專利名稱：一種可膨脹防砂篩管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明適用于石油鉆井完井、防砂修補等領(lǐng)域，為一種可膨脹防砂篩管。
背景技術(shù)：
我國疏松砂巖油藏分布范圍較廣、儲量大，產(chǎn)量占有重要的地位。油井出砂是疏松砂巖油藏開采普遍存在的問題，出砂的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面影響油井正常生產(chǎn)、增加生產(chǎn)成本、破壞地層、污染環(huán)境。
傳統(tǒng)的防砂工藝大多以犧牲部分產(chǎn)能為代價。礫石充填完井易產(chǎn)生深度過濾，造成篩管堵塞，影響產(chǎn)量，其作業(yè)設(shè)備復雜、費用較高；在機械防砂領(lǐng)域先后出現(xiàn)了繞絲篩管、割縫篩管、金屬棉篩管、TBS篩管等防砂技術(shù)，這些篩管存在以下問題
一是當?shù)貙由胺诌x性差時，難以形成高滲透率的油流通道，當油流通過時，造成了很大的壓力降，增大了油流流動阻力，限制了油井的產(chǎn)量；
二是由于存在砂環(huán)，篩管打撈作業(yè)時，容易卡死篩管，造成大修，增加作業(yè)難度和成本。
隨著油田開發(fā)中后期的到來，特殊工藝井逐年增多，而水平井、多分支井、側(cè)鉆井的完井及防砂較為困難。因此研究開發(fā)防砂效果好、作業(yè)費用低的防砂裝置和工藝具有十分重要的技術(shù)和經(jīng)濟意義。
目前，weatherford公司研制的膨脹防砂篩管(ESS)在國外油田已經(jīng)推廣，效果較好，但仍存在完井工藝和設(shè)備復雜、所需膨脹力大、膨脹和螺紋聯(lián)接處抗拉和抗扭能力薄弱等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
可膨脹防砂篩管在徑向可以發(fā)生永久塑性變形，以達到增大篩管內(nèi)徑、優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)的目的，從而顯著降低防砂作業(yè)費用少和油井生產(chǎn)成本和提高油井產(chǎn)能。本發(fā)明的目的是向現(xiàn)場提供一種采用普通螺紋聯(lián)接、易于膨脹、防砂效果好的可膨脹防砂篩管。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。 一種可膨脹防砂篩管由膨脹基管、過濾介質(zhì)和金屬保護外罩三層結(jié)構(gòu)組成，膨脹基管為可膨脹篩管的本體，過濾介質(zhì)位于膨脹基管和金屬保護外罩之間，金屬保護外罩為膨脹篩管最外層結(jié)構(gòu)。膨脹基管采用不銹鋼材料，上面均勻布有縫槽，膨脹基管兩端的膨脹接頭預先膨脹，
采用特種焊接工藝，與膨脹基管焊接連接為一體；過濾介質(zhì)采用雙層濾網(wǎng)結(jié)
構(gòu)，里層篩網(wǎng)由相互重疊的規(guī)則金屬薄片編制而成，每塊薄片一端固定在膨
脹基管上，薄片之間相互搭接，外層篩網(wǎng)固定在金屬保護外罩上，采用自我
搭接方式，為一整體式結(jié)構(gòu)。膨脹時，膨脹基管和保護外罩的縫槽打開，暴
露金屬過濾網(wǎng)的流動區(qū)域，金屬過濾網(wǎng)通過彼此滑動來實現(xiàn)膨脹，有效的過
濾孔徑保持不變。
本發(fā)明的優(yōu)點在于
(1) 本發(fā)明采用普通螺紋聯(lián)接方式，膨脹接頭預先膨脹，采用特種焊接工藝，與基管焊接連接為一體，在膨脹作業(yè)時膨脹接頭處不再膨脹，故螺紋聯(lián)接強度高，機械性能強，克服膨脹螺紋抗拉和抗扭能力薄弱、加工工藝復雜、成本高等弱點。
(2) 按相互搭接的割縫模式在軸向?qū)ε蛎浕苓M行割縫，同時縫槽兩端手指處采用圓弧過渡結(jié)構(gòu)，避免膨脹時縫槽手指處的應(yīng)力集中，且易于膨脹，減小膨脹力，降低施工成本和風險。(3) 過濾介質(zhì)采用雙層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，里層篩網(wǎng)由相互重疊的金屬薄片編織 而成，固定在膨脹基管上，外層篩網(wǎng)固定在金屬保護外罩上，為一整體式結(jié) 構(gòu)。膨脹時，金屬過濾網(wǎng)通過彼此滑動來實現(xiàn)膨脹，有效的過濾孔徑保持不 變，防砂效果不受膨脹過程的影響。
(4) 膨脹后其外壁可以緊貼于井壁，消除了篩管與井壁的環(huán)形空間，減 少砂粒的移動和微粒的運移，可以最大限度地減少砂粒撞擊和沖蝕問題，增 加濾砂面積，提高篩管防砂效果，延長篩管防砂壽命；
(5) 膨脹篩管具有最大的內(nèi)外徑比和較強的彎曲能力，能夠適合各種套 管完井井眼，以及井壁規(guī)則的裸眼井眼，特別適用于水平井、多分支井、側(cè) 鉆井、過油管、連續(xù)油管、重復補救防砂及小井眼井的防砂，達到保護油氣 藏、提高產(chǎn)能和采收率的開發(fā)效果。


附圖1一種可膨脹篩管結(jié)構(gòu)示意圖，左圖為膨脹基管割縫分布圖，右圖 為篩管膨脹前的膨脹篩管結(jié)構(gòu)A-A截面圖。 附圖2膨脹前的可膨脹篩管示意圖。 附圖3膨脹后的可膨脹篩管示意圖。
1膨脹基管，2過濾介質(zhì)，3金屬保護外罩，4縫槽，5膨脹接頭。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
如附圖l、圖2及圖3所示，本發(fā)明為一種可膨脹防砂篩管，它由膨脹 基管l、過濾介質(zhì)2和金屬保護外罩3三層結(jié)構(gòu)組成，在膨脹基管l軸向均 勻割有縫槽4，縫槽4兩端手指處采用圓弧過渡結(jié)構(gòu)，膨脹基管1兩端焊接 有膨脹接頭5;過濾介質(zhì)2采用雙層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，里層篩網(wǎng)由相互重疊的規(guī)則固定在膨脹基管1上，薄片之間相互搭接，
外層篩網(wǎng)固定在金屬保護外罩3上，采用自我搭接方式，為一整體式結(jié)構(gòu)； 過濾介質(zhì)2外面包有金屬保護外罩3，通過焊接與膨脹基管1連為一體。
膨脹基管1兩端的膨脹接頭5預先膨脹，膨脹后呈錐形喇叭口狀，內(nèi)徑 大于膨脹基管1內(nèi)徑，膨脹篩管之間采用普通螺紋聯(lián)接，提高螺紋聯(lián)接處的 機械性能。按相互搭接的割縫模式在軸向?qū)ε蛎浕?進行割縫，預先膨脹 后的膨脹接頭5不割縫，縫槽4兩端手指處采用圓弧過渡結(jié)構(gòu)，避免膨脹時 縫槽4手指處的應(yīng)力集中，減小膨脹力。
在可變徑膨脹錐的壓力作用下，可膨脹篩管發(fā)生徑向塑性變形，實現(xiàn)膨 脹的目的。膨脹時，膨脹基管1和金屬保護外罩3的縫槽打開，暴露過濾介 質(zhì)2的流動區(qū)域，金屬過濾網(wǎng)通過彼此滑動來實現(xiàn)膨脹，有效的過濾孔徑保 持不變。
當膨脹篩管膨脹至預先膨脹的膨脹接頭5處時，釋放壓力壓縮可變徑膨
脹錐，膨脹接頭5處施工時不再膨脹，膨脹錐順利通過膨脹接頭5后，加壓
使膨脹錐外徑變大，繼續(xù)膨脹，直至篩管尾端?？膳蛎浐Y管膨脹之前，膨脹
基管1本體外徑小于膨脹接頭5外徑，可膨脹篩管實現(xiàn)膨脹后，膨脹基管l
本體外徑大于膨脹接頭5外徑，緊貼于地層，消除了篩管與井壁的環(huán)形空間。 膨脹施工完成后，可增加濾砂面積，提高篩管防砂效果，延長篩管防砂 壽命，從而降低鉆井作業(yè)費用和油井生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1. 一種可膨脹防砂篩管，它由膨脹基管[1]、過濾介質(zhì)[2]和金屬保護外罩[3]三層結(jié)構(gòu)組成，其特征在于在膨脹基管[1]軸向均勻割有縫槽[4]，縫槽[4]兩端采用圓弧過渡結(jié)構(gòu)，膨脹基管[1]兩端有膨脹接頭[5]，呈錐狀，膨脹接頭[5]外徑大于膨脹篩管本體外徑；過濾介質(zhì)[2]采用雙層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，里層篩網(wǎng)由相互重疊的規(guī)則金屬薄片編織而成，每塊薄片一段固定在膨脹基管[1]上，薄片之間相互搭接，外層篩網(wǎng)固定在金屬保護外罩[3]上，為一整體式結(jié)構(gòu)；過濾介質(zhì)[2]外面包有金屬保護外罩[3]，通過焊接與膨脹基管[1]連為一體。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種可膨脹篩管，其特征在于膨脹基管[l]按相互搭接模式進行割縫，膨脹接頭上不割縫[5]。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種可膨脹篩管，其特征在于膨脹基管[l]為可膨脹篩管的本體，過濾介質(zhì)[2]位于膨脹基管[1]和金屬保護外罩[3]之間，金屬保護外罩[3]為膨脹篩管最外層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是用于石油完井防砂領(lǐng)域的一種可膨脹防砂篩管，由膨脹基管、過濾介質(zhì)和金屬保護外罩三層結(jié)構(gòu)組成。其特征是在膨脹基管軸向均勻割有縫槽，焊接在膨脹基管兩端的膨脹接頭預先膨脹，采用普通螺紋聯(lián)接；過濾介質(zhì)采用雙層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，過濾介質(zhì)外面包有金屬保護外罩，通過焊接與膨脹基管連為一體；膨脹時，膨脹基管和保護外罩的縫槽打開，金屬過濾網(wǎng)通過彼此滑動來實現(xiàn)膨脹。優(yōu)點在于采用相互搭接的割縫模式，且縫槽兩端采用圓弧過渡結(jié)構(gòu)，避免了應(yīng)力集中；過濾介質(zhì)采用雙層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過滑動實現(xiàn)膨脹，防砂效果不受膨脹過程的影響；膨脹后篩管外壁可以緊貼于井壁，消除了篩管與井壁的環(huán)形空間，提高篩管防砂效果。
文檔編號E21B43/08GK101532378SQ20081001474
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者何育榮, 吳柳根, 明 唐, 唐成磊, 寧學濤, 朱海波, 沈?qū)W祥, 滕照正, 馬建忠 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院