專利名稱：井下篩管組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及井下篩管組件。
背景技術(shù)：
為了從產(chǎn)出井流體中過濾掉顆粒，井流體生產(chǎn)系統(tǒng)可包括濾砂組件。 每一個(gè)濾砂組件通常包括篩管(例如，繞絲篩管或編織絲網(wǎng))，其包含大 小設(shè)定成允許井流體流通進(jìn)入組件的內(nèi)部空間且同時(shí)抑制出砂的開口。濾 砂組件的內(nèi)部空間與生產(chǎn)管道相連通。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施例中，可用于井的篩管組件包括基管、篩管和肋?；?管具有未穿孔部分并具有縱軸。篩管至少部分地圍繞基管的未穿孔部分， 且肋在篩管與未穿孔部分之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸。篩管組件的柔性部 件巻繞在肋周圍并設(shè)置在環(huán)形空間內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可用于井的篩管組件包括基管、篩管和 波紋材料。篩管至少部分地圍繞基管，且波紋材料位于篩管與基管之間的 環(huán)形空間內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可用于井的篩管組件包括基管、篩管、 第一組柔性部件和第二組柔性部件。篩管至少部分地圍繞基管，且第一組 柔性部件在篩管與未穿孔部分之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸。第二組柔性部 件與第一組柔性部件交織。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可用于井的篩管組件包括基管和篩管。 基管具有縱軸，且篩管至少部分地圍繞基管。篩管組件的一個(gè)或多個(gè)部件 在篩管與基管之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸。每一個(gè)部件包括底部和至少兩 個(gè)側(cè)壁以形成至少一個(gè)縱向通道。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可用于井的篩管組件包括基管和篩管。 基管具有縱軸，而篩管至少部分地圍繞基管?？v向通道形成在基管中并至 少部分地由篩管圍繞。
通過以下的附圖、說明以及權(quán)利要求，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變 得顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的井的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的篩管組件的示意圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例沿圖2的線3-3剖開得到的橫截面圖。 圖4是篩管組件的橫截面圖，表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的波紋材 料間隔器。
圖5是篩管組件的一部分的透視圖，表示用作根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組 件中的環(huán)形支撐臂的穿孔和波紋材料。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例利用編織金屬線(絲)制成的可選環(huán)形支撐 臂的透視圖7，8,9和IO表示根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例的由具有縱向通道的部件形 成的環(huán)形支撐臂。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的篩管組件的基管的一部分的透視圖，表 示在基管的外表面中形成的軸向槽。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的井(海底井或地下井)的實(shí)施例IO包括設(shè)置 在井筒24內(nèi)的管柱20。盡管井筒24在圖1中表示成垂直井筒，但根據(jù)本 發(fā)明另一些實(shí)施例井筒24可以是偏斜或水平井筒。如圖1所示，管柱20 穿過井10的特定生產(chǎn)區(qū)(開采區(qū))30。為了舉例說明，生產(chǎn)區(qū)30在圖1 中表示為形成在上部環(huán)形隔離封隔器32和下部環(huán)形隔離封隔器36之間。
在生產(chǎn)區(qū)30內(nèi)，管柱20包括一系列相連接的濾砂組件，其中每一個(gè) 都包括濾砂部分40和相應(yīng)的流入控制裝置42。注意到盡管在圖1中描繪 了一個(gè)濾砂部分40和一個(gè)流入控制裝置42，但可以理解的是，根據(jù)本發(fā)明另一些實(shí)施例，管柱20、特別是生產(chǎn)區(qū)30可以包括多個(gè)流入控制裝置 42和濾砂部分40。
流入控制裝置42，就像它的名字暗示的那樣，調(diào)節(jié)井流體從直接包圍 著相應(yīng)的濾砂部分的環(huán)狀空間通過濾砂部分40并進(jìn)入管柱20的中央通道 的流動(dòng)。這樣，管柱20具有多個(gè)流入控制裝置42，其中每一個(gè)都與濾砂 部分40相關(guān)聯(lián)并具有相應(yīng)的流動(dòng)特性以便建立來自生產(chǎn)區(qū)30的相對(duì)均勻 的流動(dòng)分布。
在此關(guān)于針對(duì)篩管組件的不同設(shè)計(jì)列出本發(fā)明的不同實(shí)施例。特別 地，在此說明了針對(duì)篩管組件的不同環(huán)形支撐臂設(shè)計(jì)以便形成篩管組件的 過濾器(編織絲或金屬纖維過濾器)與基管之間的環(huán)形空間。環(huán)形空間接 收流過過濾器的井流體，且井流體與基管中的徑向穿孔或開口連通并進(jìn)入 基管的中央通道中。依本發(fā)明的特定實(shí)施例而定，過濾器可以圍繞或者可 以不圍繞(circumscribe)包含開口的基管部分。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的篩管組件40的部分示意圖。盡管 圖2描繪了篩管組件40沿著縱軸50的左橫截面圖，但可以理解的是篩管 組件40基本上關(guān)于縱軸50對(duì)稱，關(guān)于裝置右側(cè)的描繪從圖2省略了 。
參考圖2以及圖3中描繪的橫截面， 一般來說，篩管組件40包括內(nèi) 基管60，其包括未穿孔部分60a，該未穿孔部分由篩管或過濾器100，比 如編織絲網(wǎng)過濾器或金屬纖維過濾器圍繞，這依據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例而 定。穿孔和管狀護(hù)罩80圍繞縱軸50包圍過濾器100并且允許流體流通經(jīng) 過其穿孔以及通過過濾器100進(jìn)入縱向通道121 (參見圖3的橫截面)，該 通道形成在縱向或軸向延伸的線狀(wire)肋120之間。肋120可具有許 多不同的橫截面形式(圓形，矩形，等)，由本發(fā)明的特定實(shí)施例而定。 進(jìn)入的流體流過這些縱向通道121進(jìn)入環(huán)形空間140，在那里流體被基管 60的穿孔部分60b接收。在這點(diǎn)上，在穿孔部分60b中，基管60包括各 種噴嘴，其包含特定大小的孔口以便調(diào)節(jié)流入到篩管組件的流量。
縱向延伸的肋120形成了基管60與過濾器100之間的環(huán)形支撐臂的 大部分。根據(jù)這里所述的本發(fā)明實(shí)施例，螺旋巻繞的柔性部件，比如線(如 金屬線)190，與縱軸50同心并在縱向肋120周圍延伸以便向過濾器100 提供附加的內(nèi)部支撐。線190可具有許多不同的橫截面形狀(圓形，矩形，等)，由本發(fā)明的特定實(shí)施例而定。注意到，如圖2和3所示，線190的 橫截面尺寸可顯著地小于每一個(gè)縱向肋120的橫截面尺寸。這樣，縱向肋 120的橫截面尺寸有效地建立了過濾器100與基管60之間的徑向支撐臂距離。
巻繞線190與縱向肋120之間的間隙充分地緊密從而在崩潰(collapse) 的情況下過濾器100不會(huì)變形到環(huán)形流動(dòng)區(qū)域內(nèi)以及縮小環(huán)形流動(dòng)面積。
根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例，在篩管組件40的另一些特征之中，篩管組 件40包括上部殼體部分70，其連接到基管60的外表面上并為護(hù)罩80和 過濾器100提供支撐。在這點(diǎn)上，過濾器IOO可以是包括實(shí)心(solid)部 分90和92的組件的一部分。篩管組件40還可以包括控制通到環(huán)形空間 150的通路的蓋160和為護(hù)罩80提供下部支撐以及為蓋160提供支撐的中 間殼體部分130。蓋160還被下部殼體部分180支撐，該下部殼體部分連 接到基管60的外表面。
參考圖4，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形支撐臂可選地由波紋板 材料200提供，該材料設(shè)置在過濾器與基管60之間的環(huán)形空間中。圖4 表示了外保護(hù)罩80，可以理解成過濾器100設(shè)置在護(hù)罩80與波紋材料200 之間。作為更具體的例子，波紋材料200可以是金屬，且波紋材料200可 以被穿孔(參見圖5)，以便允許流體流過波紋材料200并沿著在波紋材料 200的內(nèi)側(cè)上的基管60的縱軸50流動(dòng)。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，波紋材料200可以是實(shí)心的(solid), 因而在流體流動(dòng)被限制在波紋材料200的外側(cè)表面的情況下可以不穿孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，環(huán)形支撐臂可以利用金屬網(wǎng)220來實(shí)現(xiàn)， 其表示在圖6中。如圖所示，金屬網(wǎng)220包括第一組縱向或軸向延伸的線 230 (例如經(jīng)線)，其與第二組橫向延伸的較細(xì)的線240 (例如煒線)交織。
參考圖7-10，環(huán)形支撐臂可以利用軌道(rail)來產(chǎn)生，所述軌道在 它們外表面或內(nèi)表面上包含軸向通道，依賴于本發(fā)明的特定實(shí)施例。更具 體地，圖7表示縱向延伸部件250,其中每一個(gè)縱向延伸部件250具有面 對(duì)著金屬絲過濾器(wire filter)和背對(duì)著基管60的對(duì)應(yīng)通道。每一個(gè)部 件250包括兩個(gè)側(cè)壁254和對(duì)應(yīng)的底部256。該布置產(chǎn)生了基本上U形的 橫截面，該橫截面是敞開的，如附圖標(biāo)記260處所示。如圖8所示，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，縱向部件250可以組合成單個(gè)一體化部件270，其 包含多個(gè)縱向通道280。如圖8所示，多個(gè)縱向通道280限制了部件270 與過濾器100之間的流動(dòng)。
參考圖9和10，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，流動(dòng)可以限制在縱向部件 與基管60的外側(cè)表面之間。更具體地，圖9表示了縱向延伸部件300，其 具有形成在每一個(gè)部件300的底部與基管60的外表面之間的U形通道 302。在部件300中形成穿孔304以便允許流體在通道與過濾器100之間 流通。圖10表示部件300 —體化或合并成單個(gè)部件或一體化部件320，其 包含多個(gè)縱向通道324。部件320包括基板340，其包括穿孔330以便建 立通道與過濾器100之間的連通。
作為另一種變形，根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，環(huán)形支撐臂可以通過 縱向部件與在這些部件周圍螺旋地巻繞的柔性部件(比如線，參見圖2) 相結(jié)合形成，所述縱向部件在外側(cè)上具有通道(比如圖7中的縱向部件250 或圖8中的270)。該布置為過濾器100提供了附加的支撐，從而防止了在 崩潰條件下過濾器100變形到敞口通道中去。
在另一個(gè)實(shí)施例中，圖11表示了通過在基管60的外表面中制作(例 如銑削)縱向通道360而形成支撐臂以提供所需的流動(dòng)區(qū)域。過濾器IOO 直接位于通道360之上。作為替代，附加的支撐層可以設(shè)置在縱向通道360 上方并位于基管60的外表面與過濾器100之間。這樣，該附加的支撐層 可以由例如編織網(wǎng)、焊接方眼網(wǎng)、穿孔金屬板、螺旋巻繞的線或能防止過 濾網(wǎng)變形到縱向通道360中的其他任何支撐層構(gòu)成。
盡管已經(jīng)參考有限數(shù)量的實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員受 益于本發(fā)明的公開內(nèi)容，將會(huì)理解從其推衍眾多的修改和變更。權(quán)利要求 旨在覆蓋所有這些修改和變更，它們都落在本發(fā)明的實(shí)際主旨和范圍之 內(nèi)。
10
權(quán)利要求
1. 一種可用于井的篩管組件，包括 具有未穿孔部分并具有縱軸的基管； 至少部分地圍繞基管的未穿孔部分的篩管； 在篩管與未穿孔部分之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸的肋；以及 巻繞在肋周圍的柔性部件。
2. 如權(quán)利要求l的篩管組件，其中柔性部件包括線。
3. 如權(quán)利要求1的篩管組件，其中肋包括線。
4. 如權(quán)利要求3的篩管組件，其中每一條線具有這樣的橫截面尺寸， 所述尺寸基本上等于基管的未穿孔部分與篩管之間的距離。
5. 如權(quán)利要求l的篩管組件，其中柔性部件螺旋地巻繞在肋的周圍。
6. 如權(quán)利要求l的篩管組件，其中基管還包括穿孔部分，所述穿孔部 分至少部分地不被篩管圍繞，所述穿孔部分接收流過篩管的流體。
7. —種可用于井的篩管組件，包括 基管；至少部分地圍繞基管的篩管；和 位于篩管與基管之間的環(huán)形空間內(nèi)的波紋材料。
8. 如權(quán)利要求7的篩管組件，其中波紋材料包括金屬。
9. 如權(quán)利要求7的篩管組件，其中波紋材料被穿孔。
10. —種可用于井的篩管組件，包括 具有縱軸的基管； 至少部分地圍繞基管的篩管；在篩管與基管之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸的第一組柔性部件；和 與第一組柔性部件交織的第二組柔性部件。
11. 如權(quán)利要求10的篩管組件，其中 第一組柔性部件包括第一組線， 第二組柔性部件包括第二組線，且第二組線中的每一條線都具有充分小于第一組線的橫截面尺寸。
12. 如權(quán)利要求10的篩管組件，其中第一組柔性部件包括第一組線，第二組柔性部件包括第二組線，且 第二組線中的線基本上與第一組中的線成橫向。
13. —種可用于井的篩管組件，包括-具有縱軸的基管； 至少部分地圍繞基管的篩管；和在篩管與基管之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸的至少一個(gè)部件，每一個(gè)部 件包括底部和至少兩個(gè)側(cè)壁以形成至少一個(gè)縱向通道。
14. 如權(quán)利要求13的篩管組件，其中所述至少一個(gè)縱向通道包括面向 基管的敞開通道。
15. 如權(quán)利要求13的篩管組件，其中所述至少一個(gè)縱向通道包括面向 篩管的敞開通道。
16. 如權(quán)利要求15的篩管組件，還包括 巻繞在所述至少一個(gè)部件周圍的線。
17. 如權(quán)利要求16的篩管組件，其中所述線適于螺旋地巻繞在所述至 少一個(gè)部件周圍。
18. 如權(quán)利要求13的篩管組件，其中所述至少一個(gè)部件被穿孔。
19. 如權(quán)利要求13的篩管組件，其中所述至少一個(gè)部件形成多個(gè)縱向 通道。
20. —種可用于井的篩管組件，包括-具有縱軸的基管； 至少部分地圍繞基管的篩管，其中在基管中形成縱向通道并且所述縱向通道至少部分地由所述篩管 圍繞。
21. 如權(quán)利要求20的篩管組件，還包括-位于篩管與基管之間的支撐層。
22. 如權(quán)利要求21的篩管組件，其中支撐層包括編織網(wǎng)、方眼網(wǎng)或穿 孔板材料。
23. —種可用于井的方法，包括 提供具有未穿孔部分并具有縱軸的基管； 用篩管至少部分地包圍基管的未穿孔部分；使肋在篩管與未穿孔部分之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向地延伸；以及 在肋周圍巻繞柔性部件。
24. 如權(quán)利要求23的方法，其中肋包括線。
25. 如權(quán)利要求23的方法，其中每一條線具有這樣的橫截面尺寸，所 述尺寸基本上等于基管的未穿孔部分與篩管之間的距離。
26. 如權(quán)利要求23的方法，其中柔性部件包括線。
27. 如權(quán)利要求23的方法，其中所述線螺旋地巻繞在肋的周圍。
28. 如權(quán)利要求23的方法，其中基管還包括穿孔部分，所述穿孔部分 至少部分地不被篩管圍繞，所述穿孔部分接收流過篩管的流體。
29. --種可用于井的方法，包括-提供基管；用篩管至少部分地圍繞基管；和 在篩管與基管之間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置波紋材料。
30. 如權(quán)利要求29的方法，其中波紋材料包括金屬。
31. 如權(quán)利要求29的方法，其中波紋材料被穿孔。
32. —種可用于井的方法，包括步驟 提供基管；用篩管至少部分地圍繞基管；使第一組線在篩管與基管之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸；以及 使第二組線與第一組線交織。
33. 如權(quán)利要求32的方法，其中第二組線中的每一條線都具有充分小 于第一組線的橫截面尺寸。
34. 如權(quán)利要求32的方法，其中第二組線中的線基本上與第一組線中 的線成橫向。
35. —種可用于井的方法，包括 提供基管；用篩管至少部分地圍繞基管；使至少一個(gè)部件在篩管與基管之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸；以及 在所述部件中形成至少一個(gè)縱向通道。
36. 如權(quán)利要求35的方法，其中所述至少一個(gè)縱向通道包括面向基管的敞開通道。
37. 如權(quán)利要求35的方法，其中所述至少一個(gè)縱向通道包括面向篩管 的敞開通道。
38. 如權(quán)利要求37的方法，還包括 巻繞在所述至少一個(gè)部件周圍的線。
39. 如權(quán)利要求37的方法，其中所述線適于螺旋地巻繞在所述至少一 個(gè)部件周圍。
40. 如權(quán)利要求35的方法，其中所述至少一個(gè)部件被穿孔。
41. 如權(quán)利要求35的方法，其中所述至少一個(gè)部件形成多個(gè)縱向通道。
42. —種可用于井的方法，包括 提供基管；用篩管至少部分地圍繞基管；以及在基管中形成縱向通道，所述通道至少部分地由篩管圍繞。
43. 如權(quán)利要求42的方法，還包括 在篩管與基管之間設(shè)置支撐層。
44. 如權(quán)利要求43的方法，其中支撐層包括編織網(wǎng)、方眼網(wǎng)或穿孔板 材料。
全文摘要
可用于井的篩管組件包括基管，篩管和肋。基管具有未穿孔部分并具有縱軸。篩管至少部分地圍繞基管的未穿孔部分，且肋在篩管與未穿孔部分之間的環(huán)形空間內(nèi)縱向延伸。篩管組件的柔性部件卷繞在肋周圍并設(shè)置在篩管與未穿孔部分之間的環(huán)形空間內(nèi)。柔性部件(例如，線)卷繞在肋周圍。各種其他機(jī)構(gòu)可以用來代替環(huán)形空間內(nèi)的肋和柔性部件。在這點(diǎn)上，可以使用這樣的環(huán)形支撐臂，比如波紋材料，具有縱向通道的部件，以及由與第二組線交織的第一組線形成的部件。可選地，縱向通道可以形成在基管的外表面中。
文檔編號(hào)E21B43/08GK101311494SQ200810092810
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者特杰·默內(nèi), 邁克爾·D·朗蘭, 阿瑟·迪貝韋克 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司