CN2758468Y - 一种防砂筛管 - Google Patents

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田代玉
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陈巧文
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Abstract

本实用新型采用精密冲缝套作为防砂过滤材料，是石油、天然气开采过程中用于井下防止出砂、过滤油气的一种机械防砂装置。其主要特征是在钻有通孔(6)的基管(1)上套设不锈钢精密冲缝过滤套(2)，过滤套(2)两端分别与支撑环(3)通过焊缝(4)焊接，支撑环(3)再与基管(1)通过焊缝(5)焊接为一体。冲缝过滤套的开孔为桥型孔或鱼鳞孔，即通过冲缝断面的空间错位形成缝宽可控的缝隙(7)。冲缝间隙均匀，保证过滤精度的要求。这种精密冲缝防砂筛管的特点是通过冲压加工形成条缝，缝宽可精确控制、精度高、不锈钢材质耐腐蚀、防砂可靠、有效期长、而且制造工艺简单、生产效率高，可替代传统的绕丝筛管、割缝筛管。

Description

一种防砂筛管
技术领域
本实用新型涉及一种在石油、天然气开采过程中用于井下防止地层出砂、过滤油气的机械防砂过滤装置，可广泛应用于石油、天然气开采领域。具体地说，涉及一种防砂筛管。
背景技术
在石油、天然气开采领域，为了防止地层砂随着油、气、水带到井筒或地面设备内，对于出砂油气井需要使用能够有效挡砂、过滤地层流体的井下防砂管(或称筛管、防砂筛管)。
目前国内外的防砂筛管有多种类型，大致可分为以下几种类型：
1、高级筛管(premium screen)：采用不锈钢金属编织网或金属纤维或金属粉末真空烧结或焊接复合制成的多孔过滤材料，经过成形、焊接等工艺制成筛管。其特点是质量好、防砂可靠，但成本较高。
2、绕丝筛管：利用缠绕焊接的不锈钢金属丝之间的缝隙进行油气过滤。其特点是制造工艺简单，成本较低，但过流面积小，精度较低，在通过水平井的狗腿段和水平段时易受到损坏而导致缝宽变化、防砂失效。使用时，需要配合砾石充填工艺，作业费用较高。
3、割缝筛管：采用激光切割或机械刀片切割工艺直接在油管/套管上切割出缝隙。激光割缝的宽窄难以准确控制，机械割缝的宽度受刀片厚度的限制难以割出窄缝，一般缝宽大于0.30mm，而且加工量大，生产效率低。技术上存在的最大问题是在使用过程中缝宽不稳定，随着管材的腐蚀割缝会逐渐变宽，而且割缝后油管/套管的强度大幅度降低，在井下变形后割缝也会变宽，导致防砂失效，使用寿命短。
4、金属棉筛管：采用不锈钢纤维毡包裹在打孔基管上或镶嵌在基管上，作为防砂过滤层。其特点是结构简单，成本较低，但无法精确控制过滤精度，滤孔不稳定，容易出现防砂失效。
5、预充填筛管：在双层绕丝管套之间充填塑料预包砂，并在地面使预包砂固结成一个具有渗透性的滤砂套。其特点是滤孔尺寸可控，质量可靠，但成本较高，失效后处理较困难。
6、其他类型筛管：利用陶瓷、塑料等多孔过滤材料制成筛管过滤套，成本较低，但可靠性较差，寿命短。
防砂筛管的质量和寿命对防砂效果、油气井产量和寿命都有直接影响。一旦防砂失效导致油气井出砂，轻则影响油气井的正常生产，重则导致油气井报废。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种防砂筛管。
本实用新型防砂可靠、性能优良、易于加工、成本较低，可以替代目前大量使用的割缝筛管和绕丝筛管。
为实现上述目的，本实用新型提供的防砂筛管，包括：
一钻有通孔的基管，该基管钻有孔洞的一段套设过滤套，该过滤套上开设有若干缝隙；
过滤套两端分别与一套设在基管上的支撑环焊接固定，支撑环同时与基管焊接固定。
由上述防砂筛管，利用过滤套上的缝隙让地层流体进入管内，而将地层砂粒阻挡在筛管外，从而达到防砂的目的。
所述的防砂筛管，过滤套上的缝隙为长条形缝隙，缝宽范围为0.10～1.5mm。
所述的防砂筛管，过滤套上的缝隙为桥型孔或鱼鳞孔或平面条缝。
所述的防砂筛管，过滤套上的平面条缝为切割缝或经铣磨冲压断面再压平而形成。
所述的防砂筛管，过滤套为耐腐蚀的不锈钢板经过冲压、卷圆加工而成。
所述的防砂筛管，过滤套外面套设外保护套，该外保护套与支撑环焊接固定，加强对过滤套的保护，避免其在下井时受到损坏导致缝宽变化。
所述的防砂筛管，过滤套外面套设一个过滤套，内外两层过滤套之间的环形空间内充填树脂预包砂，形成砾石预充填防砂筛管。
附图说明
图1为本实用新型的防砂筛管结构示意图
图2为本实用新型的精密冲缝防砂筛管的局部放大图
图3为本实用新型的精密冲缝过滤套的桥型孔结构示意图
图4为本实用新型的精密冲缝过滤套结构示意图
图5为本实用新型的精密冲缝过滤套的横截面结构放大图
图6为本实用新型的精密冲缝过滤套的平面条缝的形成过程
图7为本实用新型的带外保护套的精密冲缝筛管结构示意图
图8为本实用新型的砾石预充填冲缝筛管结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进一步说明。
实施例一：
如图1所示，为本实用新型的一种具体实施方式，为了能直观地了解本实用新型的结构，图1(包括后述的各附图)采用了半剖视图的形式。在钻有通孔(6)的基管(1)上套设不锈钢精密冲缝过滤套(2)，过滤套(2)本体上开设有若干个桥型孔的缝隙(7)。在基管(1)上还套设有两个支撑环(3)，该支撑环(3)分别位于过滤套(2)的两端，通过焊缝(4)焊接固定，支撑环(3)同时与基管(1)通过焊缝(5)焊接固定，即通过支撑环(3)使过滤套(2)与基管(1)固定为一体。支撑环(3)的外径大于过滤套(2)的外径，避免在下井过程中井壁对过滤套(2)造成损坏。
请参阅图2，为本实用新型的精密冲缝防砂筛管的局部放大图。
基管(1)为标准的油管或套管，为过滤套(2)提供高强度的支撑，两端有标准的连接螺纹。
过滤套(2)的成形过程为：
采用精密冲孔工艺，精确控制冲孔深度，在不锈钢板上按一定密度冲出桥型孔或鱼鳞孔，通过冲缝断面的空间错位形成缝宽可控的缝隙(7)。桥型孔为双侧开孔，其缝隙形状如图3所示；鱼鳞孔为单侧开孔。缝宽根据地层砂的粒度组成具体确定，缝宽为0.10～1.5mm，缝宽精度可达0.03～0.05mm。
冲孔板经卷圆、焊接加工制成圆筒形过滤套，如图4所示。
在使用时，地层流体通过过滤套(2)上密布的缝隙(7)和基管(1)上的通孔(6)进入管内，而将地层砂粒阻挡在筛管外达到防砂的目的，如图5所示。
过滤套(2)上的缝隙形状还可以是平面条缝，其成形过程为：
(1)采用精密冲孔工艺，在不锈钢板上按一定密度冲出桥型孔或鱼鳞孔，如图6(a)；
(2)通过铣削或磨削或挤压等加工方法使桥型孔或鱼鳞孔侧面变窄，如图6(b)；
(3)再将桥型孔或鱼鳞孔压平而形成具有平面条缝(8)的冲孔板，如图6(c)；
(4)最后冲孔板经过卷圆、焊接加工制成圆筒形过滤套。
平面条缝(8)的宽度根据地层砂的粒度组成具体确定，缝宽范围为0.10～1.5mm，缝宽精度可达0.01～0.03mm。
用作过滤套的不锈钢板的厚度一般为0.50～3.0mm。
实施例二：
如图7所示，为本实用新型的另一种具体实施方案，该方案在实施例一的基础上在过滤套(2)外面套设外保护套(9)，以加强对过滤套(2)的保护。外保护套(9)与支撑环(3)通过焊缝(10)焊接固定。外保护套(9)上密布圆孔、条缝或桥型孔(10)。
实施例三：
如图8所示，为本实用新型的另一种具体实施方案，该方案在实施例一的基础上，在过滤套(2)外面套设另一个过滤套(11)，内外过滤套之间的环形空间内充填树脂预包砂(12)，形成砾石预充填防砂筛管。
外过滤套(11)的两端分别与外支撑环(13)通过焊缝(14)焊接固定，外支撑环(13)通过焊缝(15)与基管(1)焊接成一个整体。
冲缝过滤套(2)和(11)的孔型为桥型孔或鱼鳞孔或平面条缝。
本实用新型的主要优点是：采用精密冲孔工艺很好地解决了过滤孔隙的成形问题，孔隙精密可控，开孔率高，渗流面积大，不锈钢冲缝套耐腐蚀，滤孔稳定，整体强度高，工艺简单，生产效率高，成本低，可替代割缝筛管和绕丝筛管，用于直井、定向井和水平井，直接作为防砂衬管或配合砾石充填防砂。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1、一种防砂筛管，其特征在于，包括：
一钻有通孔的基管，该基管钻有孔洞的一段套设开有缝隙的过滤套；
过滤套两端分别与一套设在基管上的支撑环焊接固定，支撑环同时与基管焊接固定。
2、根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于：过滤套上的缝隙为长条形缝隙，缝宽范围为0.10～1.5mm。
3、根据权利要求2所述的防砂筛管，其特征在于：过滤套上的缝隙为桥型孔。
4、根据权利要求2所述的防砂筛管，其特征在于：过滤套上的缝隙为鱼鳞孔，
5、根据权利要求2所述的防砂筛管，其特征在于：过滤套上的缝隙为平面条缝。
6、根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于：过滤套为耐腐蚀的不锈钢板。
7、根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于：过滤套外面套设一外保护套，该外保护套与支撑环焊接固定。
8、根据权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于：过滤套外面还套设一个过滤套，内外两层过滤套之间的环形空间内充填树脂预包砂，形成砾石预充填防砂筛管。
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