NO337910B1

NO337910B1 - Sand screen for use in a wellbore, and method for mounting a sand screen

Info

Publication number: NO337910B1
Application number: NO20043398A
Authority: NO
Inventors: J Eric Lauritzen
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 2003-08-15
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2016-07-11
Also published as: GB2404939B; GB2404939A; NO20043398L; GB0418146D0; CA2477507A1; US20050034860A1

Description

rvryssrcTeranse lii reiaiene søiuiauer rvryssrcTerance lii reiaiene seaiuiauer

Denne søknaden påberoper seg understøttelse av amerikansk provisorisk patentsøknad med serienummer 60/495, 480, registrert 15.august2003, som er innlemmet heri for referanse. This application claims support from US Provisional Patent Application Serial No. 60/495, 480, filed August 15, 2003, which is incorporated herein by reference.

Oppfinnelsens bruksområde Scope of the invention

Utførelsene av den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt brønnhulls-kompletteringer, og mer spesielt, en silrørsutførelse for sandkontroll. The embodiments of the present invention generally relate to wellbore completions, and more particularly, a strainer tube embodiment for sand control.

Beskrivelse av den gjeldende oppfinnelsen Description of the present invention

Hydrokarbonbrønner er typisk sett formet med et sentralt brønnhull som er støttet av et stålforingsrør. Foringsrøret forer brønnhullet i jorden, idet det ringformede området laget mellom foringsrøret og brønnhullet er fylt med sement for å støtte og forme borehullet enda mer. Mens noen brønner er produsert ved å ganske enkelt perforere foringsrøret til det sentrale brønnhullet og samle opp hydrokarbonene, kan brønner like gjerne omfatte deler som er åpne eller uforede. Fordi de er åpne, vandrer hydrokarboner i en tilgrensende formasjon inn i disse brønnhullene hvor de beveger seg langs et perforert rør eller sandskjerm som er forsynt med hull rørveggen og en type filtreringsmateriale for å forhindre sand og andre partikler fra å komme inn. Sandskjermen er festet til produksjonsrøret ved en øvre ende og hydrokarbonene beveger seg til overflaten av brønnen via røret. Hydrocarbon wells are typically shaped with a central wellbore supported by a steel casing. The casing lines the wellbore in the earth, with the annular area created between the casing and the wellbore being filled with cement to support and shape the borehole even more. While some wells are produced by simply perforating the casing to the central wellbore and collecting the hydrocarbons, wells may equally include sections that are open or unlined. Because they are open, hydrocarbons in an adjacent formation migrate into these wellbores where they travel along a perforated pipe or sand screen that is provided with holes in the pipe wall and some type of filtering material to prevent sand and other particles from entering. The sand screen is attached to the production pipe at an upper end and the hydrocarbons move to the surface of the well via the pipe.

Siden åpne brønnhull mangler støtte langs sine vegger og formasjonene har en tendens til å produsere sand og partikkelstoff i mengder som hemmer produksjon langs en sandskjerm, blir åpne brønnhull ofte behandlet med frakturering og pakking. Frakturering av et brønnhull eller en formasjon betyr at veggene til brønnhullet og formasjonen er utsatt for faste bestanddeler under høyt trykk og/eller væsker som er ment for å gjennomtrenge formasjonen og stimulere dens produksjon ved å øke og forstørre væskebanene mot brønnhullet. Pakking av et brønnhull refererer til en tungtflytende blanding omfattende bl.a. sand som er inji-sert inn i et ringformet område mellom sandskjermen og veggene av brønnhullet for å forsyne en gruspakning som støtter brønnhullet og tilveiebringer ytterligere filtrering til hydrokarbonene. Hull gjennom sandskjermen er dimensjonert for å holde på gruspakningen. Since open wells lack support along their walls and the formations tend to produce sand and particulate matter in quantities that inhibit production along a sand screen, open wells are often treated with fracturing and packing. Fracturing a wellbore or formation means that the walls of the wellbore and formation are exposed to high-pressure solids and/or fluids intended to penetrate the formation and stimulate its production by increasing and enlarging the fluid paths toward the wellbore. Packing a wellbore refers to a heavy-flowing mixture comprising, among other things, sand injected into an annular area between the sand screen and the walls of the wellbore to provide a gravel pack that supports the wellbore and provides additional filtration to the hydrocarbons. Holes through the sand screen are sized to hold the gravel packing.

Siden sandskjermens funksjon inkluderer filtrering av partikler, kan disse partiklene bygge seg opp over tid og danne forbindelser ved sandskjermen som delvis tetter sandskjermen. Etter produksjon gjennom sandskjermen blir sandskjermen over tid tilstoppet og forhindrer eller reduserer strømmen av væsker for produksjon. Dette kan oppstå uavhengig av om brønnhullet inkluderer en gruspakning eller ikke. En tilbakestrømning av væske ved reversert trykkøkning forsynt gjennom produksjonsrøret gjenåpner den tilstoppede sandskjermen for å kunne gjenopprette strømmen gjennom sandskjermen. Ofte vil væskene brukt i tilbake-strømningen inkludere en syre som hjelper til med å løse opp og forskyve rester som er innfanget av sandskjermen. Tilbakestrømningsoperasjonen krever påføring av reverserte trykk som kan være omtrent tre tusen pund per kvadrattomme. Since the sand screen's function includes filtering particles, these particles can build up over time and form compounds at the sand screen that partially clog the sand screen. After production through the sand screen, the sand screen becomes clogged over time and prevents or reduces the flow of fluids for production. This can occur regardless of whether the wellbore includes a gravel pack or not. A backflow of fluid by reverse pressure increase provided through the production pipe reopens the plugged sand screen to restore flow through the sand screen. Often, the fluids used in the backflow will include an acid that helps dissolve and displace debris captured by the sand screen. The backflow operation requires the application of reverse pressures which can be approximately three thousand pounds per square inch.

Under noen borehullskompletteringer eller hjelpeprosedyrer, vil det være nødvendig å stoppe produksjonsstrømmen med en væsketapmekanisme. Disse mekanismene kan inkludere mekaniske klaffer; imidlertid vil klaffer ofte være van-skelige å åpne eller lukke, hvilket krever kostbare og tidkrevende anstrengelser å rette opp. Alternativt kan en løsning som inneholder partikler i væske forsyne et kjemisk segl som påføres til sandskjermen for å tilstoppe hullene gjennom sandskjermen. Bruken av en andre løsning på et forhåndsbestemt tidspunkt fjerner det kjemiske seglet fra sandskjermen. Om normale prosedyrer for utløsning av det kjemiske seglet fra sandskjermen svikter, må en reversert trykkøkning påføres langs sandskjermen for å kunne stimulere det kjemiske seglet slik at den tilstoppede sandskjermen gjenåpnes. During some well completions or auxiliary procedures, it will be necessary to stop the production flow with a fluid loss mechanism. These mechanisms may include mechanical flaps; however, flaps will often be difficult to open or close, requiring costly and time-consuming efforts to correct. Alternatively, a solution containing particles in liquid can provide a chemical seal that is applied to the sand screen to plug the holes through the sand screen. The application of a second solution at a predetermined time removes the chemical seal from the sand screen. If normal procedures for releasing the chemical seal from the sand screen fail, a reverse pressure increase must be applied along the sand screen to stimulate the chemical seal so that the clogged sand screen reopens.

I utgangspunktet bestod sandskjermene helt enkelt av et slisset rør; dette gir imidlertid lite kontroll når det gjelder størrelsen på partiklene som er siktet. En andre type sandskjerm inkluderer et perforert rør med et trådviklet silrør plassert på dets utside som er formet ved å vikle tråd rundt langsgående stenger, slik at avstanden mellom vindingen av tråd er valgt å være tilstrekkelig liten til å filtrere partikler. En variasjon av det trådviklede silrøret inkluderer forsyning av en pakning av dimensjonerte partikler mellom to trådviklede silrør. Dette pakkede silrøret øker trykket langs sandskjermen i forskjellige utførelser. Imidlertid er dette pakkede silrøret tungt, og det er vanskelig å forsyne og forsikre en jevn distribusjon av de dimensjonerte partiklene deri. En annen, nyere og forbedret type sandskjerm inkluderer premiumsilrør som består av lag med metallfiber eller metallpulver mellom plater med metallduk som vikles rundt et perforert rør. Derfor krever premiumsil-røret en langsgående sveiseskjøt for å kunne sikre og forsegle platene med materiale som vikles rundt det perforerte røret. Tykke premiumsilrør blir skjøre ved den langsgående sveiseskjøten på grunn av det varmepåvirkede området ved sveise-skjøtene på premiumsilrøret. Spesielt passende for tynne premiumsilrør, ettersom sveiseskjøter med svak motstand gir en mulighet for langsgående sveising. En dekkplate som har hull i sin vegg kan være nødvendig for å beskytte premium-silrørene. Initially, the sand screens consisted simply of a slotted tube; however, this provides little control over the size of the particles screened. A second type of sand screen includes a perforated tube with a wire-wound strainer pipe placed on its outside which is formed by winding wire around longitudinal rods, so that the distance between the windings of wire is chosen to be sufficiently small to filter particles. A variation of the wire-wound filter tube includes providing a packing of sized particles between two wire-wound filter tubes. This packed screen pipe increases the pressure along the sand screen in various designs. However, this packed sieve tube is heavy, and it is difficult to supply and ensure an even distribution of the sized particles therein. Another, newer and improved type of sand screen includes premium strainer tubes that consist of layers of metal fiber or metal powder between sheets of metal cloth wrapped around a perforated tube. Therefore, the premium filter pipe requires a longitudinal weld joint to be able to secure and seal the sheets of material that are wrapped around the perforated pipe. Thick premium strainer pipes become brittle at the longitudinal weld joint due to the heat affected area at the weld joints of the premium strainer pipe. Particularly suitable for thin premium strainer pipes, as low resistance welding joints allow for longitudinal welding. A cover plate that has holes in its wall may be required to protect the premium filter tubes.

Nåværende sandskjermer mangler evnen til å motstå de reverserte trykk-økningsprosedyrene. Under normale trykkvilkår gir det perforerte røret støtte for Current sand screens lack the ability to withstand the reverse pressure increase procedures. Under normal pressure conditions, the perforated tube provides support for

premiumsilrøret siden trykk som har påvirkning på premiumsilrørene presser pre-miumsilrøret mot den ytre overflaten av det perforerte røret. Imidlertid presser det reverserte trykket premiumsilrøret utover og plasserer tangentialspenning på pre-miumsilrørene, hvilket derved forårsaker at premiumsilrørene svikter ved den langsgående sveiseskjøten som holder den viklet rundt produksjonsrøret. I tillegg vil den reverserte trykkøkningen med bruk av syre i overdrevne konsentrasjoner oppløse et fenolharpiksbelegg på de dimensjonerte partiklene innen pakkede sil-rør. Således kan reversert trykkøkning videre tilstoppe silrøret med oppløst fenol-harpiks, skade annet produksjonsverktøy og utstyr med det oppløste fenol-harpikset, eller ødelegge funksjonaliteten til det pakkede silrøret i seg selv. the premium filter tube since pressure acting on the premium filter tubes presses the premium filter tube against the outer surface of the perforated tube. However, the reversed pressure pushes the premium screen tube outward and places tangential stress on the premium screen tubes, thereby causing the premium screen tubes to fail at the longitudinal weld that holds it wrapped around the production tube. In addition, the reversed pressure increase with the use of acid in excessive concentrations will dissolve a phenolic resin coating on the sized particles within packed sieve tubes. Thus, reverse pressure increase can further clog the filter tube with dissolved phenolic resin, damage other production tools and equipment with the dissolved phenolic resin, or destroy the functionality of the packed filter tube itself.

US 6092604 A beskriver en skjermsammenstilling for sandkontroll og som har en offeranode. US 4018283 A beskriver en fremgangsmåte og et apparat for gruspakking av brønner. US 3958634 A beskriver en brønnskjerm med sveiset tråd på perforert foringsrør. US 6092604 A describes a sand control screen assembly having a sacrificial anode. US 4018283 A describes a method and an apparatus for gravel packing of wells. US 3958634 A describes a well screen with welded wire on perforated casing.

Det eksisterer et behov for en forbedret sandskjerm for bruk i et brønnhull som er sømløst og anvendelig for filtrering av forskjellige partikkelstørrelser og produksjonsrørdiametre. A need exists for an improved sand screen for use in a wellbore that is seamless and useful for filtering various particle sizes and production tubing diameters.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN SUMMARY OF THE INVENTION

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en sandskjerm for bruk i et brønnhull, kjennetegnet ved at den omfatter: The present invention relates to a sand screen for use in a wellbore, characterized in that it comprises:

en lengde med rør som har perforeringer derigjennom; og a length of tubing having perforations therethrough; and

et filtreringsledd anordnet rundt den ytre veggen av røret som dekker minst noen av perforeringene hvor filtreringsleddet omfatter en enkel tråd viklet rundt den ytre veggen for å danne en hovedsakelig sømløs rørform, idet den enkle tråden har minst en overlappende del. a filtering member arranged around the outer wall of the tube covering at least some of the perforations, the filtering member comprising a single thread wound around the outer wall to form a substantially seamless tubular shape, the single thread having at least one overlapping portion.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også en metode for montering av en sandskjerm, kjennetegnet ved at den omfatter: vikling av en enkel tråd inn på en hovedsakelig sømløs rørform for å forsyne et filtreringsledd, idet den enkle tråden har minst en overlappende del; The present invention also relates to a method of assembling a sand screen, characterized in that it comprises: winding a single thread onto a substantially seamless tubular form to supply a filtering joint, the single thread having at least one overlapping portion;

plassering av filtreringsleddet rundt en ytre vegg av et rør som har perforeringer derigjennom som derved dekker minst noen av perforeringene; og forsegler filtreringsleddet periferisk til røret ved hver ende av filtreringsleddet. placing the filtering member around an outer wall of a tube having perforations therethrough thereby covering at least some of the perforations; and sealing the filtration member circumferentially to the tube at each end of the filtration member.

Ytterligere utførelsesformer av sandskjermen og metoden i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav. Further embodiments of the sand shield and the method according to the invention appear in the independent patent claims.

Det beskrives generelt en sandskjerm for bruk i en brønn som bruker et sømløst rørformet filterledd som dekker perforeringer i en lengde av perforert rør. Filterleddet inkluderer en monofilament- eller multifilamenttråd som er nøyaktig viklet for å kontrollere vinkelen og avstanden på tråden. Konfigurasjonen av et viklingsmønster og mengden av tråd viklet kontrollerer hullstørrelsen for filtrering av partikler, strømningskarakterstikk gjennom filterleddet og helhetlig styrke av filterleddet. Segl ved hver ende av filterleddet kan sikre og segle leddet periferisk på det perforerte røret. It generally describes a sand screen for use in a well that uses a seamless tubular filter joint covering perforations in a length of perforated pipe. The filter link includes a monofilament or multifilament wire that is precisely wound to control the angle and spacing of the wire. The configuration of a winding pattern and the amount of wire wound controls the hole size for filtering particles, flow characteristics through the filter element and overall strength of the filter element. Seals at each end of the filter joint can secure and seal the joint circumferentially on the perforated pipe.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

For å vise hvordan de ovenstående egenskapene for den aktuelle oppfinnelsen kan forstås i detalj, er en mer nøyaktig beskrivelse av oppfinnelsen, som er kort sammenfattet ovenfor, gitt under referanse til utførelsene, og noen av disse er illustrert i de vedlagte tegningene. Det skal imidlertid bemerkes at de vedlagte tegningene bare illustrerer typiske utførelser for denne oppfinnelsen, og bør derfor ikke anses som en begrensning av bruksområdet for den, da oppfinnelsen kan tilpasses andre og like effektive utførelser. Figur 1 er et seksjonsoverblikk av en sandskjerm plassert i et borehull. Figur 2 er et overblikk av et filterledd av sandskjermen i henhold til en ut-førelse av oppfinnelsen. Figur 3 er et overblikk av filterleddet med en første vikling av en tråd rundt en stamme. Figur 4 er et tverrsnittsoverblikk av sandskjermen som illustrerer et ikke-forskjøvet overlappende viklet mønster. Figur 5 er et tverrsnittsoverblikk av sandskjermen som illustrerer et for-skjøvet overlappende viklet mønster. Figur 6 er et seksjonsoverblikk av sandskjermen med forseglingsringer tilgrensende til ender av filterleddet. Figur 7 er et tverrsnittsoverblikk av sandskjermen som har en filtermembran deri. Figur 8 er et tverrsnittsoverblikk av sandskjermen som har en pakning deri. In order to show how the above features of the present invention can be understood in detail, a more precise description of the invention, which is briefly summarized above, is given with reference to the embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It should, however, be noted that the attached drawings only illustrate typical embodiments of this invention, and should therefore not be considered as a limitation of its field of application, as the invention can be adapted to other and equally effective embodiments. Figure 1 is a sectional overview of a sand screen placed in a borehole. Figure 2 is an overview of a filter part of the sand screen according to an embodiment of the invention. Figure 3 is an overview of the filter link with a first winding of a thread around a stem. Figure 4 is a cross-sectional view of the sand screen illustrating a non-displaced overlapping wound pattern. Figure 5 is a cross-sectional view of the sand screen illustrating a pre-displaced overlapping wound pattern. Figure 6 is a sectional view of the sand screen with sealing rings adjacent to the ends of the filter link. Figure 7 is a cross-sectional overview of the sand screen which has a filter membrane therein. Figure 8 is a cross-sectional view of the sand screen which has a gasket therein.

DETALJERT BESKRIVELSE DETAILED DESCRIPTION

Figur 1 illustrerer en utførelse av den gjeldende oppfinnelsen for bruk innen et brønnhulMOO. Brønnhullet 100 inkluderer et åpent borehull 102, en produksjons-rørstreng 104, og en sandskjerm 106 innen produksjonsrørstrengen 104. Sandskjermen 106 inkluderer et filterledd 108 som omgir det perforerte røret 110 som har hull 112 i sin vegg. Seglene 114 forsegler enden av filterleddet 108 periferisk til det perforerte røret 110 av sandskjermen 106. Sandskjermen 106 er vist plassert i brønnhullet 100 tilgrensende en produksjonsformasjon. Mens det ikke er illustrert i Figur 1 kan brønnhullet 100 videre inkludere en gruspakning mellom det åpne borehullet 102 og sandskjermen 106. Det åpne borehullet 102 kan ligge i hvilken som helst retning innen brønnhullet 100 slik som når det åpne borehullet Figure 1 illustrates an embodiment of the current invention for use within a wellbore MOO. The wellbore 100 includes an open borehole 102, a production tubing string 104, and a sand screen 106 within the production tubing string 104. The sand screen 106 includes a filter member 108 surrounding the perforated pipe 110 having holes 112 in its wall. The seals 114 seal the end of the filter member 108 circumferentially to the perforated pipe 110 of the sand screen 106. The sand screen 106 is shown positioned in the wellbore 100 adjacent to a production formation. While not illustrated in Figure 1, the wellbore 100 may further include a gravel pack between the open borehole 102 and the sand screen 106. The open borehole 102 may lie in any direction within the wellbore 100 such that when the open borehole

102 danner et lateralt brønnhull. For forlengede lengder kan sandskjermen 106 bli sammenføyd til et hvilket som helst antall sandskjermer ved hjelp av konvensjonell etterfylling av røret ved endene av det perforerte røret 110. Figur 2 viser filterleddet 108 av sandskjermen 106. Filterleddet 108 er et sømløst rør av en enkel monofilamenttråd 200 som er hovedsakelig flat og nøy-aktig viklet for å kontrollere vinkel og avstand på tråden 200. Tråden 200 kan ha en tverrprofil i en hvilken som helst form, slik som et bånd-, rund-, kile- eller hus-formet og kan være en enkel monofilamenttråd, en enkel multifilamenttråd, eller mer enn en monofilament eller multifilamenttråd. Om nødvendig kan to lengder av tråd være smeltesveist sammen for å forsyne tråden 200 for filterleddet 108. Tråden 200 kan være ethvert materiale som kan strekkes. Fortrinnsvis er filterleddet 108 viklet fra tråden 200 av et metall slik som enhver type 300 derivativt rustfritt stål, titan eller legering slik som kompositt 20. Avhengig av mengden av tråd 200 som er viklet, kan veggtykkelsen på filterleddet 108 variere fra 0,06 tom-mer opp til omtrent en tomme i tykkelse. Mens lengden av filterleddet 108 kan være enhver lengde er det foretrukket at det er minst fire fot og maksimalt åtte fot. Tråden 200 er viklet for å forsyne en passende indre diameter tilsvarende et perforert rør av enhver gitt ytre diameter. Sintring av filterleddet 108 fester tråden 200 på plass ved å diffusjonsklebe trådkontaktpunktene. Således forsikrer sintringen at hullgeometrien forsynt av den viklede tråden forblir statisk og øker styrkenivåene på filterleddet 108. Imidlertid kan filterleddet 108 brukes uten sintring. Figur 3 illustrerer en første vikling av tråden 200 langs lengden av stammen 400 idet filterleddet 108 dannes ved å vikle tråden 200 på stammen 400. I produk-sjonen av filterleddet 108 er stammen 400 plassert på en dreiebenk (ikke vist) og rotert idet tråden 200 er matet på stammen 400. Idet tråden 200 er viklet rundt stammen 400 blir beliggenheten av stammen 400 relativt til tråden transponert frem og tilbake ved å flytte stammen 400, flytting av tråden 200 som er matet, eller flytting av både stammen 400 og tråden 200 som mates. Stammen 400 inkluderer to enderinger 402 separert av langsgående ledd 404. Ved å ikke fjerne stammen 400 fra den viklede tråden 200 kan denne typen stamme 400 danne en integral del av filterleddet 108. Således plasseres filterleddet 108, inkludert stammen 400, rundt det perforerte røret 110 (vist i Figur 1). Sintring av filterleddet 108 oppstår på stammen 400. I tillegg forsyner enderingene 402 av stammen 400 en solid og jevn overflate for kopling av filterleddet 108 til det perforerte røret 110 med seglene 114. 102 forms a lateral wellbore. For extended lengths, the sand screen 106 can be joined to any number of sand screens by conventional backfilling of the pipe at the ends of the perforated pipe 110. Figure 2 shows the filter member 108 of the sand screen 106. The filter member 108 is a seamless tube of a single monofilament wire 200 which is substantially flat and precisely wound to control the angle and spacing of the wire 200. The wire 200 can have a cross-section in any shape, such as a ribbon, round, wedge or housing shape and can be a single monofilament thread, a single multifilament thread, or more than one monofilament or multifilament thread. If necessary, two lengths of wire can be fusion welded together to provide the wire 200 for the filter member 108. The wire 200 can be any material that can be stretched. Preferably, the filter member 108 is wound from the wire 200 of a metal such as any type 300 derivative stainless steel, titanium, or alloy such as composite 20. Depending on the amount of wire 200 that is wound, the wall thickness of the filter member 108 can vary from 0.06 in. more up to about an inch in thickness. While the length of the filter member 108 can be any length, it is preferred that it be a minimum of four feet and a maximum of eight feet. The wire 200 is wound to provide a suitable internal diameter corresponding to a perforated tube of any given external diameter. Sintering the filter member 108 secures the wire 200 in place by diffusion bonding the wire contact points. Thus, the sintering ensures that the hole geometry provided by the wound wire remains static and increases the strength levels of the filter member 108. However, the filter member 108 can be used without sintering. Figure 3 illustrates a first winding of the thread 200 along the length of the stem 400 as the filter member 108 is formed by winding the thread 200 on the stem 400. In the production of the filter member 108, the stem 400 is placed on a lathe (not shown) and rotated as the thread 200 is fed onto the stem 400. As the thread 200 is wound around the stem 400, the position of the stem 400 relative to the thread is transposed back and forth by moving the stem 400, moving the thread 200 which is fed, or moving both the stem 400 and the thread 200 which fed. The stem 400 includes two end rings 402 separated by longitudinal members 404. By not removing the stem 400 from the wound thread 200, this type of stem 400 can form an integral part of the filter member 108. Thus, the filter member 108, including the stem 400, is placed around the perforated tube 110 (shown in Figure 1). Sintering of the filter member 108 occurs on the stem 400. In addition, the end rings 402 of the stem 400 provide a solid and even surface for connecting the filter member 108 to the perforated tube 110 with the seals 114.

I en utførelse er stammen 400 et perforert rør som tråden 200 vikles rundt for å danne filterleddet 108. På en slik måte kan tråden 200 vikles direkte rundt det perforerte røret 110 vist i Figur 1. Alternativt kan stammen 400 være ethvert rør-formet ledd demonterbart fra den viklede tråden 200 for å forsyne filterleddet 108 som vist i Figur 2. For eksempel; stammen 400 og filterleddet 108 kan være laget av forskjellige materialer slik at når det blir oppvarmet blir en ytre diameter av stammen 400 mindre enn en indre diameter av filterleddet 108, hvilket derved tillater fjerning av stammen 400. Andre anordninger som tillater selektiv reduksjon i den ytre diameteren av stammen 400 kan forsyne stammen som er demonterbar. In one embodiment, the stem 400 is a perforated tube around which the thread 200 is wound to form the filter link 108. In such a way, the thread 200 can be wrapped directly around the perforated tube 110 shown in Figure 1. Alternatively, the stem 400 can be any tube-shaped link demountable from the wound wire 200 to supply the filter member 108 as shown in Figure 2. For example; the stem 400 and the filter member 108 may be made of different materials so that when heated, an outer diameter of the stem 400 becomes smaller than an inner diameter of the filter member 108, thereby allowing removal of the stem 400. Other devices that allow selective reduction in the outer the diameter of the stem 400 can supply the stem which is demountable.

Filterleddet 108 kan vikles for å produsere en kurvet bane for finfiltrering, en rett bane for økt gjennomtrengelighet eller hvilken som helst plass innimellom. Den kurvede banen forsinker hastighetsstrømmen og øker trykk for å forhindre erosjon av formasjonen som er spesielt nyttig i brønner med høye produksjonsrater. For å kunne forsyne en rett bane er tråden 200 som er viklet slik at de overlappende delene er ikke-forskjøvet som skjematisk vist i Figur 4. De kurvede banene bruker forskjøvet overlappende vikling av tråden 200 som skjematisk illustrert i Figur 5. Det ikke-forskjøvede mønsteret har høyere gjennomtrengelighet enn det forskjøvede mønsteret. The filter member 108 can be wound to produce a curved path for fine filtration, a straight path for increased permeability, or anywhere in between. The curved path slows the velocity flow and increases pressure to prevent erosion of the formation which is especially useful in wells with high production rates. In order to provide a straight path, the wire 200 is wound so that the overlapping portions are non-offset as schematically shown in Figure 4. The curved paths use offset overlapping winding of the wire 200 as schematically illustrated in Figure 5. The non-offset the pattern has higher permeability than the offset pattern.

Figur 6 illustrerer to mulige utførelser for seglene 114 vist i Figur 1. Seglene 114 kan være enhver kjent anordning som sikrer og periferisk forsegler filterleddet 108 til det perforerte røret 110 slik som en krympepasningsring som krymper på det perforerte røret 110 når det er oppvarmet, en gjenget ring, en plugg, et slag-lodd, kitt, en sintringsring eller en sveis. I tillegg er det ikke sikkert at seglene 114 er påkrevet i det hele tatt dersom filterleddet 108 er viklet direkte på det perforerte røret 110. Med henvisning til Figur 6 inkluderer en første endering 300 en konisk overflate for kiling mellom filterleddet 108 og det perforerte røret 110 som derved sikrer og forsegler periferisk. En justeringsskrue 306 sikrer den første enderingen 300 til det perforerte røret 110. En andre endering 301 sikret til det perforerte røret 110 med en sveis 304 og inkluderer en konisk overflate kilet mellom et annet filterledd 108 og det perforerte leddet 110 for å kunne sikre og forsegle periferisk. Figure 6 illustrates two possible designs for the seals 114 shown in Figure 1. The seals 114 may be any known device that secures and circumferentially seals the filter member 108 to the perforated tube 110 such as a shrink fit ring that shrinks onto the perforated tube 110 when heated, a threaded ring, a plug, a hammer, putty, a sintering ring or a weld. In addition, it is not certain that the seals 114 are required at all if the filter member 108 is wound directly on the perforated tube 110. Referring to Figure 6, a first end ring 300 includes a conical surface for wedging between the filter member 108 and the perforated tube 110 which thereby secures and seals peripherally. An adjustment screw 306 secures the first end ring 300 to the perforated tube 110. A second end ring 301 is secured to the perforated tube 110 with a weld 304 and includes a conical surface wedged between another filter member 108 and the perforated member 110 to secure and seal peripherally.

Begge enderingene 300, 301 har en ring av et elastomerisk materiale 302 eller termoplastisk lag som forsikrer forsegling mellom filterleddet 108 og det perforerte røret 110. Both end rings 300, 301 have a ring of an elastomeric material 302 or thermoplastic layer which ensures sealing between the filter link 108 and the perforated tube 110.

Som vist i Figur 7 har en alternativ utførelse av sandskjermen 106 et filterledd 108 som inkluderer en filtermembran 804 slik som et premiumsilrør innen veggen av filterleddet 108. På denne måten er viklingen av tråden stoppet ved en forhåndsbestemt veggtykkelse 800 av filterleddet slik at premiumsilrøret kan vikles rundt filterleddet 108 før fullførelse av viklingen av tråden og dannelse av en ytre veggdel 802. Premiumsilrøret 804 sørger for filtreringen eller tilleggsfiltrering mens den viklede tråden 800, 802 sørger for styrke og beskyttelse for premiumsilrøret 804. Som vist i Figur 8 kan et filterledd 108 av sandskjermen 106 inkludere en pakning 904 av dimensjonerte partikler i et ringformet område definert ved en ytre side av en indre spole 900 og en innside av en ytre spole 902 av viklet tråd som beskrevet ovenfor. Både den indre eller ytre spolen av den viklede tråden kan erstattes med et slisset rør, et trådviklet silrør, et premiumsilrør eller en trådduk. En segl slik som en sveis ved hver ende av den indre og ytre spolen beholder de dimensjonerte partiklene i det ringformede område. As shown in Figure 7, an alternative embodiment of the sand screen 106 has a filter member 108 which includes a filter membrane 804 such as a premium filter tube within the wall of the filter member 108. In this way, the winding of the thread is stopped at a predetermined wall thickness 800 of the filter member so that the premium filter tube can be wound around the filter member 108 before completing the winding of the wire and forming an outer wall part 802. The premium filter pipe 804 provides the filtration or additional filtration while the wound wire 800, 802 provides strength and protection for the premium filter pipe 804. As shown in Figure 8, a filter member 108 of the sand screen 106 includes a pack 904 of sized particles in an annular area defined by an outer side of an inner coil 900 and an inner side of an outer coil 902 of wound wire as described above. Either the inner or outer coil of the wound wire can be replaced with a slotted tube, a wire-wound strainer tube, a premium strainer tube or a wire cloth. A seal such as a weld at each end of the inner and outer coil retains the sized particles in the annular region.

Montering av sandskjermen 106 inkluderer vikling av en tråd 200 på en hovedsakelig sømløs rørform av den ønskelige konfigurasjonen, lengden, diameteren og tykkelsen for å kunne forsyne et filterledd 108. Sintring av filterleddet 108 diffusjonsforbinder trådkontaktpunktene. Plassering av filterleddet 108 rundt en ytre vegg av det perforerte røret 110 dekker minst noen hull 112 gjennom det perforerte røret 110 med filterleddet. Ved å sette på segl 114 ved hver ende av filterleddet forsegles filterleddet periferisk 108 ved enden mot det perforerte røret 110 for å forsyne sandskjermen 106. Assembly of the sand screen 106 includes winding a wire 200 on a substantially seamless tubular form of the desired configuration, length, diameter and thickness to provide a filter member 108. Sintering the filter member 108 diffusion connects the wire contact points. Placing the filter member 108 around an outer wall of the perforated tube 110 covers at least some holes 112 through the perforated tube 110 with the filter member. By putting on seal 114 at each end of the filter link, the filter link is sealed circumferentially 108 at the end against the perforated tube 110 to supply the sand screen 106.

Siden filterleddet 108 mangler sveisledd, forsyner filterleddet en jevn og effektiv filtreringsoverflate rundt hele dets omkrets. I tillegg er tangentialstyrken av filterleddet 108 jevn for å kunne effektivt distribuere enhver tangentialspenning påført til filterleddet. Veggtykkelsen av filterleddet 108 kan økes for å gi ytterligere styrke til filterleddet. Since the filter member 108 lacks welds, the filter member provides a smooth and effective filtering surface around its entire circumference. In addition, the tangential strength of the filter member 108 is uniform in order to effectively distribute any tangential stress applied to the filter member. The wall thickness of the filter member 108 can be increased to provide additional strength to the filter member.

Mens det foregående er rettet mot utførelser for den gjeldende oppfinnelsen kan andre og videre utførelser av denne oppfinnelsen planlegges uten å vike fra dets grunnleggende omfang og omfanget derav er bestemt ved patentkravene som følger: While the foregoing is directed to embodiments of the present invention, other and further embodiments of this invention may be contemplated without departing from its basic scope and the scope thereof is determined by the patent claims as follows:

Claims

1. Sand screen (106) for use in a wellbore, characterized in that it comprises: a length of pipe having perforations therethrough; and a filtering member (108) disposed around the outer wall of the tube covering at least some of the perforations, the filtering member (108) comprising a single thread (200) wound around the outer wall to form a substantially seamless tubular shape, the single thread (200 ) has at least one overlapping part.

2. Sand screen according to patent claim 1, in which the overlapping parts are offset.

3. Sand screen according to patent claim 1, in which the overlapping parts are substantially non-displaced.

4. Sand screen according to patent claim 1, 2 or 3, in which the filtering link further comprises a stem (400) around which the thread is wound.

5. Sand screen according to patent claim 4, in which the stem has ends separated by longitudinal joints.

6. Sand shield according to one of the preceding patent claims, in which the thread is a multifilament thread.

7. Sand screen according to one of the preceding patent claims, which further comprises a seal (114) at each end of the filtering link.

8. Sand screen according to one of the preceding patent claims, in which the filtering element is sintered.

9. A sand screen according to one of the preceding patent claims, in which the filtering link further comprises dimensioned particles packed in an annular area between the essentially seamless tubular shape and a second tubular link which has holes through it.

10. Sand screen according to patent claim 9, in which the second tubular joint is wound wire.

11. Sand screen according to one of the preceding patent claims, in which the overlapping part is wound around a single diameter.

12. Method for mounting a sand screen (106), characterized in that it comprises: winding a single thread (200) onto a substantially seamless tubular form to supply a filtering joint (108), the single thread (200) having at least one overlapping part; placing the filtering member (108) around an outer wall of a tube having perforations therethrough thereby covering at least some of the perforations; and sealing the filter member (108) circumferentially to the tube at each end of the filter member.

13. Method according to patent claim 12, which comprises further sintering of the filtering link which thereby diffusion connects the contact points of the thread.

14. Method according to patent claim 12 or 13, in which the winding of the thread discards the overlapping parts of the thread.