CN116575887B - 一种用于储气库气井的冲缝筛管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储气井筛管技术领域，尤其涉及一种用于储气库气井的冲缝筛管，包括：基管，其用以在预备状态下执行气体输送工作；内筛管，其用以在预备状态下防止气井内的沙砾堵塞基管；若干外筛管，其用以在预备状态下阻挡砂砾，并在预设堵塞条件下膨胀并脱落；若干脱落节，其用以连接各外筛管，并在预设堵塞条件下脱落；若干固定节，其用以在预备状态下与各脱落节相连，并对各脱落节提供支撑；本发明通过设置上述部件组成筛管，在有效提升了筛管的防堵塞性能的同时，在达到预设堵塞条件时将井道内壁进行加固，从而有效提升了筛管的耐用性。
Description
技术领域
本发明涉及储气井筛管技术领域，尤其涉及一种用于储气库气井的冲缝筛管。
背景技术
在气井内作业的气体输送管道在作业中，常受到井内砂砾的影响，导致管路被堵塞，为了克服这个问题，常使用浇筑砂浆的方式将砂砾固定。
中国专利申请公开号：CN114370257B公开了一种用于储气库气井的防砂筛管及防砂注采方法，包括防砂筛管本体，防砂筛管本体自内至外依次为基管、挡砂层和保护罩，防砂筛管本体上设有多个第一单向阀，第一单向阀位于防砂筛管本体侧壁下端，第一单向阀横向贯穿防砂筛管本体，所述第一单向阀用于在冲砂解堵时使携砂流体由防砂筛管本体外部向防砂筛管内部单向导通。该发明通过在防砂筛管本体下端设置第一单向阀，使该防砂筛管具备了冲砂解堵作用。并通过在第一单向阀处设置开启压力，防止采气过程中携带有砂砾的气体经第一单向阀直接进入基管内造成砂砾堵塞第一单向阀或基管。
但是，上述方法存在以下问题：无法防止包含多尺寸的砂砾对筛管进行的堵塞。
发明内容
为此，本发明提供一种用于储气库气井的冲缝筛管，用以克服现有技术中无法防止包含多尺寸的砂砾对筛管进行的堵塞，从而导致筛管的耐用性降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种用于储气库气井的冲缝筛管，包括：
基管，其用以在预备状态下执行气体输送工作；
内筛管，其套设在所述基管外，用以在所述预备状态下防止气井内的沙砾堵塞所述基管；
若干外筛管，其套设在所述内筛管外，用以在所述预备状态下阻挡砂砾，并在预设堵塞条件下膨胀并脱落；
若干脱落节，其设置在各外筛管之间，用以连接各外筛管，并在所述预设堵塞条件下脱落；
若干固定节，其设置在所述基管上，用以在所述预备状态下与各脱落节相连，并对各脱落节提供支撑；
其中，所述预备状态为所述基管处于工作位置，并能够进行气体输送工作，所述预设堵塞条件为单个外筛管中的筛缝被所述沙砾堵塞至预设堵塞比例；
其中，所述预设堵塞比例与所述基管的尺寸成反比。
进一步地，所述单个外筛管在所述预备状态下包括常规状态、扩张状态以及脱落状态，其中：
所述常规状态为所述单个外筛管对应的外筛管置于所述气井内部的对应状态，在所述常规状态下，该外筛管中任意一个筛缝的表面积为预设常规表面积，且各筛缝未被沙砾堵塞；
所述扩张状态为所述单个外筛管对应的外筛管在气井内部进行扩张的对应状态，在所述扩张状态下，该外筛管中任意一个筛缝的表面积为预设扩张表面积；
所述脱落状态为所述单个外筛管处于所述预设堵塞条件，在所述脱落状态下，该外筛管对应的所述单个外筛管脱离对应的固定节，并释放外筛管使其脱离所述内筛管；
其中，所述预设常规表面积为单个筛缝对应的最小表面积，其与沙砾的平均尺寸成正比，所述预设扩张表面积为所述外筛管对应的最大表面积，其与气井的内径成正比。
进一步地，所述单个脱落节包括：
压力感应器，其设置在对应的外筛管内，且设有一个最小压力阈值，在达到最小压力阈值时，压力感应器判断该外筛管达到所述预设堵塞条件；
固定器，其与所述压力感应器相连，用以将对应的外筛管固定在对应的固定节上，且在所述预设堵塞条件下脱离该固定节使该外筛管进入所述脱落状态；
计时器，其与所述固定器相连，用以对脱落节的工作时长进行记录；
其中，所述压力感应器为被动感知，其在所述基管进入所述预备状态时启动。
进一步地，所述内筛管固定在所述基管上，且设有以预设排列方式进行排列的若干内筛缝；
其中，所述预设排列方式为螺旋排列，所述内筛缝在生产时由所述内筛怪的外侧向内筛管的内侧冲压；
其中，所述内筛管在切向上的周长在所述预备条件下以及所述堵塞条件下均不发生变化；
所述内筛管与所述基管同轴设置，且基管在内筛管的管壁范围内震动。
进一步地，所述基管由无缝钢管制备，且设有若干孔洞；
所述基管以所述外筛管的长度为间距设置各固定节，且，各固定节的位置与对应的脱落节的位置相同，其中，所述固定节在所述预备状态下与所述固定器相连。
进一步地，所述外筛管在所述常规状态下，将大于预设直径的砂砾隔离在外筛管外；
其中，所述预设直径为所述筛缝的短边长度。
进一步地，所述外筛管包括：
外壁，其上设有若干孔洞，且能够拉伸以增大外径，用以支撑所述外筛管的外形；
内壁，其上设有若干孔洞，其能够拉伸且在未处于所述脱落状态时受对应的脱落节的约束，用以与所述外壁组成所述筛缝；
若干连接杆，其与所述外壁以及所述内壁相连，用以在所述外筛管处于所述扩张状态下，通过外壁的扩张带动内壁，并对外壁与内壁形成的筛缝进行遮挡，使所述预设常规表面积以及所述预设扩张表面积对应的比值在预设拉伸范围内；
其中，所述预设拉伸范围与所述砂砾的粒径成正比。
进一步地，所述内筛管为冲缝筛管，其单个冲缝的尺寸能够过滤大于预设直径的所述砂砾；
所述内筛管在所述预备状态下，利用焊接的方式与所述基管固定。
进一步地，所述各外筛管在所述预备状态下由所述常规状态逐渐扩张，并在预设扩张时长内扩张为所述扩张状态；
若所述单个外筛管在所述预设扩张时长内未进入所述扩张状态，其对应的所述脱落节的计时器判定该外筛管堵塞，并判断该外筛管达到所述预设堵塞条件；
其中，所述预设扩张时长与所述外筛管的尺寸成正比。
进一步地，所述各外筛管在进入所述脱落状态时，所述内壁扩张，并使所述外壁与所述气井的井壁相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置基管、内筛管、若干外筛管、若干脱落节以及若干固定节的方式组成筛管，在有效提升了筛管的防堵塞性能的同时，在达到预设堵塞条件时将井道内壁进行加固，从而有效提升了筛管的耐用性。
进一步地，通过设置常规状态、扩张状态以及脱落状态对外筛管进行二次利用，在有效提升了筛管的防堵性能的同时，进一步提升了筛管的耐用性。
进一步地，通过设置压力感应器、固定器以及计时器的方式，组成脱落节，在有效提升了对筛管堵塞测量的灵敏度的同时，有效提升了筛管的防堵性能的同时，从而进一步提升了筛管的耐用性。
进一步地，通过将外筛管固定在基管上的方式，对外筛管进行固定，在有效提升了筛管在工作时的稳定性的同时，进一步提升了筛管的耐用性。
进一步地，通过设置外壁、内壁以及若干连接杆的方式组成外筛管，在有效提升了外筛管阻挡砂砾能力的同时，使外筛管在堵塞后能够迅速脱离，从而进一步提升了筛管的耐用性。
进一步地，通过将脱离后的外筛管利用弹性固定在井壁上的方式，在有效提升了井壁的稳定性的同时，进一步提升了筛管的耐用性。
附图说明
图1为本发明用于储气库气井的冲缝筛管的剖面图；
图2为本发明实施例外筛管结构示意图；
图3为本发明实施例的脱落状态示意图；
其中：1，基管；2，内筛管；3，外筛管；31，外壁；32，内壁；33，连接杆；4，脱落节，41，第一脱落节；42，第二脱落节；5，气井；6，扩张状态外筛管；7，脱落状态外筛管。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明用于储气库气井的冲缝筛管的剖面图，基于用于储气库气井的冲缝筛管，包括：
基管1，其用以在预备状态下执行气体输送工作；
内筛管2，其套设在基管1外，用以在预备状态下防止气井内的沙砾堵塞基管；
若干外筛管3，其套设在内筛管2外，用以在预备状态下阻挡砂砾，并在预设堵塞条件下膨胀并脱落；
若干脱落节4，其设置在各外筛管3之间，用以连接各外筛管3，并在预设堵塞条件下脱落；
若干固定节，其设置在基管1上，用以在预备状态下与各脱落节4相连，并对各脱落节4提供支撑；
其中，预备状态为基管处于工作位置，并能够进行气体输送工作，预设堵塞条件为单个外筛管中的筛缝被沙砾堵塞至预设堵塞比例；
其中，预设堵塞比例与基管的尺寸成反比。
本发明通过设置基管、内筛管、若干外筛管、若干脱落节以及若干固定节的方式组成筛管，在有效提升了筛管的防堵塞性能的同时，在达到预设堵塞条件时将井道内壁进行加固，从而有效提升了筛管的耐用性。
具体而言，单个外筛管在预备状态下包括常规状态、扩张状态以及脱落状态，其中：
常规状态为单个外筛管对应的外筛管置于气井内部的对应状态，在常规状态下，该外筛管中任意一个筛缝的表面积为预设常规表面积，且各筛缝未被沙砾堵塞；
扩张状态为单个外筛管对应的外筛管在气井内部进行扩张的对应状态，在扩张状态下，该外筛管中任意一个筛缝的表面积为预设扩张表面积；
脱落状态为单个外筛管处于预设堵塞条件，在脱落状态下，该外筛管对应的单个外筛管脱离对应的固定节，并释放外筛管使其脱离内筛管；
其中，预设常规表面积为单个筛缝对应的最小表面积，其与沙砾的平均尺寸成正比，预设扩张表面积为外筛管对应的最大表面积，其与气井的内径成正比。
通过设置常规状态、扩张状态以及脱落状态对外筛管进行二次利用，在有效提升了筛管的防堵性能的同时，进一步提升了筛管的耐用性。
具体而言，单个脱落节包括：
压力感应器，其设置在对应的外筛管内，且设有一个最小压力阈值，在达到最小压力阈值时，压力感应器判断该外筛管达到预设堵塞条件；
固定器，其与压力感应器相连，用以将对应的外筛管固定在对应的固定节上，且在预设堵塞条件下脱离该固定节使该外筛管进入脱落状态；
计时器，其与固定器相连，用以对脱落节的工作时长进行记录；
其中，压力感应器为被动感知，其在基管进入预备状态时启动。
可以理解的是，在实施中，因气井下环境包含多种情况，压力感应器可以设置为弹簧、压敏电阻或发条，计时器可以设置为单片机或发条齿轮组，其型式不唯一，安全可行即可。
通过设置压力感应器、固定器以及计时器的方式，组成脱落节，在有效提升了对筛管堵塞测量的灵敏度的同时，有效提升了筛管的防堵性能的同时，从而进一步提升了筛管的耐用性。
具体而言，内筛管固定在基管上，且设有以预设排列方式进行排列的若干内筛缝；
其中，预设排列方式为螺旋排列，内筛缝在生产时由内筛怪的外侧向内筛管的内侧冲压；
其中，内筛管在切向上的周长在预备条件下以及堵塞条件下均不发生变化；
内筛管与基管同轴设置，且基管在内筛管的管壁范围内震动。
具体而言，基管由无缝钢管制备，且设有若干孔洞；
基管以外筛管的长度为间距设置各固定节，且，各固定节的位置与对应的脱落节的位置相同，其中，固定节在预备状态下与固定器相连。
通过将外筛管固定在基管上的方式，对外筛管进行固定，在有效提升了筛管在工作时的稳定性的同时，进一步提升了筛管的耐用性。
具体而言，外筛管在常规状态下，将大于预设直径的砂砾隔离在外筛管外；
其中，预设直径为筛缝的短边长度。
请参阅图2所示，其为本发明实施例外筛管结构示意图，外筛管3包括：
外壁31，其上设有若干孔洞，且能够拉伸以增大外径，用以支撑外筛管的外形；
内壁32，其上设有若干孔洞，其能够拉伸且在未处于脱落状态时受对应的脱落节的约束，用以与外壁组成筛缝；
若干连接杆33，其与外壁31以及内壁32相连，用以在外筛管3处于扩张状态下，通过外壁31的扩张带动内壁，并对外壁31与内壁32形成的筛缝进行遮挡，使预设常规表面积以及预设扩张表面积对应的比值在预设拉伸范围内；
其中，预设拉伸范围与砂砾的粒径成正比。
通过设置外壁、内壁以及若干连接杆的方式组成外筛管，在有效提升了外筛管阻挡砂砾能力的同时，使外筛管在堵塞后能够迅速脱离，从而进一步提升了筛管的耐用性。
具体而言，内筛管为冲缝筛管，其单个冲缝的尺寸能够过滤大于预设直径的砂砾；
内筛管在预备状态下，利用焊接的方式与基管固定。
具体而言，各外筛管在预备状态下由常规状态逐渐扩张，并在预设扩张时长内扩张为扩张状态；
若单个外筛管在预设扩张时长内未进入扩张状态，其对应的脱落节的计时器判定该外筛管堵塞，并判断该外筛管达到预设堵塞条件；
其中，预设扩张时长与外筛管的尺寸成正比。
可以理解的是，外筛管在常规的外径越大，其所需的预设扩张时长越大，例如直径为50mm、100mm、200mm外筛管，其进行扩张时，需要的时长分别为1min，2min，4min，在实施中，其与外筛管内壁的弹性材料有关，设置预设时长时合理即可。
请配合图2参阅图3所示，其为本发明实施例的脱落状态示意图，其中，基管1设置在气井5内，用以输送气体，外筛管3在未进入脱落状态时，为扩张状态外筛管6，外筛管3处于脱落状态时，其对应的脱落节4脱落，可以理解的是，为方便理解，图中标记为未脱落的脱落节4，外筛管3为脱落状态外筛管7，此时，外筛管3的内壁32扩张，并使外壁31与气井5的井壁相连，内筛管2漏出继续进行防止砂砾的工作。
通过将脱离后的外筛管利用弹性固定在井壁上的方式，在有效提升了井壁的稳定性的同时，进一步提升了筛管的耐用性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，包括：
基管，其用以在预备状态下执行气体输送工作；
内筛管，其套设在所述基管外，用以在所述预备状态下防止气井内的沙砾堵塞所述基管；
若干外筛管，其套设在所述内筛管外，用以在所述预备状态下阻挡砂砾，并在预设堵塞条件下膨胀并脱落；
若干脱落节，其设置在各外筛管之间，用以连接各外筛管，并在所述预设堵塞条件下脱落；
若干固定节，其设置在所述基管上，用以在所述预备状态下与各脱落节相连，并对各脱落节提供支撑；
其中，所述预备状态为所述基管处于工作位置，并能够进行气体输送工作，所述预设堵塞条件为单个外筛管中的筛缝被所述沙砾堵塞至预设堵塞比例；
其中，所述预设堵塞比例与所述基管的尺寸成反比。
2.根据权利要求1所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述单个外筛管在所述预备状态下包括常规状态、扩张状态以及脱落状态，其中：
所述常规状态为所述单个外筛管对应的外筛管置于所述气井内部的对应状态，在所述常规状态下，该外筛管中任意一个筛缝的表面积为预设常规表面积，且各筛缝未被沙砾堵塞；
所述扩张状态为所述单个外筛管对应的外筛管在气井内部进行扩张的对应状态，在所述扩张状态下，该外筛管中任意一个筛缝的表面积为预设扩张表面积；
所述脱落状态为所述单个外筛管处于所述预设堵塞条件，在所述脱落状态下，该外筛管对应的所述单个外筛管脱离对应的固定节，并释放外筛管使其脱离所述内筛管；
其中，所述预设常规表面积为单个筛缝对应的最小表面积，其与沙砾的平均尺寸成正比，所述预设扩张表面积为所述外筛管对应的最大表面积，其与气井的内径成正比。
3.根据权利要求2所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，脱落节包括：
压力感应器，其设置在对应的外筛管内，且设有一个最小压力阈值，在达到最小压力阈值时，压力感应器判断该外筛管达到所述预设堵塞条件；
固定器，其与所述压力感应器相连，用以将对应的外筛管固定在对应的固定节上，且在所述预设堵塞条件下脱离该固定节使该外筛管进入所述脱落状态；
计时器，其与所述固定器相连，用以对脱落节的工作时长进行记录；
其中，所述压力感应器为被动感知，其在所述基管进入所述预备状态时启动。
4.根据权利要求3所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述内筛管固定在所述基管上，且设有以预设排列方式进行排列的若干内筛缝；
其中，所述预设排列方式为螺旋排列，所述内筛缝在生产时由所述内筛管的外侧向内筛管的内侧冲压；
其中，所述内筛管在切向上的周长在所述预备状态下以及所述预设堵塞条件下均不发生变化；
所述内筛管与所述基管同轴设置，且基管能够在内筛管的管壁范围内震动。
5.根据权利要求4所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述基管由无缝钢管制备，且设有若干孔洞；
所述基管以所述外筛管的长度为间距设置各固定节，且，各固定节的位置与对应的脱落节的位置相同，其中，所述固定节在所述预备状态下与所述固定器相连。
6.根据权利要求5所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述外筛管在所述常规状态下，将大于预设直径的砂砾隔离在外筛管外；
其中，所述预设直径为所述筛缝的短边长度。
7.根据权利要求6所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述外筛管包括：
外壁，其上设有若干孔洞，且能够拉伸以增大外径，用以支撑所述外筛管的外形；
内壁，其上设有若干孔洞，其能够拉伸且在未处于所述脱落状态时受对应的脱落节的约束，用以与所述外壁组成所述筛缝；
若干连接杆，其与所述外壁以及所述内壁相连，用以在所述外筛管处于所述扩张状态下，通过外壁的扩张带动内壁，并对外壁与内壁形成的筛缝进行遮挡，使所述预设常规表面积以及所述预设扩张表面积对应的比值在预设拉伸范围内；
其中，所述预设拉伸范围与所述砂砾的粒径成正比。
8.根据权利要求7所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述内筛管为冲缝筛管，其单个冲缝的尺寸能够过滤大于预设直径的所述砂砾；
所述内筛管在所述预备状态下，利用焊接的方式与所述基管固定。
9.根据权利要求8所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述各外筛管在所述预备状态下由所述常规状态逐渐扩张，并在预设扩张时长内扩张为所述扩张状态；
若所述单个外筛管在所述预设扩张时长内未进入所述扩张状态，其对应的所述脱落节的计时器判定该外筛管堵塞，并判断该外筛管达到所述预设堵塞条件；
其中，所述预设扩张时长与所述外筛管的尺寸成正比。
10.根据权利要求9所述的用于储气库气井的冲缝筛管，其特征在于，所述各外筛管在进入所述脱落状态时，所述内壁扩张，并使所述外壁与所述气井的井壁相连。
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