CN115370331B - 一种无内管充填的泡沫金属筛管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无内管充填的泡沫金属筛管，涉及油气藏开发装备技术领域，包括过滤结构、暂堵结构和充填结构；过滤结构中的泡沫金属层采用三维网状笼式结构的泡沫金属镍，暂堵结构通过可溶套、活塞实现筛管临时封堵，充填结构包括转换接头、滑套本体、内滑套、球座和下接头，转换接头上端与主体下端固定连接，其下端与滑套本体和下接头依次连接；球座和内滑套分别通过第一剪切销钉和第二剪切销钉安装在滑套本体内腔中，且球座上部滑动插装在内滑套内；充填结构通过投球实现充填孔开启、关闭；本装置可应用于粘稠、重蜡、超细粉砂等油气井的防砂改造，操作工序简单、性能可靠，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及油气藏开发装备技术领域，具体涉及一种无内管充填的泡沫金属筛管。
背景技术
在油田勘探开发和油气生产过程中，为了提高油气井产量和油田开发效果，需要对油气生产井储层进行防砂改造。在常规防砂充填作业时存在以下缺点：一是充填工具需要下入内管实现充填作业，并且在操作过程中存在充填口开启、关闭不到位，充填完成后充填口侵蚀的现象。二是针对粘稠、重蜡、超细粉砂等油气井，普通筛管存在使用有效期短、抗蚀性差、易堵塞等问题，造成防砂效果差、采油效率低，打捞成本高。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种无内管充填的泡沫金属筛管。
本发明的技术方案是：一种无内管充填的泡沫金属筛管，包括过滤结构、暂堵结构和充填结构；
所述过滤结构包括接箍、基管、上端环、过滤套和下端环，所述接箍安装在基管的上端，所述上端环、过滤套和下端环从上到下依次套设于基管外侧，且过滤套和下端环与基管间形成第一环空；
所述暂堵结构包括上接头、外套、挡环、弹簧、活塞、可溶套和主体，所述主体上端通过上接头与基管下端连接，所述外套套装在主体的外侧，其上端与下端环固定连接，其下端密封固定套装在主体上，外套与上接头、主体形成的环空并入第一环空；所述挡环、弹簧和活塞从上到下依次套设于主体外侧，所述可溶套位于活塞与主体之间，其限制活塞下移，且可溶套内侧的主体上开设有过流孔；当可溶套溶解后活塞下移，过流孔打开，连通第一环空与筛管内部；
所述充填结构包括转换接头、滑套本体、内滑套、球座和下接头，所述转换接头上端与主体下端固定连接，其下端与滑套本体和下接头依次连接；所述球座和内滑套分别通过第一剪切销钉和第二剪切销钉安装在滑套本体内腔中，且球座上部滑动插装在内滑套内；所述下接头内设有定位球座的限位台，所述球座外侧设有定位内滑套的限位台，所述滑套本体上设有若干外充填孔，所述内滑套上设有若干与外充填孔一一对应的内充填孔；当第一剪切销钉和第二剪切销钉均未断开时，外充填孔和内充填孔连通，球座封闭内充填孔内端；当第一剪切销钉断开，球座滑落后，充填通道打开；当第二剪切销钉断开，内滑套滑落后，外充填孔和内充填孔错位，充填通道关闭。
优选的，所述过滤套由外至内依次为外保护套、泡沫金属层和内支撑套，所述外保护套采用桥型孔结构，泡沫金属层采用泡沫金属镍，内支撑套内侧设有圆形支撑。
优选的，所述泡沫金属层采用的泡沫金属镍为三维网状笼式结构。
优选的，所述主体上设有排气孔，所述可溶套位于过流孔和排气孔的外侧。
优选的，所述可溶套的材质为可溶美铝合金。
优选的，所述外充填孔和内充填孔的内部设有硬质合金涂层。
优选的，所述滑套本体上设有圆周分布的轴向过流缝隙，所述过流缝隙位于外充填孔的上方，当第二剪切销钉未断开时，内滑套封闭过流缝隙；当第二剪切销钉断开，内滑套滑落后，过流缝隙打开。
优选的，所述过流缝隙的宽度范围为100～300μm。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：
本装置可应用于粘稠、重蜡、超细粉砂等油气井的防砂改造，操作工序简单、性能可靠，降低生产成本。
1.本装置采用泡沫金属镍为过滤层，其结构为三维网状笼式结构，孔隙不易堵塞，过流能力好，强度高，抗腐蚀性能优越，从而延长防砂时间，提高采油效率。
2.本装置设有暂堵结构，可通过筛管内部直接进行大排量充填；充填完成后底部割缝开启，直接放喷释放地层压力；生产时可溶套溶解，过流孔自动打开进行生产。
3.本装置采用投球方式开启、关闭充填通道，无需下入专用工具，操作简单、结构可靠，充填孔内部均设有硬质合金涂层，可有效减少充填孔冲蚀现象。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为过滤套的剖视图；
图3为本发明充填通道开启状态的示意图；
图4为本发明充填通道关闭状态的示意图；
图5为本发明生产状态示意图。
图中：1、接箍，2、基管，3、上端环，4、过滤套，401、外保护套，402、泡沫金属层，403、内支撑套，5、下端环，6、上接头，7、外套，8、挡环，9、弹簧，10、活塞，11、可溶套，12、主体，1201、过流孔，1202、排气孔，13、转换接头，14、滑套本体，1401、外充填孔，1402、过流缝隙，15、内滑套，1501、内充填孔，16、球座，17、下接头，18、第一剪切销钉，19、第二剪切销钉，20、开启球，21、关闭球。
具体实施方式
下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一
参照图1所示，一种无内管充填的泡沫金属筛管，包括过滤结构、暂堵结构和充填结构；
过滤结构包括接箍1、基管2、上端环3、过滤套4和下端环5，接箍1安装在基管2的上端，上端环3、过滤套4和下端环5从上到下依次套设于基管2外侧，且过滤套4和下端环5与基管2间形成第一环空；
暂堵结构包括上接头6、外套7、挡环8、弹簧9、活塞10、可溶套11和主体12，主体12上端通过上接头6与基管2下端连接，外套7套装在主体12的外侧，其上端与下端环5固定连接，其下端密封固定套装在主体12上，外套7与上接头6、主体12形成的环空并入第一环空；挡环8、弹簧9和活塞10从上到下依次套设于主体12外侧，可溶套11位于活塞10与主体12之间，其限制活塞10下移，且可溶套11内侧的主体12上开设有过流孔1201；当可溶套11溶解后活塞10下移，过流孔1201打开，连通第一环空与筛管内部；
充填结构包括转换接头13、滑套本体14、内滑套15、球座16和下接头17，转换接头13上端与主体12下端固定连接，其下端与滑套本体14和下接头17依次连接；球座16和内滑套15分别通过第一剪切销钉18和第二剪切销钉19安装在滑套本体14内腔中，且球座16上部滑动插装在内滑套15内；下接头17内设有定位球座16的限位台，球座16外侧设有定位内滑套15的限位台，滑套本体14上设有若干外充填孔1401，内滑套15上设有若干与外充填孔1401一一对应的内充填孔1501；当第一剪切销钉18和第二剪切销钉19均未断开时，外充填孔1401和内充填孔1501连通，球座16封闭内充填孔1501内端；当第一剪切销钉18断开，球座16滑落后，充填通道打开；当第二剪切销钉19断开，内滑套15滑落后，外充填孔1401和内充填孔1501错位，充填通道关闭。
更为详细的，可溶套11的材质为可溶美铝合金；主体12上设有排气孔1202，可溶套11位于过流孔1201和排气孔1202的外侧，排气孔1202可防止活塞10下移过程中形成死腔。
本装置的工作过程如下：
（1）下入状态
如图1所示，在下入过程中，本装置各部件处于初始位置。下入时，可溶套11限位活塞10，使活塞10密封过流孔1201和排气孔1202，过流孔1201处于暂堵状态，球座16封闭内充填孔1501内端，此时筛管内部与外侧不连通。
（2）充填状态
如图3所示，地面送入开启球20，开启球20作用于球座16上端，打压并剪断第一剪切销钉18，球座16下移到下接头17的限位台上，此时滑套本体14及内滑套15上的充填孔开启，充填通道打开，过流孔1201仍处于暂堵状态，实现直接通过筛管内部进行防砂充填施工。
（3）充填完成状态
如图4所示，充填完成后，地面送入关闭球21，关闭球21作用于内滑套15上端，打压并剪断第二剪切销钉19，内滑套15下移并定位在球座16上端，此时外充填孔1401和内充填孔1501错位，充填通道关闭，过流孔1201仍处于暂堵状态。
（4）生产状态
如图5所示，充填完成60h后，可溶套11完全溶解，活塞10在弹簧9作用力下向下移动定位在主体12的限位台上，排气孔1202用于防止活塞10下移过程中形成死腔，此时过流孔1201打开，地层流体由过滤套4进入第一环空，流经过流孔1201进入筛管内部最终到达地面。
本装置可应用于粘稠、重蜡、超细粉砂等油气井的防砂改造，操作工序简单、性能可靠，降低生产成本；本装置设有暂堵结构，可通过筛管内部直接进行大排量充填，生产时可溶套11溶解，过流孔1201自动打开进行生产；本装置采用投球方式开启、关闭充填通道，无需下入专用工具，操作简单、结构可靠。
实施例二
作为本发明的一项优选实施例，本实施例在实施例一的基础上对过滤套4的结构进行了优化设计，具体为：
如图2所示，在本实施例中，过滤套4由外至内依次为外保护套401、泡沫金属层402和内支撑套403，外保护套401采用桥型孔结构，有效避免流体直接冲蚀过滤套4；泡沫金属层402采用电沉积法制备而成的泡沫金属镍，为三维网状笼式结构，孔隙不易堵塞，过流能力好，强度高，抗腐蚀性能优越；内支撑套403内部设有圆形支撑，可增大液体的流通面积。
实施例三
作为本发明的一项优选实施例，本实施例在实施例二的基础上对充填孔进行了优化设置，具体为：
在本实施例中，外充填孔1401和内充填孔1501的内部设有硬质合金涂层，硬质合金涂层可有效减少充填孔冲蚀现象。
实施例四
作为本发明的一项优选实施例，本实施例在实施例二的基础上在滑套本体14上增设了过流缝隙1402，具体为：
在本实施例中，滑套本体14上设有圆周分布的轴向过流缝隙1402，过流缝隙1402位于外充填孔1401的上方，当第二剪切销钉19未断开时，内滑套15封闭过流缝隙1402；当第二剪切销钉19断开，内滑套15滑落后，过流缝隙1402打开，连通地层释放地层压力。
过流缝隙1402的宽度范围为100～300μm，实际应用尺寸根据地层出砂情况进行选择。
本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种无内管充填的泡沫金属筛管，包括过滤结构、暂堵结构和充填结构，其特征在于：
所述过滤结构包括接箍、基管、上端环、过滤套和下端环，所述接箍安装在基管的上端，所述上端环、过滤套和下端环从上到下依次套设于基管外侧，且过滤套和下端环与基管间形成第一环空；
所述暂堵结构包括上接头、外套、挡环、弹簧、活塞、可溶套和主体，所述主体上端通过上接头与基管下端连接，所述外套套装在主体的外侧，其上端与下端环固定连接，其下端密封固定套装在主体上，外套与上接头、主体形成的环空并入第一环空；所述挡环、弹簧和活塞从上到下依次套设于主体外侧，所述可溶套位于活塞与主体之间，其限制活塞下移，且可溶套内侧的主体上开设有过流孔；当可溶套溶解后活塞下移，过流孔打开，连通第一环空与筛管内部；
所述充填结构包括转换接头、滑套本体、内滑套、球座和下接头，所述转换接头上端与主体下端固定连接，其下端与滑套本体和下接头依次连接；所述球座和内滑套分别通过第一剪切销钉和第二剪切销钉安装在滑套本体内腔中，且球座上部滑动插装在内滑套内；所述滑套本体上设有若干外充填孔，所述内滑套上设有若干与外充填孔一一对应的内充填孔；当第一剪切销钉和第二剪切销钉均未断开时，外充填孔和内充填孔连通，球座封闭内充填孔内端；当第一剪切销钉断开，球座滑落后，充填通道打开；当第二剪切销钉断开，内滑套滑落后，外充填孔和内充填孔错位，充填通道关闭。
2.根据权利要求1所述的一种无内管充填的泡沫金属筛管，其特征在于：所述过滤套由外至内依次为外保护套、泡沫金属层和内支撑套，所述外保护套采用桥型孔结构，泡沫金属层采用泡沫金属镍，内支撑套内侧设有圆形支撑。
3.根据权利要求2所述的一种无内管充填的泡沫金属筛管，其特征在于：所述泡沫金属层采用的泡沫金属镍为三维网状笼式结构。
4.根据权利要求1所述的一种无内管充填的泡沫金属筛管，其特征在于：所述主体上设有排气孔，所述可溶套位于过流孔和排气孔的外侧。
5.根据权利要求1所述的一种无内管充填的泡沫金属筛管，其特征在于：所述可溶套的材质为可溶美铝合金。
6.根据权利要求1所述的一种无内管充填的泡沫金属筛管，其特征在于：所述外充填孔和内充填孔的内部设有硬质合金涂层。
7.根据权利要求1所述的一种无内管充填的泡沫金属筛管，其特征在于：所述滑套本体上设有圆周分布的轴向过流缝隙，所述过流缝隙位于外充填孔的上方，当第二剪切销钉未断开时，内滑套封闭过流缝隙；当第二剪切销钉断开，内滑套滑落后，过流缝隙打开。
8.根据权利要求7所述的一种无内管充填的泡沫金属筛管，其特征在于：所述过流缝隙的宽度范围为100～300μm。
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