專利名稱：具有流量調(diào)控裝置的篩管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有流量調(diào)控裝置的篩管，尤其是一種適用于非均質(zhì)、多產(chǎn)層油藏油氣井中的具有分區(qū)段流量調(diào)控功能的篩管，屬于石油天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
許多油田都具有非均質(zhì)、多油層的砂巖油藏，各個(gè)油層在層間、平面和層內(nèi)有很大的差異性。尤其是各層之間的滲透率存在較大差異，這些差異對油藏的開發(fā)效果有很大影響。在開采過程中需要區(qū)分不同的開發(fā)層系。每口井要分幾個(gè)或十幾個(gè)小層進(jìn)行開采，對于這種多產(chǎn)層油藏，在開發(fā)過程中需要針對油藏不同位置的注入和采出情況分別進(jìn)行分區(qū)段流動(dòng)狀態(tài)控制。
上述的這種控制在以下幾種情況中可以得到應(yīng)用1、分層(段)注采；2、分層(段)測試；3、分段封堵；4、分層壓裂與酸化；5、出砂層和防砂失效段的關(guān)閉；6、其它一些需要控制地層流體流入和井內(nèi)流體流出的情況。
目前的油氣井通常加設(shè)封隔器進(jìn)行分區(qū)段流動(dòng)狀態(tài)控制。具體是在油氣井內(nèi)安裝帶有封隔器的封隔管柱。在封隔管柱和油氣井的井壁之間還設(shè)有封隔器。在現(xiàn)有技術(shù)中，每眼油氣井內(nèi)封隔器的裝設(shè)數(shù)量受到很大的限制，因此，采用封隔器進(jìn)行封隔的油氣井內(nèi)的各封隔區(qū)段長，每個(gè)封隔區(qū)段之中可能存在多個(gè)油層，各油層難以獨(dú)立控制流量。具體而言，采用封隔器的油氣井存在如下的問題
1、封隔器所封隔的層數(shù)有限，當(dāng)需要分隔的隔離區(qū)為四個(gè)以上時(shí)，分隔操作就很困難。
2、由于采用封隔器封隔的隔離區(qū)數(shù)目有限，單個(gè)隔離區(qū)就比較長，同一隔離區(qū)內(nèi)可能同時(shí)存在油、氣、水產(chǎn)層，多相流體混合，給油氣水產(chǎn)出層的識(shí)別和油氣田的開發(fā)帶來很大困難。
3、當(dāng)需要調(diào)整封隔區(qū)段時(shí)，必須先從油氣井內(nèi)取出全部的管柱，才能調(diào)整封隔器的位置，作業(yè)工作量大且操作復(fù)雜。
4、在套管損壞或變形的油氣井中，封隔器無法應(yīng)用。
5、由于封隔區(qū)段的距離比較長，在同一個(gè)封隔區(qū)段中包括的不同層之間由于壓力的不同，會(huì)發(fā)生流體的竄層現(xiàn)象，即一些層中的流體流入其他層，因此會(huì)影響采油產(chǎn)量。
為了解決上述問題，目前提出了一種細(xì)分區(qū)段調(diào)控地層流體或注入流體流動(dòng)的油氣井完井系統(tǒng)，需要一種具有流量調(diào)控功能的篩管進(jìn)行配合使用，但目前使用的普通篩管均不具有流量調(diào)控功能，無法單獨(dú)控制從某一段篩管進(jìn)出的流體流量，也無法滿足分區(qū)段流動(dòng)狀態(tài)控制的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有流量調(diào)控裝置的篩管，可根據(jù)地層的具體厚度，對相應(yīng)的地層進(jìn)行細(xì)分區(qū)段的流動(dòng)狀態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的分層注采、測試、封堵等作業(yè)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有流量調(diào)控裝置的篩管，油氣井的深度不會(huì)限制對其中的流體流量的控制，隔離區(qū)的距離可以根據(jù)實(shí)際的地層厚度進(jìn)行確定，并可有效地將油、氣、水產(chǎn)層分隔在不同區(qū)域，方便識(shí)別油氣水產(chǎn)出層。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種具有流量調(diào)控裝置的篩管，在篩管內(nèi)設(shè)有流體流量調(diào)控裝置，篩管內(nèi)壁上開設(shè)有集流孔，流體流量調(diào)控機(jī)構(gòu)與集流孔相對應(yīng)使用，用于控制地層流體從篩管外側(cè)匯集到其內(nèi)側(cè)，或?qū)⒆⑷肓黧w從該篩管的內(nèi)側(cè)分散到其外側(cè)的流體流量。
流量調(diào)控裝置至少為設(shè)在篩管內(nèi)部的控制開關(guān)，該控制開關(guān)為滑套或節(jié)流水嘴或擋砂體或其組合，其與篩管內(nèi)壁上開設(shè)的集流孔相對應(yīng)，該集流孔與篩管的集流空腔相通。
流體流量調(diào)控裝置與篩管接頭一體設(shè)置，在篩管接頭內(nèi)設(shè)置接頭內(nèi)套，流量調(diào)控裝置設(shè)置在接頭內(nèi)套內(nèi)。接頭內(nèi)套外壁的環(huán)形凹槽與篩管內(nèi)壁圍設(shè)成集流通道，篩管端部管壁上對應(yīng)于該環(huán)形凹槽處設(shè)有通孔，將篩管的集流空腔與該集流通道連通。在接頭內(nèi)套上開設(shè)集流孔，在集流孔內(nèi)側(cè)設(shè)置流量調(diào)控裝置，集中控制流體流量，將地層流體從該接頭內(nèi)套的外側(cè)匯集到其內(nèi)側(cè)，或?qū)⒆⑷肓黧w從該篩管的內(nèi)側(cè)分散到其外側(cè)。
篩管壁上設(shè)有一個(gè)以上隔離環(huán)，該隔離環(huán)將篩管分隔成一個(gè)以上的隔離單元，各隔離單元內(nèi)至少設(shè)有一個(gè)流量調(diào)控裝置。各隔離單元內(nèi)流量調(diào)控裝置的控制互相獨(dú)立。隔離環(huán)為金屬環(huán)或水泥環(huán)或橡膠環(huán)或塑料環(huán)。
隔離環(huán)通過焊接或者定位銷或者螺釘固接在篩管壁上。
控制開關(guān)為節(jié)流水嘴，裝設(shè)在集流孔上。
所述的控制開關(guān)為可在流體流量調(diào)控裝置內(nèi)沿管體軸向滑動(dòng)或繞管體中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的滑套；滑套上設(shè)有與集流對應(yīng)的通孔；其外側(cè)設(shè)有密封圈。
滑套的外壁圓周上開設(shè)有環(huán)槽，該環(huán)槽與集流孔相對應(yīng)配合，通孔設(shè)在環(huán)槽內(nèi)。
通孔上設(shè)有節(jié)流水嘴。
限位裝置為限位設(shè)在滑套兩端外的限位環(huán)或限位銷釘。限位環(huán)的內(nèi)徑小于滑套內(nèi)徑，用于保護(hù)流量調(diào)控裝置不被誤動(dòng)作。也可以單獨(dú)設(shè)置保護(hù)環(huán)。
限位裝置為固設(shè)在基管內(nèi)壁的凸起部，滑套外壁與該凸起部相對應(yīng)處設(shè)有凹槽，該凸起部嵌套滑設(shè)在該凹槽內(nèi)。該凹槽開設(shè)的方向和長短限制滑套在管體內(nèi)繞油氣井中心軸旋轉(zhuǎn)的行程。
控制開關(guān)為固設(shè)在環(huán)槽或節(jié)流水嘴內(nèi)的擋砂體，用于當(dāng)防砂失效后，阻擋地層砂通過集流孔且關(guān)閉該集流孔。
擋砂體的濾孔尺寸大于篩管防砂層濾孔尺寸。
綜上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明不受油氣井深度和地層分層數(shù)量的限制，隔離區(qū)的距離可以根據(jù)實(shí)際的地層厚度進(jìn)行確定，可有效地將油、氣、水產(chǎn)層分隔在不同區(qū)域，為識(shí)別油氣水產(chǎn)出層和油氣田的開發(fā)帶來很大方便。
2、本發(fā)明的開關(guān)裝置可分段設(shè)置，不必將管柱全部取出就可以調(diào)整所要封隔的區(qū)段，即只對需要調(diào)節(jié)流體流量或?qū)Πl(fā)生防砂失效的部位的流量調(diào)控裝置進(jìn)行操作，即可達(dá)到控制相應(yīng)的井段采油的目的；操作簡單方便，且對整個(gè)管柱的其他部位無任何影響。
3、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的分層注采、分層測試、分段封堵、分層壓裂酸化等井下作業(yè)，提供了技術(shù)基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的控制單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的控制單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的控制單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例4的控制單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例5的控制單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例6的控制單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步地說明。
實(shí)施例1如圖1、2所示，本發(fā)明包括篩管接頭1、基管2和防砂段3、隔離環(huán)4、集流空腔10、流量調(diào)控裝置5等，基管2管壁上設(shè)有集流孔11，集流孔11與集流空腔10相連通，用于將地層流體從該基管的外側(cè)匯集到其內(nèi)側(cè)，或?qū)⒆⑷肓黧w從該基管的內(nèi)側(cè)分散到其外側(cè)；篩管管內(nèi)設(shè)有流量調(diào)控裝置5。
在篩管的基管2上分別設(shè)有一個(gè)以上的隔離環(huán)4，將篩管分隔成一個(gè)以上的隔離單元，各隔離單元的基管外側(cè)，相鄰的支撐環(huán)4之間的防砂段3內(nèi)設(shè)有防砂層8。防砂層8外有時(shí)還設(shè)有保護(hù)套7。隔離環(huán)4與基管2外壁、防砂層8圍設(shè)成集流空腔10，集流孔11與集流空腔10相通，各隔離單元內(nèi)至少設(shè)有一個(gè)流量調(diào)控裝置5，可單獨(dú)控制。
在實(shí)施例1中，流量調(diào)控裝置5包括滑套13、節(jié)流水嘴12、密封圈14和限位環(huán)18等。滑套13的外壁圓周上開設(shè)有環(huán)槽12’，該環(huán)槽12’與集流孔11相對應(yīng)配合，環(huán)槽12’內(nèi)設(shè)有通孔11’，通孔11’內(nèi)設(shè)置節(jié)流水嘴12?；?3與基管2內(nèi)壁之間通過密封圈14密封。篩管在工作過程中，地層流體通過篩管外的防砂層8滲入，聚集在集流空腔10內(nèi)，經(jīng)過集流孔11、節(jié)流水嘴12進(jìn)入管內(nèi)。通過設(shè)置不同直徑的節(jié)流水嘴12和滑套13的上下移動(dòng)，可以打開或關(guān)閉該隔離單元的流體通道，或?qū)α黧w的流量進(jìn)行調(diào)控。
限位環(huán)18的內(nèi)徑小于滑套13內(nèi)徑，用于滑套13的限位和保護(hù)，在專用工具進(jìn)入篩管內(nèi)部進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)防止誤操作磕碰滑套13，也可以單獨(dú)設(shè)置保護(hù)環(huán)。
隔離環(huán)4為金屬環(huán)或水泥環(huán)或橡膠環(huán)或塑料環(huán)，通過焊接或者定位銷9或螺釘固接在基管2上。
防砂層8為固體多孔介質(zhì)或金屬網(wǎng)或金屬纖維或繞絲管或割縫管或其組合。
實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例與上述實(shí)施例1的不同之處在于，本實(shí)施例中防砂層8直接設(shè)置在基管2的管體上，例如割縫篩管、鑲嵌金屬纖維塊篩管等類型的篩管。在這類篩管上設(shè)置流量調(diào)控裝置5時(shí)，就需要在篩管內(nèi)部設(shè)置中心管15和隔離環(huán)4，由中心管15的外壁、篩管的基管2內(nèi)壁與中心管15兩端的隔離環(huán)4形成集流空腔10，集流孔11開設(shè)在中心管15上。流量調(diào)控裝置5包括滑套13、節(jié)流水嘴12、密封圈14和限位環(huán)18等，全部設(shè)置在中心管15內(nèi)部。
隔離環(huán)4為金屬環(huán)或橡膠環(huán)或塑料環(huán)，通過焊接或者定位銷或螺釘固接在基管2內(nèi)壁上。
限位環(huán)18通過焊接或者定位銷或螺釘固接在中心管15內(nèi)壁上，其內(nèi)徑小于滑套13的內(nèi)徑，起對滑套13限位和保護(hù)作用，在專用工具進(jìn)入篩管內(nèi)部進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)防止誤操作磕碰滑套13，也可以單獨(dú)設(shè)置保護(hù)環(huán)。
實(shí)施例2的其他技術(shù)特征均與實(shí)施例1相同，可參見實(shí)施例1，在此不再贅述。
實(shí)施例3如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，該流量調(diào)控裝置5實(shí)際上為一個(gè)滑套開關(guān)，在滑套13上沒有節(jié)流水嘴，滑套13可在基管2內(nèi)壁沿管體軸向滑動(dòng)。通過滑套13的運(yùn)動(dòng)，改變基管2上開設(shè)的集流孔11的開閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對流體的控制。滑套1 3關(guān)閉時(shí)，其外壁上設(shè)置的密封圈14起密封作用。
流量調(diào)控裝置5還可以是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的滑套開關(guān)，滑套13可在基管2內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)使滑套13上的開口與集流孔11連通或關(guān)閉。限位裝置可以是固設(shè)在基管2內(nèi)壁上的凸起部，滑套13外壁在與該凸起部相對應(yīng)處設(shè)有凹槽，該凸起部嵌套滑設(shè)在該凹槽內(nèi)，該凹槽開設(shè)的方向和長短限制滑套13在基管2內(nèi)旋轉(zhuǎn)的行程。(上述限位裝置在圖中未示。)實(shí)施例4如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的技術(shù)特征的不同之處在于本實(shí)施例的流量調(diào)控裝置直接設(shè)置在基管2的管體上。節(jié)流水嘴12設(shè)置在集流孔11內(nèi)，隔離環(huán)4內(nèi)部開設(shè)有流體通道，集流空腔10與節(jié)流水嘴12由隔離環(huán)4內(nèi)部的流體通道流通。在隔離環(huán)4與節(jié)流水嘴相對應(yīng)處設(shè)置有絲堵16，通過絲堵16可更換或配置節(jié)流水嘴12。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)最為簡單，更換節(jié)流水嘴方便。
實(shí)施例5如圖6所示，本實(shí)施例與上述實(shí)施例4的技術(shù)特征基本相同，其不同之處在于在節(jié)流水嘴12內(nèi)裝設(shè)有擋砂體17。擋砂體17為多孔介質(zhì)的過濾體，其濾孔尺寸大于篩管防砂層8的濾孔尺寸。在篩管防砂層8防砂有效時(shí)，通過篩管防砂層8的細(xì)砂都能夠通過擋砂體17，不會(huì)在節(jié)流水嘴12和集流空腔10內(nèi)堆積。當(dāng)篩管防砂層8發(fā)生防砂失效的時(shí)候，通過篩管防砂層8的部分粗砂粒被擋砂體17阻擋并在此堆積，直至堵塞或關(guān)閉該段篩管的流體通道。該段篩管的關(guān)閉不會(huì)影響整口井其余井段的生產(chǎn)，避免了因?yàn)榫植糠郎笆Ф斐扇．a(chǎn)的情況。
實(shí)施例6如圖7所示，本實(shí)施例與上述實(shí)施例的技術(shù)特征的不同之處在于，流量調(diào)控裝置5不是設(shè)置在篩管的基管2內(nèi)，而是設(shè)置在篩管的連接接頭1上，與篩管接頭1成為一體；在篩管接頭1內(nèi)設(shè)置接頭內(nèi)套50，流量調(diào)控裝置5設(shè)置在接頭內(nèi)套50內(nèi)。從圖7中可知，接頭內(nèi)套50起到類似上述實(shí)施例2的中心管的作用。接頭內(nèi)套50外壁的環(huán)形凹槽與篩管內(nèi)壁圍設(shè)成集流通道53，篩管端部管壁上對應(yīng)于該環(huán)形凹槽處設(shè)有通孔54，將篩管的集流空腔10與該集流通道53連通。在接頭內(nèi)套50上開設(shè)集流孔11，在集流孔11內(nèi)側(cè)設(shè)置流量調(diào)控裝置5，集中控制流體流量，將地層流體從該接頭內(nèi)套50的外側(cè)匯集到其內(nèi)側(cè)，或?qū)⒆⑷肓黧w從該篩管的內(nèi)側(cè)分散到其外側(cè)。流量調(diào)控裝置5的技術(shù)特征與上述實(shí)施例相同。
限位環(huán)18也設(shè)置在接頭內(nèi)套50內(nèi)，采用螺紋連接便于更換或調(diào)配節(jié)流水嘴12。接頭內(nèi)套50與篩管接頭1之間通過焊接或定位銷9或螺釘固接，同時(shí)采用密封圈52密封。
篩管通過連接接頭1與其上面的篩管或油管連接在一起。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換。而不脫離本技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于在篩管內(nèi)設(shè)有流體流量調(diào)控裝置，篩管內(nèi)壁上開設(shè)有集流孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的流量調(diào)控裝置與篩管接頭一體設(shè)置，即在篩管接頭內(nèi)設(shè)置接頭內(nèi)套，接頭內(nèi)套的外壁設(shè)有環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽與篩管內(nèi)壁圍設(shè)成集流通道，該集流通道與篩管的集流空腔相通；接頭內(nèi)套上開設(shè)有集流孔，集流孔內(nèi)側(cè)設(shè)置流量調(diào)控裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的篩管壁上設(shè)有一個(gè)以上隔離環(huán)，該隔離環(huán)將篩管分隔成一個(gè)以上的隔離單元，各隔離單元內(nèi)至少設(shè)有一個(gè)流量調(diào)控裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的隔離環(huán)為金屬環(huán)或水泥環(huán)或橡膠環(huán)或塑料環(huán)，通過焊接或者定位銷或者螺釘固接在篩管壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的流量調(diào)控裝置至少為設(shè)在篩管內(nèi)部的控制開關(guān)，該控制開關(guān)為滑套或節(jié)流水嘴或其組合，其與篩管內(nèi)壁上開設(shè)的集流孔相對應(yīng)，該集流孔與篩管的集流空腔相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的控制開關(guān)為可在流量調(diào)控裝置內(nèi)沿管體軸向滑動(dòng)或繞管體中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的滑套；滑套上設(shè)有與集流對應(yīng)的通孔；其外側(cè)設(shè)有密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的滑套的外壁圓周上開設(shè)有環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽與集流孔相對應(yīng)配合，通孔設(shè)在環(huán)形凹槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的流量調(diào)控裝置內(nèi)設(shè)有用于限制滑套沿管體軸向位移或繞管體中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)行程的限位裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的限位裝置為設(shè)在滑套兩端外的限位環(huán)或限位銷釘，限位環(huán)的內(nèi)徑小于滑套內(nèi)徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的限位裝置為固設(shè)在基管內(nèi)壁的凸起部，滑套外壁與該凸起部相對應(yīng)處設(shè)有凹槽，該凸起部嵌套滑設(shè)在該凹槽內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有流量調(diào)控裝置的篩管，其特征在于所述的控制開關(guān)還進(jìn)一步包括固設(shè)在環(huán)槽或節(jié)流水嘴內(nèi)的擋砂體，擋砂體的濾孔尺寸大于篩管防砂層的濾孔尺寸。
全文摘要
一種具有流量調(diào)控裝置的篩管，在篩管內(nèi)設(shè)有流體流量調(diào)控裝置，篩管內(nèi)壁上開設(shè)有集流孔，流體流量調(diào)控裝置與集流孔相對應(yīng)使用，用于控制地層流體從篩管外側(cè)匯集到其內(nèi)側(cè)，或?qū)⒆⑷肓黧w從該篩管的內(nèi)側(cè)分散到其外側(cè)的流體流量。本發(fā)明用于對油藏不同位置進(jìn)行細(xì)分區(qū)段流動(dòng)狀態(tài)調(diào)控；封隔區(qū)段的數(shù)量可大幅度增加，封隔的區(qū)段更加細(xì)化，分層注采、測試、封堵和調(diào)剖等井下作業(yè)的控制精度提高，特別適用于非均質(zhì)、多產(chǎn)層油藏的開發(fā)，以及其他需要細(xì)分井下區(qū)段調(diào)控流量的場合。
文檔編號(hào)E21B43/02GK1510248SQ0215810
公開日2004年7月7日 申請日期2002年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月23日
發(fā)明者黃春宏, 陳繼初 申請人:北京海能海特石油科技發(fā)展有限公司