CN108397168B - 防砂筛管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防砂筛管，其包括：筛管基管；套设在所述筛管基管外的外部割缝管，所述外部割缝管与所述筛管基管之间形成两端封闭的环形空腔；其中，所述外部割缝管上沿着轴向间隔设置有割缝组；所述筛管基管上与所述外部割缝管的割缝组相正对的部位设置有开孔；设置在所述环形空腔内的导流丝，所述导流丝按照一定的螺距沿着所述筛管基管的外表面螺旋缠绕。本发明提供的防砂筛管，减小割缝管体的厚度的同时能增加筛管整体的强度，具有更好的防砂效果。

Description

防砂筛管

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种防砂筛管。

背景技术

对于油田储层多为疏松砂岩的油气藏，其普遍存在出砂严重的问题，生产过程中需要采取必要的防砂措施。而筛管防砂技术作为一种简单有效的防砂方式得到越来越广泛的应用。其中，割缝筛管具有制作工艺简单、成本低、防砂效果较好的特点，因此在油田出砂区块应用量巨大。

但是现有的割缝防砂筛管在应用中基于各种不同原因还存在一些缺点。例如，现有割缝筛管主要因为自身结构强度不够，在现场应用中出现了寿命短、变形/损坏率高、防砂效果不理想等问题。

如图1和图2所示，具体而言，现有割缝筛管的缝隙加工以在基管10上进行激光切割为主，激光割缝10存在缝隙端部扩大孔11、缝隙表面光洁度差、缝隙端部热应力残余等不足，导致筛管强度不足，容易损坏，容易堵塞，从而影响了防砂效果。此外，现有割缝防砂筛管的缝隙厚度为基管1的厚度，厚度一般达到9mm(毫米)以上，造成筛管自身的表皮系数很大，地层产出液通过筛管的流动阻力很大，不利于油井产能发挥。

因此，有必要提供一种新的防砂筛管，能够克服现有技术中的至少一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防砂筛管，能够克服现有技术的缺陷，减小割缝管体的厚度的同时能增加筛管整体的强度，具有更好的防砂效果。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种防砂筛管，其包括：

筛管基管；

套设在所述筛管基管外的外部割缝管，所述外部割缝管与所述筛管基管之间形成两端封闭的环形空腔；其中，所述外部割缝管上沿着轴向间隔设置有割缝组；所述筛管基管上与所述外部割缝管的割缝组相正对的部位设置有开孔；

设置在所述环形空腔内的导流丝，所述导流丝按照一定的螺距沿着所述筛管基管的外表面螺旋缠绕。

在一个优选的实施方式中，所述筛管基管上开孔的布孔形式为螺旋型。

在一个优选的实施方式中，所述开孔的孔径为8毫米至12毫米，所述开孔的孔数在90孔/米至180孔/米之间。

在一个优选的实施方式中，所述外部割缝管的壁厚在4毫米至6毫米之间。

在一个优选的实施方式中，所述外部割缝管的缝隙通过锯片割出。

在一个优选的实施方式中，所述导流丝为不锈钢丝，其横截面为圆形，其丝径在2毫米至3.5毫米之间。

在一个优选的实施方式中，所述导流丝螺旋缠绕的螺距为所述割缝组中单个割缝长度的1/3至1/2。

在一个优选的实施方式中，其还包括设置在所述筛管基管上端的上接头，所述筛管基管的下端设置有连接部。

在一个优选的实施方式中，其还包括：上固定环和下固定环，所述外部割缝管的两端通过所述上固定环和下固定环固定在所述筛管基管外，形成所述两端封闭的环形空腔。

在一个优选的实施方式中，所述筛管基管外间隔设置有两个所述外部割缝管。

本发明的特点和优点是：本申请实施方式中提供一种防砂筛管，主体部分由筛管基管和外部割缝管构成，且两者之间形成两端封闭的环形空腔，该环形空腔内设置有螺旋缠绕的导流丝，整体上保证了防砂筛管的强度，减少了防砂筛管应用过程中的损坏变形，提高了防砂筛管的使用寿命。进一步的，外部割缝管的管壁较薄，可以采用锯片割缝的方式，避免了激光割缝产生的应力集中的情况，也避免了厚度较大管材锯片割缝产生的缝隙内外长度不一的情况，提高了防砂效果；筛管基管和外部割缝管之间设置导流丝，避免了外部割缝管的缝隙直接接触筛管基管的通孔造成过流面积小的缺点，整体强度更高、防砂效果更好、使用寿命更长。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1为现有激光割缝防砂筛管示意图；

图2为图1中现有激光割缝防砂筛管的I处的局部放大示意图；

图3a为锯片割缝较厚壁厚管材时内外壁缝长示意图；

图3b为锯片割缝较薄壁厚管材时内外壁缝长示意图；

图4为本申请实施方式中一种防砂筛管的结构示意图；

图5为本申请实施方式中一种防砂筛管的筛管基管的结构示意图；

图6为本申请实施方式中一种防砂筛管的外部割缝管的结构示意图；

图7为本申请实施方式中一种防砂筛管的导流丝的结构示意图；

图8为本申请实施方式中一种防砂筛管的上固定环的结构示意图；

图9为本申请实施方式中一种防砂筛管的结构示意图。

附图标记说明：

1-基管，10-割缝，11-扩大孔，8-锯片；12-上接头，2-筛管基管，20-开孔，3-上固定环，30-斜坡面，4-外部割缝管，40-割缝组，5-导流丝，6-下固定环，7-焊接部。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图3a和图3b，一般现有割缝防砂筛管在基管1上直接割缝，不适于采用锯片8进行割缝。具体理由如下。

现有的防砂筛管其割缝设置在基管1上。基管1的厚度一般达到9毫米以上。当基管1相对较厚时，锯片8切割出的缝隙在管材内外壁长度差别很大(如图2所示)，影响防砂效果。假如对基管1的厚度剪薄，虽然能保证缝隙在管材内外壁长度相差不多，但管体强度较低，造成筛管使用寿命降低。

为此有必要提供一种高强度割缝筛管，可采用锯片8割缝，避免了激光割缝产生的缺陷，减小割缝管体的厚度又增加了筛管整体的强度，具有更好的防砂效果。

请参阅图4至图8，本申请实施方式中提供的一种防砂筛管，该防砂筛管可以包括：筛管基管2；套设在所述筛管基管2外的外部割缝管4，所述外部割缝管4与所述筛管基管2之间形成两端封闭的环形空腔；其中，所述外部割缝管4上沿着轴向间隔设置有割缝组40；所述筛管基管2上与所述外部割缝管4的割缝组40相正对的部位设置有开孔20；设置在所述环形空腔内的导流丝5，所述导流丝5按照一定的螺距沿着所述筛管基管2的外表面螺旋缠绕。

如图4所示，本申请实施方式中提供了一种新型防砂筛管，其可以包括筛管基管2、外部割缝管4、导流丝5等。

如图5所示，其中，筛管基管2可以整体呈中空的管状。例如，该筛管基管2可选择具有预定厚度的套管作为本体。以所述筛管基管2选择套管作为本体为例，所述套管上与外部割缝管4的割缝组40相正对的部位设置开孔20，该开孔20与套设在其外部的外部割缝管4相连通。

具体的，所述筛管基管2上开孔20的布孔形式可以为螺旋型。由于所述筛管基管2以套管作为主体，其上的开孔20可以根据油井套管射孔孔眼直径确定。具体的，所述开孔20的孔径为8毫米至12毫米，所述开孔20的孔数在90孔/米至180孔/米之间。当所述筛管基管2上的开孔20以上述方式设置时，既能保证地层产出液充分过流进入油井内，又能保证筛管在井下的必要强度，提高其抗外挤性能。

进一步的，所述防砂筛管还可以包括设置在所述筛管基管2上端的上接头12。所述上接头12可以通过螺纹连接的方式与所述筛管基管2相连接。所述上接头12的可以设置有内螺纹，所述筛管基管2的下端设置有连接部。具体的，该连接部可以为外螺纹。一般的，防砂筛管形成的防砂管柱整体长度较长，其可以通过螺纹连接的方式将多个防砂筛管相连接，从而形成满足长度要求的防砂管柱。

如图6所示，在本实施方式中，所述外部割缝管4套设在所述筛管基管2外，所述外部割缝管4与所述筛管基管2之间形成两端封闭的环形空腔。所述外部割缝管4的两端可以设置有固定环，从而实现封堵所述外部割缝管4与所述筛管基管2之间的端部间隙。

具体的，所述外部割缝管4可以选择壁厚4mm-6mm管材，当所述外部割缝管4的厚度为4mm-6mm时，缝隙厚度相比以往割缝筛管减至40％～60％，从而可以将防砂筛管自身的表皮系数降低，有利于减小地层产出液通过筛管的流动阻力，促进油井产能发挥。同时，当所述外部割缝管4的厚度为4mm-6mm时，利于采用锯片8进行割缝，割出的缝隙外长和内长比较接近，缝隙表面光滑，既有利于产出液流入井筒，也减少了砂粒卡堵于缝隙内部的风险。

所述外部割缝管4上沿着轴向间隔设置有割缝组40。该外部割缝管4每个割缝组40中的割缝可以用锯片8割出均匀缝隙。由于管材壁厚较薄，锯片8割出的缝隙上下表面长度差别不大，不会出现现有技术中，因割缝管厚度太厚而不适宜用锯片割缝的问题。其中，缝隙宽度根据所需防砂区块地层砂粒度中值确定，本申请在此并不作具体的限定。

如图7所示，导流丝5设置在筛管基管2和外部割缝管4之间形成的环形空腔内。所述导流丝5按照一定的螺距沿着所述筛管基管2的外表面螺旋缠绕。导流丝5一方面可以对外部割缝管4起到支撑作用，避免外部割缝管4在地层中受到外力的作用挤压变形；另一方面，导流丝5对地层中的产出液进入筛管基管2起到导流作用。具体的，请结合参照图7，产出液自地层进入外部割缝管4，通过设置导流丝5使得筛管基管2和外部割缝管4之间有较大的空隙，避免了外部割缝管4的缝隙直接接触筛管基管2的开孔20造成过流面积小的缺点。

所述导流丝5可以沿着所述外部割缝管4的一端螺旋缠绕在所述筛管基管2外部，直至所述外部割缝管4的另一端。具体的，所述导流丝5可以采用截面为圆形的不锈钢丝，其丝径优选为在2毫米至3.5毫米之间。若导流丝5直径过大，大于3.5毫米以上，会造成筛管外径变大，造成管柱下井困难；若导流丝5直径过小，小于2毫米后产出液进入防砂筛管内部流通困难。

进一步的，所述导流丝5螺旋缠绕的螺距为所述割缝组40中单个割缝长度的1/3至1/2。当所述导流丝5的螺距为所述割缝长度的1/3至1/2时，不仅能够起到理想的支撑和导流作用，又能避免外部割缝管4紧贴在筛管基管2上造成的过流面积较小的问题。

在一个实施方式中，所述防砂筛管还可以包括：上固定环3和下固定环6，所述外部割缝管4的两端通过所述上固定环3和下固定环6固定在所述筛管基管2外，形成所述两端封闭的环形空腔。

具体的，各个固定环与筛管基管2之间，以及各个固定环与外部割缝管4之间可以通过焊接固定。如图8所示，其中，上固定环3或下固定环6整体可以为台阶状圆环，其中，下台阶厚度为筛管基管2与外部割缝管4之间的空隙宽度，上部台阶厚度为外部割缝管4厚度。相应的，所述外部割缝管4两端可以设置有斜坡面30，用以焊接固定环。

当所述外部割缝管4的两端设置有所述上固定环3和下固定环6后，导流丝5从上固定环3一端按照一定螺距沿着筛管基管2外表面螺旋缠绕至下固定环6一端。其中，各个固定环与筛管基管2之间，以及固定环与外部割缝管4之间通过焊接固定，形成有所述焊接部7。通过所述固定环加焊接固定的方式，可以将筛管基管2和外部割缝管4构成一个整体的防砂筛管，连接位置可靠牢固。

本申请所提供的防砂筛管，主体部分由筛管基管2和外部割缝管4构成，且两者之间形成两端封闭的环形空腔，该环形空腔内设置有螺旋缠绕的导流丝5，大大增大了防砂筛管的强度，减少了防砂筛管应用过程中的损坏变形，提高了筛管的使用寿命。

请参阅图9，在一个实施方式中，所述筛管基管2外间隔设置有两个所述外部割缝管4。

在单根筛管激光上设置两个外部割缝管4，可以缩短每个外部割缝管4的长度，从而提高外部割缝管4的强度，避免其在井下油气生产过程中由于地应力等因素出现变形。一般的，单个筛管基管2的长度是11米左右，所述外部割缝管4的长度可以为4米至6米之间。

本申请所提供的防砂筛管主体部分由筛管基管2和外部割缝管4构成，且两者之间形成两端封闭的环形空腔，该环形空腔内设置有螺旋缠绕的导流丝5，整体上保证了防砂筛管的强度，减少了防砂筛管应用过程中的损坏变形，提高了防砂筛管的使用寿命。进一步的，外部割缝管4的管壁较薄，可以采用锯片割缝的方式，避免了激光割缝产生的应力集中的情况，也避免了厚度较大管材锯片割缝产生的缝隙内外长度不一的情况，提高了防砂效果；筛管基管2和外部割缝管4之间设置导流丝5，避免了外部割缝管4的缝隙直接接触筛管基管2的通孔造成过流面积小的缺点，整体强度更高、防砂效果更好、使用寿命更长。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种防砂筛管，其特征在于，包括：

筛管基管；

套设在所述筛管基管外的外部割缝管，所述外部割缝管与所述筛管基管之间形成两端封闭的环形空腔；其中，所述外部割缝管上沿着轴向间隔设置有割缝组；所述筛管基管上与所述外部割缝管的割缝组相正对的部位设置有开孔；所述开孔与套设在其外部的外部割缝管相连通；所述筛管基管上开孔的布孔形式为螺旋型；所述外部割缝管的壁厚在4毫米至6毫米之间；所述外部割缝管的缝隙通过锯片割出；

设置在所述环形空腔内的导流丝，所述导流丝按照一定的螺距沿着所述筛管基管的外表面螺旋缠绕，所述导流丝能对所述外部割缝管起到支撑作用，所述导流丝螺旋缠绕的螺距为所述割缝组中单个割缝长度的1/3至1/2。

2.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述开孔的孔径为8毫米至12毫米，所述开孔的孔数在90孔/米至180孔/米之间。

3.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述导流丝为不锈钢丝，其横截面为圆形，其丝径在2毫米至3.5毫米之间。

4.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，其还包括设置在所述筛管基管上端的上接头，所述筛管基管的下端设置有连接部。

5.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，其还包括：上固定环和下固定环，所述外部割缝管的两端通过所述上固定环和下固定环固定在所述筛管基管外，形成所述两端封闭的环形空腔。

6.如权利要求1所述的防砂筛管，其特征在于，所述筛管基管外间隔设置有两个所述外部割缝管。