CN202914053U - 防砂筛管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防砂筛管，其包括：油管管体，其上端连接有油管接箍，所述油管管体上沿周向方向均匀开设有多个过流通孔，所述多个过流通孔沿所述油管管体的轴向方向间隔设置有多排；自膨胀胶筒，其套设在所述油管管体外，所述自膨胀胶筒上开设有与所述多个过流通孔相对的多个穿孔；筛网单元，其具有多个点状筛网单元，所述点状筛网单元的一端穿设在所述自膨胀胶筒的穿孔中，并可滑动地设置在所述过流通孔内，其另一端与所述自膨胀胶筒固定相连。本实用新型的防砂筛管，利用遇油或遇水的自膨胀胶筒，将筛网单元扩张至井壁，其可靠性高，工具制造和维修成本较低，该防砂筛管对不规则裸眼井壁适应性好。

Description

防砂筛管

技术领域

本实用新型有关于一种油气井完井工具，尤其有关于一种石油开发用油气井的基于自膨胀橡胶的防砂筛管。

背景技术

随着国民经济对石油天然气能源的需求不断增加，油气资源开发对象由以常规资源为主逐渐转向常规资源和非常规资源并重，对各类油气井完井工具的要求也越来越高，防砂筛管就是其中之一。在油气田生产中，油气井出砂是必然过程，如何控制出砂的速度、多大的砂粒可进入井筒、多大的沙粒必须挡在管外等是保证油气井正常生产和提高生产寿命的关键。防砂筛管是控制油气井出砂的重要井下生产工具。防砂筛管的主要部分是由多层具备不同挡砂粒径的筛网叠合成的防砂系统，该防砂系统形成主要的油气过流通道，可实现阻挡一定粒径范围的砂粒的效果。如果筛网的参数选择不当，将严重影响油气井的正常生产和生产寿命。

国内外近年来在防砂筛管的研究与应用上得到了很大发展，目前已有防砂筛管工具申请并获得专利授权。中国专利申请号为201010029036.4的发明专利申请涉及一种动态型油井防砂筛管，其包括带孔管、沿带孔管轴向平行设置在带孔管外表面上的多根支撑筋、缠绕或包裹在带孔管和支撑筋上的过滤材料和套设在过滤材料上的外护管；其制法为：将支撑筋沿带孔管轴向平行焊接在带孔管的外表面上，然后，将过滤材料缠绕或包裹在焊有支撑筋的带孔管上，之后套入外护管，即制得该动态型油井防砂筛管。中国专利号为ZL201120172710.4的实用新型专利公开了一种高强度注汽热采筛管，其包括基管，基管的一端连接有接箍和扶正器，另一端设有管螺纹，基管从内向外顺次安装有精密过滤层、螺旋过滤层和粗过滤层，精密过滤层、螺旋过滤层和粗过滤层的两端部由焊环与基管密封固定在一起。美国专利公开号US7134501“膨胀筛管及其使用方法（Expandable sand screenand methods for use）”公开了一种膨胀筛管防砂工具技术，该技术采用可径向扩张的防砂筛网组成，现场施工时先将工具下入井中指定位置，再通过外力（液压或钻杆推拉等）将防砂筛网扩张撑开并贴住裸眼井壁，依靠这种对井壁的支撑从而进一步改善防砂的效果。

目前，上述现有的防砂筛管技术还存在以下不足：（1）挡砂效果不稳定：常规筛管在油气井投产初期效果较好，但是随着生产的进行，井壁出现不稳定现象，会出现井眼垮塌、筛管被埋、产量下降等问题，此时油气井必须经过复杂的修井及井下作业，使得油气田维护成本上升；（2）现场施工工艺复杂：膨胀筛管采用了实体膨胀管技术，由于需要借助液压或钻杆旋转推拉的力量，使得该技术需要一系列配套施工工具，现场作业工艺比较复杂，成本较高，具有一定的施工风险，特别是在水平井施工中存在膨胀失败并导致油气井报废的可能性；（3）通径较小：常规筛管的通径较小，导致油气井产量和后期措施作业受到限制，膨胀筛管在膨胀施工之后通径扩大，但是筛管的挡砂筛网已出现一定程度的疲劳损伤，影响到投产以后的井筒完整性。

因此，有必要提供一种新的防砂筛管，来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防砂筛管，利用遇油或遇水的自膨胀胶筒，将筛网单元扩张至井壁，其可靠性高，工具制造和维修成本较低，该防砂筛管对不规则裸眼井壁适应性好。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种防砂筛管，所述防砂筛管包括：

油管管体，其上端连接有油管接箍，所述油管管体上沿周向方向均匀开设有多个过流通孔，所述多个过流通孔沿所述油管管体的轴向方向间隔设置有多排；

自膨胀胶筒，其套设在所述油管管体外，所述自膨胀胶筒上开设有与所述多个过流通孔相对的多个穿孔；

筛网单元，其具有多个点状筛网单元，所述点状筛网单元的一端穿设在所述自膨胀胶筒的穿孔中，并可滑动地设置在所述过流通孔内，其另一端与所述自膨胀胶筒固定相连。

在优选的实施方式中，所述筛网单元还具有多个条状筛网单元，所述条状筛网单元的一端穿设在所述自膨胀胶筒轴向方向设置的多个穿孔中，并可滑动地设置在相对应的多个所述过流通孔内，其另一端与所述自膨胀胶筒固定相连。

在优选的实施方式中，所述条状筛网单元与所述点状筛网单元沿所述油管管体的周向方向间隔设置。

在优选的实施方式中，所述条状筛网单元包括支撑架，所述支撑架的上部开设有凹槽，所述凹槽内设有条状筛网过滤层，所述凹槽的底部开设有多个通孔，所述支撑架的底面连接有多个内滑动套，所述内滑动套具有过流通道，所述过流通道与所述通孔相对，所述油管管体的过流通孔内连接有外滑动套，所述外滑动套穿设在所述自膨胀胶筒的穿孔中，所述内滑动套可滑动地穿设在所述外滑动套内，所述支撑架的周侧壁和下表面与所述自膨胀胶筒固定连接。

在优选的实施方式中，所述点状筛网单元包括内滑动套，所述内滑动套具有过流通道，所述内滑动套的顶端径向向外延伸形成有圆盘，所述圆盘的上部开设有凹槽，所述凹槽内设有点状筛网过滤层，所述油管管体的过流通孔内连接有外滑动套，所述外滑动套穿设在所述自膨胀胶筒的穿孔中，所述内滑动套可滑动地穿设在所述外滑动套内，所述圆盘的周侧壁和底面与所述自膨胀胶筒固定连接。

在优选的实施方式中，所述圆盘的凹槽内螺纹连接有空心螺母，所述点状筛网过滤层通过所述空心螺母固定连接在所述圆盘的凹槽内。

在优选的实施方式中，所述条状筛网过滤层为由多层金属防砂筛网叠合而成的过滤网。

在优选的实施方式中，所述点状筛网过滤层为点状过滤金属毡或为由多层金属防砂筛网叠合而成的过滤网。

在优选的实施方式中，所述自膨胀胶筒的两端分别设有限位环，所述限位环固定连接在所述油管管体外。

在优选的实施方式中，所述油管管体上套设有多个自膨胀胶筒，各所述自膨胀胶筒之间设有隔环，所述隔环固定连接在所述油管管体外。

本实用新型的防砂筛管的特点及优点是：通过在油管管体的外部套设可通过吸油或吸水自膨胀的自膨胀胶筒，来实现将筛网单元扩张贴靠在井筒内侧壁上的目的，其与传统防砂筛管技术相比，实现了在低成本前提下的有效防砂、挡砂，同时膨胀后的自膨胀胶筒可对井筒井壁进行充分的支撑，随着生产的进行，自膨胀胶筒可对变化的井壁做出反应，吸油或吸水膨胀后填补空隙，形成对井壁的长期、稳定支撑；另外，本实用新型的防砂筛管结构简单、紧凑，采用自膨胀胶筒，取消了传统防砂筛管技术利用复杂的实体膨胀管结构和配套液压打压、推拉等施工工艺，其可靠性更高；再有，本实用新型可有效满足各类复杂结构井，例如水平井、大斜度井、多分支井、大位移井、侧钻井等井型的完井防砂工艺要求，该防砂筛管特别对非直井的不规则裸眼的适应性更好，并且现场施工工艺简单，只要保证工具顺利下入到位后，防砂筛管可自动实现防砂完井的功能，因此施工成本也较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的防砂筛管的主视图。

图2为本实用新型的防砂筛管未膨胀时的俯视剖视图。

图3为本实用新型的防砂筛管膨胀后的主视图。

图4为本实用新型的防砂筛管膨胀后的俯视剖视图。

图5为本实用新型的防砂筛管的条状筛网单元的侧视图。

图6为本实用新型的防砂筛管的条状筛网单元的剖视图。

图7为本实用新型的防砂筛管的点状筛网单元的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示，本实用新型提供一种防砂筛管，其包括油管管体1、自膨胀胶筒2和筛网单元3。其中：油管管体1的上端连接有油管接箍11，所述油管管体1上沿周向方向均匀开设有多个过流通孔12，所述多个过流通孔12沿所述油管管体1的轴向方向间隔设置有多排；自膨胀胶筒2套设在所述油管管体1外，所述自膨胀胶筒2上开设有与所述多个过流通孔12相对的多个穿孔21；筛网单元3具有多个点状筛网单元31，所述点状筛网单元31的一端穿设在所述自膨胀胶筒2的穿孔21中，并可滑动地设置在所述过流通孔12内，其另一端与所述自膨胀胶筒2固定相连。

具体是，油管管体1大体呈圆柱筒形，其中部设有通孔13，油管管体1的管壁上开设有多个过流通孔12，过流通孔12沿油管管体1的周向方向以及轴向方向等间隔设置，在本实用新型中，沿油管管体1的周向方向均匀开设有十二个过流通孔12，沿油管管体1的轴向方向等间隔地开设有十五排过流通孔12，因此，本实用新型的油管管体1上共开设有一百八十个过流通孔12。当然，在其它的实施例中，油管管体1上开设的过流通孔12的数量也可根据实际油管管体1的直径大小以及长度大小选择设置，在此不作限制。

自膨胀胶筒2套设在油管管体1的外部，在本实用新型中，自膨胀胶筒2的两端设有限位环4，限位环4通过多个螺钉41固定连接在油管管体1外，限位环4用于在轴向方向上固定自膨胀胶筒2在油管管体1上的位置；该自膨胀胶筒2由遇油或遇水膨胀橡胶材料制成，当自膨胀胶筒2遇油或遇水后会自动沿径向方向向外膨胀，在本实施例中，自膨胀胶筒2的外径为206mm，长度为1200mm，自膨胀胶筒2紧密套设在油管管体1的外表面上，其上开设的多个穿孔21的数量与位置恰好与油管管体1上开设的过流通孔12的数量与位置相同，以使自膨胀胶筒2套设在油管管体1上后，自膨胀胶筒2上的穿孔21与油管管体1上的过流通孔12相对连通。

筛网单元3的点状筛网单元31穿设在自膨胀胶筒2的穿孔21内，其一端可相对油管管体1的过流通孔12滑动设置，其另一端通过粘接工艺固定连接在自膨胀胶筒2的外壁上。点状筛网单元31用于在防砂筛管完井后，对油气井生产时采出的原油进行防砂、挡砂处理。

如图3、4所示，本实用新型的防砂筛管，通过连接在油管管体1上端的油管接箍11与井下油管相连，并随井下油管下入井中，当该防砂筛管下井到位后，自膨胀胶筒2吸油或吸水膨胀，筛网单元3的点状筛网单元31在自膨胀胶筒2的带动下沿油管管体1的径向方向向外移动，直至贴靠在井筒的内侧壁上，此时，油气井正常生产，井底原油通过点状筛网单元31的挡砂过滤后，自油管管体1上开设的多个过流通孔12流入油管管体1的通孔13中，而后被采出至地面。

本实用新型的防砂筛管，通过在油管管体1的外部套设可通过吸油或吸水自膨胀的自膨胀胶筒2，来实现将筛网单元3扩张贴靠在井筒内侧壁上的目的，其与传统防砂筛管技术相比，实现了在低成本前提下的有效防砂、挡砂，同时膨胀后的自膨胀胶筒2可对井筒井壁进行充分的支撑，随着生产的进行，自膨胀胶筒2可对变化的井壁做出反应，吸油或吸水膨胀后填补空隙，形成对井壁的长期、稳定支撑；另外，本实用新型的防砂筛管结构简单、紧凑，采用自膨胀胶筒2，取消了传统防砂筛管技术利用复杂的实体膨胀管结构和配套液压打压、推拉等施工工艺，其可靠性更高；再有，本实用新型可有效满足各类复杂结构井，例如水平井、大斜度井、多分支井、大位移井、侧钻井等井型的完井防砂工艺要求，该防砂筛管特别对非直井的不规则裸眼的适应性更好，并且现场施工工艺简单，只要保证工具顺利下入到位后，防砂筛管即可自动实现防砂完井的功能，因此施工成本也相对较低。

再有，本实用新型的自膨胀胶筒2可采用耐高温自膨胀橡胶材料，使得本实用新型的防砂筛管可在稠油高温热采井中得到普遍应用，可有效提高热采井的单井产量，降低开发成本，该技术能很好的适应稠油高温热采井的生产需要；其同样可用于地热开采井的完井，从而实现地热井的长期寿命和持续稳产。

根据本实用新型的一个实施方式，所述筛网单元3还具有多个条状筛网单元32，所述条状筛网单元32的一端穿设在所述自膨胀胶筒2轴向方向设置的多个穿孔21中，并可滑动地设置在相对应的多个所述过流通孔12内，其另一端与所述自膨胀胶筒2固定相连。

具体是，条状筛网单元32用于在防砂筛管完井后，对油气井生产时采出的原油进行防砂、挡砂处理，原油自条状筛网单元32挡砂过滤后，自油管管体1的多个过滤通孔12流入油管管体1的通孔13内，而后被采出至地面。在本实用新型中，条状筛网单元32与点状筛网单元31沿油管管体1的周向方向间隔设置，也即，在自膨胀胶筒2轴向方向设置的多个穿孔21中分别穿设有多个点状筛网单元31，而形成一列点状筛网单元组，沿自膨胀胶筒2轴向方向设置的条状筛网单元32与该点状筛网单元组沿油管管体1的周向方向等间隔设置。这样设置的好处是，本实用新型的防砂筛管通过“点”与“线”型筛网单元的组合通道，在保证自膨胀胶筒2充分膨胀的前提下，有效地提高了防砂筛管的过流能力，其与在自膨胀胶筒2的外周壁全部设置防砂筛网所达到的防砂效果基本相同，并且可有效保证自膨胀胶筒2的充分膨胀扩张。

根据本实用新型的一个实施方式，如图5、6所示，所述条状筛网单元32包括支撑架321，所述支撑架321的上部开设有凹槽322，所述凹槽322内设有条状筛网过滤层323，所述凹槽322的底部开设有多个通孔3221，所述支撑架321的底面连接有多个内滑动套324，所述内滑动套324具有过流通道3241，所述过流通道3241与所述通孔3221相对，所述油管管体1的过流通孔12内连接有外滑动套325，所述外滑动套325穿设在所述自膨胀胶筒2的穿孔21中，所述内滑动套324可滑动地穿设在所述外滑动套325内，所述支撑架321的周侧壁和下表面与所述自膨胀胶筒2固定连接。

具体是，条状筛网单元32的支撑架321为一长条形、不锈钢薄壁槽，其长度与自膨胀胶筒2的长度相同，在本实施例中，其宽度为30mm；凹槽322开设在支撑架321的上部，条状筛网过滤层323焊接连接在凹槽322内，在本实用新型中，条状筛网过滤层323为由多层金属防砂筛网叠合而成的过滤网，金属防砂筛网的层数以及每层金属防砂筛网的网孔目数可根据实际需要选择设置，在此不作限制；支撑架321的凹槽322底部开设有多个通孔3221，焊接连接在支撑架321底面的多个内滑动套324的过流通道3241分别与支撑架321上的多个通孔3221相对；外滑动套325穿设在自膨胀胶筒2的穿孔21中，其一端焊接连接在油管管体1的过流通孔12内，内滑动套324可滑动地穿设在外滑动套325内，在外滑动套325与内滑动套324之间可涂有防水润滑脂，以使内滑动套324可顺畅地在外滑动套325内自如滑动。

自膨胀胶筒2的外表面开设有长条状凹槽，当内滑动套324穿设在外滑动套325内后，支撑架321恰好坐设在该长条状凹槽中，并且支撑架321的下表面以及周侧壁与自膨胀胶筒2的该长条状凹槽的底部及周侧壁通过粘接工艺进行固定，以使自膨胀胶筒2在吸油或吸水膨胀后，带动支撑架321和内滑动套324径向向外移动。

该条状筛网单元32在挡砂过滤过程中，原油经条状筛网过滤层323挡砂过滤后，自支撑架321的多个通孔3221流入多个内滑动套324的过流通道3241内，而后通过油管管体1的多个过流通孔12流入油管管体1的通孔13内，之后被采出至地面。

本实用新型的条状筛网单元32，通过呈长条状的条状筛网过滤层323实现对井底原油的挡砂过滤，其相较局部点状的筛网过滤来说，增大了原油的过流面积，提高了本实用新型的防砂筛管的过流能力；并且，由多层金属防砂筛网叠合而成的条状筛网过滤层323的防砂、挡砂效果更好，并且其可使原油过流的面积更大。

根据本实用新型的一个实施方式，如图7所示，所述点状筛网单元31包括内滑动套311，所述内滑动套311具有过流通道3111，所述内滑动套311的顶端径向向外延伸形成有圆盘312，所述圆盘312的上部开设有凹槽313，所述凹槽313内设有点状筛网过滤层314，所述油管管体1的过流通孔12内连接有外滑动套315，所述外滑动套315穿设在所述自膨胀胶筒2的穿孔21中，所述内滑动套311可滑动地穿设在所述外滑动套315内，所述圆盘312的周侧壁和底面与所述自膨胀胶筒2固定连接。

具体是，点状筛网单元31的圆盘312上表面开设的凹槽313内周壁上设有内螺纹段，点状筛网过滤层314容设在该凹槽313内，其通过一具有外螺纹段的空心螺母316螺纹连接在凹槽313内周壁的内螺纹段上而将点状筛网过滤层314固定连接在圆盘312上，该点状筛网过滤层314与内滑动套311的过流通道3111相对；外滑动套315穿设在自膨胀胶筒2的穿孔21中，其一端焊接连接在油管管体1的过流通孔12内，内滑动套311可滑动地穿设在外滑动套315内，在外滑动套315与内滑动套311之间可涂有防水润滑脂，以使内滑动套311可顺畅地在外滑动套315内自如滑动。

自膨胀胶筒2的外表面开设有圆形凹槽，当内滑动套311穿设在外滑动套315内后，圆盘312恰好坐设在该圆形凹槽中，并且圆盘312的下表面以及周侧壁与自膨胀胶筒2的该圆形凹槽的底部及周侧壁通过粘接工艺进行固定，以使自膨胀胶筒2在吸油或吸水膨胀后，带动圆盘312和内滑动套311径向向外移动。

该点状筛网单元31在挡砂过滤过程中，原油经点状筛网过滤层314挡砂过滤后，自内滑动套311的过流通道3111流入油管管体1的过流通孔12内，而后流入油管管体1的通孔13内，之后被采出至地面。

本实用新型的点状筛网单元31，通过呈圆形的点状筛网过滤层314实现对井底原油的挡砂过滤，在本实用新型中，点状筛网过滤层314可为点状过滤金属毡或可为由多层金属防砂筛网叠合而成的过滤网，其中，金属防砂筛网的层数以及每层金属防砂筛网的网孔目数可根据实际需要选择设置，在此不作限制。

根据本实用新型的一个实施方式，所述油管管体1上套设有多个自膨胀胶筒2，各所述自膨胀胶筒2之间设有隔环5，所述隔环5通过螺钉51固定连接在所述油管管体1外。当防砂筛管较长时，可采用多个自膨胀胶筒2套设在油管管体1外的结构设计，隔环5用于限位各自膨胀胶筒2在油管管体1上的轴向位置，以使防砂筛管在下井的过程中，有效保护每个自膨胀胶筒2，防止自膨胀胶筒2过长而导致碰触井筒内壁而存在破损的情况发生。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种防砂筛管，其特征在于，所述防砂筛管包括：

油管管体，其上端连接有油管接箍，所述油管管体上沿周向方向均匀开设有多个过流通孔，所述多个过流通孔沿所述油管管体的轴向方向间隔设置有多排；

自膨胀胶筒，其套设在所述油管管体外，所述自膨胀胶筒上开设有与所述多个过流通孔相对的多个穿孔；

筛网单元，其具有多个点状筛网单元，所述点状筛网单元的一端穿设在所述自膨胀胶筒的穿孔中，并可滑动地设置在所述过流通孔内，其另一端与所述自膨胀胶筒固定相连。

2.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述筛网单元还具有多个条状筛网单元，所述条状筛网单元的一端穿设在所述自膨胀胶筒轴向方向设置的多个穿孔中，并可滑动地设置在相对应的多个所述过流通孔内，其另一端与所述自膨胀胶筒固定相连。

3.如权利要求2所述的防砂筛管，其特征在于，所述条状筛网单元与所述点状筛网单元沿所述油管管体的周向方向间隔设置。

4.如权利要求2所述的防砂筛管，其特征在于，所述条状筛网单元包括支撑架，所述支撑架的上部开设有凹槽，所述凹槽内设有条状筛网过滤层，所述凹槽的底部开设有多个通孔，所述支撑架的底面连接有多个内滑动套，所述内滑动套具有过流通道，所述过流通道与所述通孔相对，所述油管管体的过流通孔内连接有外滑动套，所述外滑动套穿设在所述自膨胀胶筒的穿孔中，所述内滑动套可滑动地穿设在所述外滑动套内，所述支撑架的周侧壁和下表面与所述自膨胀胶筒固定连接。

5.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述点状筛网单元包括内滑动套，所述内滑动套具有过流通道，所述内滑动套的顶端径向向外延伸形成有圆盘，所述圆盘的上部开设有凹槽，所述凹槽内设有点状筛网过滤层，所述油管管体的过流通孔内连接有外滑动套，所述外滑动套穿设在所述自膨胀胶筒的穿孔中，所述内滑动套可滑动地穿设在所述外滑动套内，所述圆盘的周侧壁和底面与所述自膨胀胶筒固定连接。

6.如权利要求5所述的防砂筛管，其特征在于，所述圆盘的凹槽内螺纹连接有空心螺母，所述点状筛网过滤层通过所述空心螺母固定连接在所述圆盘的凹槽内。

7.如权利要求4所述的防砂筛管，其特征在于，所述条状筛网过滤层为由多层金属防砂筛网叠合而成的过滤网。

8.如权利要求5所述的防砂筛管，其特征在于，所述点状筛网过滤层为点状过滤金属毡或为由多层金属防砂筛网叠合而成的过滤网。

9.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述自膨胀胶筒的两端分别设有限位环，所述限位环固定连接在所述油管管体外。

10.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述油管管体上套设有多个自膨胀胶筒，各所述自膨胀胶筒之间设有隔环，所述隔环固定连接在所述油管管体外。

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