技术手段。水平井增大了井筒与油藏的接触面积，能更好地开发薄油层或垂向渗透率较大的油藏，在开采油气资源中的作用日趋重要。而目前国内水平井多数已进入中高含水期，水平井生产见水后产量迅速下降。有些油田的大部分水平井开采不久甚至刚投产就见水，使水平井的采油效益受到严重影响。水平井由于井眼轨迹的特殊性，一旦出水很难控制。因此，各油田都迫切需要一种有效控制水平井出水，增加原油产量，延长水平井寿命的控水技术。
目前，应用在油田的水平井控水技术主要有三种：一、分段变密度筛管控水技术：该技术根据油藏渗透率的变化，改变水平段每段筛管的孔密，利用不同的孔密来调节节流，调整井底压力剖面，对于均质油藏，减小跟端孔密，增大压差损失；增大趾端孔密，减小压差损失，以达到均衡生产压差，降低底水锥进速度的目的。二、中心管控水技术：该技术的原理是在筛管、衬管或射孔完井的基础上，在水平段下挂一段小直径油管，伸入水平井段一定长度，并用封隔器封闭小油管和套管之间的环形空间，改变水平井跟端的液体流向，使压力剖面和井筒流入剖面变得平缓。三、ICD控水技术：ICD(Inflow Control Device)是一种均衡流动控制装置，平衡水平段沿程压力损失，获得油藏沿水平井井筒的近似均匀流入剖面。
但是，目前所采用的这些控水技术都存在两个主要缺点：一、无法根据井下各段油层含水率多少进行自动和实时调节，分段变密度筛管控水技术需根据油藏渗透率的变化，预先设计水平段中每段的筛管孔密；中心管控水技术必须事先根据油藏地质特点设计中心管直径和伸入水平段的长度；ICD控水技术也是根据油藏地质特性预先设计ICD控水阀的数量。二、现有的水平井控水技术只能定量限制井下混合流体的流入，在先期收集油藏地质数据，进行数据分析后设计产品和工具参数，期望下井后能达到产液剖面均衡，从而减少水的锥进。但实际应用中，井下状态是在不停变化的，采用现有的这些控水设备一旦管柱入井，参数无法调整或更改，根本达不到理想的控水效果。
智能控水稳油技术通过自调节流动控制阀(AICD)变被动式控水为主动的智能控水，能随着井下油水混合液粘度的动态变化，自动调节油水混合液进入采出系统的流量；有效防止水平井底水的快速锥进，控制高含水产出，延长低含水开采期和油井使用寿命；具有耐高温高压、耐腐蚀等特性。但是单独的自调节流动控制阀只能控水不能防砂，且不能直接连入完井管柱下井使用，而现有的筛管只能防砂不能控水，两者不能很好的结合，从而影响了智能控水稳油技术的应用与推广。
发明内容
基于此，有必要针对目前存在的自调节流动控制阀不能防砂，而筛管不能控水，两者不能很好结合的问题，提供一种能够实现防砂、控水、稳油一体化的的智能防砂控水筛管。
上述目的通过下述技术方案实现：
一种智能防砂控水筛管，包括：
基管，所述基管上开设有与基管内相连通的安装孔；
防砂过滤层，所述防砂过滤层套设在基管外部，且与基管外壁之间形成滤液腔；
自调节流动控制阀，至少一个所述自调节流动控制阀安装在所述基管的安装孔内，且位于滤液腔内。
在其中一个实施例中，所述基管的两端分别设置有用于与油管或套管相连接的连接部。
在其中一个实施例中，所述基管一端的连接部为短节内螺纹段，另一端的连接部为短节外螺纹段。
在其中一个实施例中，所述防砂过滤层包括过滤组件和固定组件，所述过滤组件沿着基管轴向套设在基管外部，所述固定组件将过滤组件固定安装在基管外壁上。
在其中一个实施例中，所述过滤组件包括由外向内套设在基管外部的外层滤网和内层滤网，所述外层滤网与固定组件相连接。
在其中一个实施例中，所述内层滤网与基管外壁之间设置有若干支撑条，所述支撑条沿着基管轴向固定连接在内层滤网内壁上，相邻支撑条之间的流道与滤液腔内的自调节流动控制阀相连通。
在其中一个实施例中，所述固定组件包括第一固定组件和第二固定组件，所述外层滤网两端分别通过第一固定组件和第二固定组件与基管相连接。
在其中一个实施例中，所述第一固定组件包括第一固定环和支撑环，所述第一固定环固定连接在基管外壁上，所述支撑环的一端与外层滤网的一端固定连接，支撑环的另一端通过保护环与第一固定环固定连接；
所述自调节流动控制阀安装在保护环与基管之间的滤液腔内。
在其中一个实施例中，所述第二固定组件包括第二固定环，所述第二固定环(234)固定连接在基管外壁上，且与外层滤网相连接。
在其中一个实施例中，所述第二固定组件与第一固定组件结构相同，且与第一固定组件对称设置，所述第二固定组件中的保护环与基管之间的滤液腔内也设置有自调节流动控制阀。
本发明的有益效果是：本发明智能防砂控水筛管由基管、自调节流动控制阀和防砂过滤层组成，防砂过滤层设置在自调节流动控制阀外部，先对油液进行过滤，将砂石隔离在筛管外部，经过过滤后的油水混合液再通过自调节流动控制阀进行智能控水，根据油液的含水量控制进入基管内的油水混合液流量，同时达到防砂、控水、稳油、增产的目的。
附图说明
图1为本发明一实施例的智能防砂控水筛管的主视剖视图；
图2为图1中A-A方向的剖视图；
图3位图1中B-B方向的剖视图。
其中：
100-基管；
110-安装孔；
120-短节内螺纹段；
130-短节外螺纹段；
200-防砂过滤层；
210-滤液腔；
220-过滤组件；
221-外层滤网；
222-内层滤网；
223-支撑条；
230-固定组件；
231-第一固定环；
232-支撑环；
233-保护环；
234-第二固定环；
300-自调节流动控制阀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明智能防砂控水筛管进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1所示，本发明提供了一种智能防砂控水筛管，包括基管100、防砂过滤层200和至少一个自调节流动控制阀300，基管100上开设有与基管100内相连通的安装孔110；防砂过滤层200套设在基管100外部，且与基管100外壁之间形成滤液腔210；至少一个自调节流动控制阀300安装在基管100的安装孔110内，且位于滤液腔210内。防砂过滤层200设置在自调节流动控制阀300外部，先对油水混合液进行过滤，将砂石隔离在筛管外部，经过过滤后的油水混合液进入滤液腔内，再通过自调节流动控制阀进行智能控水，根据油水混合液的含水量高低控制进入基管内的油水混合液流量，有效防止水平井底水的快速锥进，控制高含水产出，延长低含水开采期和油井使用寿命，同时达到防砂、控水、稳油、增产的目的。
进一步的，基管100的两端分别设置有用于与油管或套管相连接的连接部。本发明智能防砂控水筛管在向油井内下放时，需要与油管或套管相连接，且在一个油井中会根据采液量分段下放多根智能防砂控水筛管，所以在基管100的两端设置连接部用于与油管或套管或另一根智能防水控水筛管相连接，便于与封隔器等其他工具串接形成智能防水控水完井管柱。
具体的，基管100一端的连接部为短节内螺纹段120，另一端的连接部为短节外螺纹段130。其中短节内螺纹和短节外螺纹为行业标准，与连接油管或套管的螺纹相匹配，抗拉强度与相应油管或套管抗拉强度相同。
进一步的，防砂过滤层200包括过滤组件220和固定组件230，过滤组件220沿着基管100轴向套设在基管100外部，固定组件230将过滤组件220固定安装在基管100外壁上。固定组件230可以将过滤组件220支撑在基管100的外部，使防砂过滤层200与基管100之间形成能够容纳自调节流动控制阀300的腔体，自调节流动控制阀300的内端可以与基管100固定连接，外端可以突出于基管100表面，并位于防砂过滤层200与基管100之间的腔体内，这样的设置方式可以使自调节流动控制阀300在基管100内孔中没有突出的部分，实现基管100内孔的全通径。
具体的，过滤组件220包括由外向内套设在基管100外部的外层滤网221和内层滤网222，外层滤网221与固定组件230相连接。外层滤网221和内层滤网222可以对油水混合液进行粗筛和细筛，保证防砂效果，并可以根据需要设置一层或多层。
参见图3所示，内层滤网222与基管100外壁之间设置有若干支撑条223，支撑条223沿着基管100轴向焊接固定连接在内层滤网222内壁上，相邻支撑条223之间的流道与滤液腔210相连通。支撑条223即可以对过滤组件220进行支撑，使过滤组件220与基管100外壁之间形成流道，便于油水混合液经过过滤后通过流道进入滤液腔210内，同时还可以防止过滤组件220在外部压力下发生变形，对防砂效果产生影响。
具体的，固定组件230包括第一固定组件和第二固定组件，外层滤网221两端分别通过第一固定组件和第二固定组件与基管100相连接。通过位于两端的第一固定组件和第二固定组件对过滤组件220进行固定，使过滤组件220的安装更加牢固。
结合图1和图2所示，第一固定组件包括第一固定环231和支撑环232，第一固定环231焊接固定连接在基管100外壁上，支撑环232的一端与外层滤网221的一端焊接固定连接，支撑环232的另一端通过保护环233与第一固定环231固定连接，保护环233通过螺栓固定在第一固定环231上；自调节流动控制阀300安装在保护环233与基管100之间的滤液腔210内。第一固定组件通过几个结构简单部件组合而成，便于加工和安装，并可以在基管100外部形成滤液腔210，为自调节流动控制阀300提供安装空间。
在其中一个实施例中，第二固定组件包括第二固定环234，第二固定环234固定连接在基管100外壁上，且与外层滤网221相连接。第一固定环231和第二固定环234远离过滤组件220的端部加工有倒角，便于筛管整体在油井套管的下放和起出。
在另一个实施例中，第二固定组件与第一固定组件结构相同，且与第一固定组件对称设置，第二固定组件中的保护环233与基管100之间的滤液腔210内也设置有自调节流动控制阀300。如果需要在一个筛管中设置两个自调节流动控制阀300，可以采用这种结构形式，使两个自调节流动控制阀300位于基管100的两端，其目的是为了产出液分布流入更合理，同时保障基管的强度最大化，避免安装孔110在基管的径向上开设过于集中，对基管100的强度产生不利影响。
在此需要说明的是：本发明中所涉及的自调节流动控制阀300可采用PCT国际专利申请WO2008/004875A1公开的一种流动控制阀，该控制阀的控水原理：依据伯努利方程流体动态压力与局部压力损失之和恒定的理论，通过流经装置的不同流体粘度的变化控制装置内碟片的开度。当相对粘度较高的油水混合液流经阀体时，碟片开度较大；当相对粘度较低的水或气流经阀体时，碟片因粘度变化引起的压降自动调小开度，从而到达控水、稳油的目的。
本发明的智能防砂控水筛管使用方便，入井时直接与油管或套管连接，同时配套封隔器，分段封隔，分段控水。自调节流动控制阀可根据井底流体的状态(粘度变化)自动调整其开度，控制高含水部位产液量，提高低含水层段产油量，从而降低全井含水率，达到稳产、增产、控水、防砂一体化的目的。完井后全天候智能控水稳油，且结构简单，操作方便，新井老井以及不同完井方式的井均可使用，适用范围广，具有很高的经济效应和很强的社会效应。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能防砂控水筛管，其特征在于，包括：
基管(100)，所述基管(100)上开设有与基管(100)内相连通的安装孔(110)；
防砂过滤层(200)，所述防砂过滤层(200)套设在基管(100)外部，且与基管(100)外壁之间形成滤液腔(210)；
自调节流动控制阀(300)，至少一个所述自调节流动控制阀(300)安装在所述基管(100)的安装孔(110)内，且位于滤液腔(210)内。
2.根据权利要求1所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述基管(100)的两端分别设置有用于与油管或套管相连接的连接部。
3.根据权利要求2所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述基管(100)一端的连接部为短节内螺纹段(120)，另一端的连接部为短节外螺纹段(130)。
4.根据权利要求1所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述防砂过滤层(200)包括过滤组件(220)和固定组件(230)，所述过滤组件(220)沿着基管(100)轴向套设在基管(100)外部，所述固定组件(230)将过滤组件(220)固定安装在基管(100)外壁上。
5.根据权利要求4所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述过滤组件(220)包括由外向内套设在基管(100)外部的外层滤网(221)和内层滤网(222)，所述外层滤网(221)与固定组件(230)相连接。
6.根据权利要求5所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述内层滤网(222)与基管(100)外壁之间设置有若干支撑条(223)，所述支撑条(223)沿着基管(100)轴向固定连接在内层滤网(222)内壁上，相邻支撑条(223)之间的流道与滤液腔(210)内的自调节流动控制阀(300)相连通。
7.根据权利要求5或6所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述固定组件(230)包括第一固定组件和第二固定组件，所述外层滤网(221)两端分别通过第一固定组件和第二固定组件与基管(100)相连接。
8.根据权利要求7所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述第一固定组件包括第一固定环(231)和支撑环(232)，所述第一固定环(231)固定连接在基管(100)外壁上，所述支撑环(232)的一端与外层滤网(221)的一端固定连接，支撑环(232)的另一端通过保护环(233)与第一固定环(231)固定连接；
所述自调节流动控制阀(300)安装在保护环(233)与基管(100)之间的滤液腔(210)内。
9.根据权利要求8所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述第二固定组件包括第二固定环(234)，所述第二固定环(234)固定连接在基管(100)外壁上，且与外层滤网(221)相连接。
10.根据权利要求8所述的智能防砂控水筛管，其特征在于，所述第二固定组件与第一固定组件结构相同，且与第一固定组件对称设置，所述第二固定组件中的保护环(233)与基管(100)之间的滤液腔(210)内也设置有自调节流动控制阀(300)。
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