鑲焊過濾塊的防砂篩管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鑲焊過濾塊的防砂篩管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在疏松砂巖儲層的石油天然氣開采過程中，一般都存在地層出砂問題，地層砂隨著油氣水帶到井筒或地面的設(shè)備內(nèi)，給生產(chǎn)帶來麻煩。為了防止油氣井生產(chǎn)時出砂，需要使用能夠有效過濾油氣水的防砂篩管。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中常用的防砂篩管可以大致分為兩種結(jié)構(gòu)類型:
[0004]一種是在基管外面套設(shè)過濾套的結(jié)構(gòu)，過濾套種類較多，包括繞絲過濾套、沖縫過濾套、復(fù)合網(wǎng)過濾套、金屬棉過濾套、金屬粉末燒結(jié)過濾套等各種類型，其共同特點(diǎn)之一是防砂篩管的外徑明顯大于基管外徑，在水平井中下入比較困難，容易造成過濾套損壞。
[0005]另一種是在基管管壁上設(shè)置過濾單元的結(jié)構(gòu)，包括割縫篩管、鑲塊式篩管。其共同特點(diǎn)之一是篩管的外徑和內(nèi)徑與基管相同，容易下入水平井內(nèi)，但存在的問題是過濾面積受限制，同時由于井下腐蝕環(huán)境造成割縫篩管的縫寬變化和鑲塊式篩管的掉塊問題?，F(xiàn)有的鑲塊式篩管的過濾塊與基管通孔之間采用螺紋連接，基管螺紋腐蝕會直接導(dǎo)致過濾塊脫落、防砂失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種鑲焊過濾塊的防砂篩管及其制備方法，以使防砂篩管易于下入水平井內(nèi)，并提高篩管的過濾面積，解決過濾塊脫落問題。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種鑲焊過濾塊的防砂篩管，包括:基管，該基管的管壁外側(cè)開設(shè)有多個長圓階梯凹槽，該長圓階梯凹槽的底部設(shè)有通孔與基管內(nèi)部相通；以及多個過濾塊，該過濾塊的形狀與該長圓階梯凹槽的形狀相同，每個長圓階梯凹槽內(nèi)均鑲?cè)胍粋€過濾塊；其中，該過濾塊與該長圓階梯凹槽的配合面采用焊接的方式成為一體。
[0010]上述方案中，所述多個長圓階梯凹槽，呈周期性排布于基管的管壁外側(cè)。
[0011 ] 上述方案中，所述過濾塊包括不銹鋼開孔盒和復(fù)合過濾層，其中該不銹鋼開孔盒底部密布有多個濾孔，該復(fù)合過濾層封裝于該不銹鋼開孔盒內(nèi)，封裝有復(fù)合過濾層的不銹鋼開孔盒倒扣鑲焊于該長圓階梯凹槽內(nèi)。
[0012]上述方案中，所述不銹鋼開孔盒底部密布的多個濾孔，其直徑為2?5mm。所述復(fù)合過濾層采用多層不銹鋼編織網(wǎng)復(fù)合而成，或者采用不銹鋼編織網(wǎng)與不銹鋼纖維氈復(fù)合而成。所述不銹鋼編織網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸范圍為0.05mm?0.30mm ;所述不銹鋼纖維氈的絲徑范圍為0.05mm?0.20mm，壓縮厚度范圍為I?5mm，過濾精度與地層砂粒度中值相匹配。
[0013]上述方案中，所述復(fù)合過濾層采用不銹鋼編織網(wǎng)與不銹鋼纖維氈復(fù)合而成時，所述不銹鋼纖維氈夾持在雙層或多層不銹鋼編織網(wǎng)之間。
[0014]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種制備所述的鑲焊過濾塊的防砂篩管的方法，包括:在基管的管壁外側(cè)開設(shè)多個長圓階梯凹槽；制備多個形狀與長圓階梯凹槽的形狀相同的過濾塊；以及將過濾塊鑲嵌到基管管壁外側(cè)的長圓階梯凹槽內(nèi)，采用焊接的方式將過濾塊與長圓孔的配合面熔化焊接為一體，打磨焊接處實(shí)現(xiàn)過濾塊與基管表面的無縫連接。
[0015]上述方案中，所述在基管的管壁外側(cè)開設(shè)多個長圓階梯凹槽，是采用銑削鍵槽的方法實(shí)現(xiàn)的。
[0016]上述方案中，所述過濾塊包括不銹鋼開孔盒和復(fù)合過濾層，其中該不銹鋼開孔盒底部密布有多個濾孔，該復(fù)合過濾層封裝于該不銹鋼開孔盒內(nèi)，封裝有復(fù)合過濾層的不銹鋼開孔盒倒扣鑲焊于該長圓階梯凹槽內(nèi)。
[0017]上述方案中，所述不銹鋼開孔盒采用模壓或銑削加工而成。
[0018]上述方案中，所述復(fù)合過濾層采用多層不銹鋼編織網(wǎng)復(fù)合而成，或者采用不銹鋼編織網(wǎng)與不銹鋼纖維氈復(fù)合而成。
[0019]上述方案中，所述復(fù)合過濾層采用不銹鋼編織網(wǎng)與不銹鋼纖維氈復(fù)合而成時，所述不銹鋼纖維氈夾持在雙層或多層不銹鋼編織網(wǎng)之間。
[0020]上述方案中，所述采用焊接的方式將過濾塊與長圓孔的配合面熔化焊接為一體，是采用氬弧焊或等離子焊接工藝實(shí)現(xiàn)的。
[0021](三)有益效果
[0022]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]1、本發(fā)明提供的這種鑲焊過濾塊的防砂篩管及其制備方法，在裝配時，先將過濾塊鑲嵌到基管外壁上的長圓孔腔內(nèi)，再采用氬弧焊或等離子焊接工藝將過濾塊與長圓孔的配合面熔化焊接為一體，經(jīng)打磨后在外觀上過濾塊與基管表面無縫連接，篩管的外徑和內(nèi)徑與基管一致，便于下井作業(yè)，使防砂篩管易于下入水平井內(nèi)，提高了產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性。
[0024]2、本發(fā)明提供的這種鑲焊過濾塊的防砂篩管及其制備方法，在防砂篩管的管壁外側(cè)開設(shè)有多個周期性排布的長圓階梯凹槽，長圓階梯凹槽的底部設(shè)有通孔與基管內(nèi)部相通，并且每個長圓階梯凹槽內(nèi)均鑲?cè)胍粋€過濾塊，大大提高了篩管的過濾面積，徹底解決了過濾塊脫落問題
[0025]3、本發(fā)明提供的這種鑲焊過濾塊的防砂篩管及其制備方法，便于規(guī)模化生產(chǎn)和質(zhì)量控制，有利于提高生產(chǎn)效率、降低制造成本，同時便于下井作業(yè)，提高了產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的鑲焊過濾塊的防砂篩管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明在防砂篩管的管壁外側(cè)開設(shè)有的多個周期性排布的長圓階梯凹槽的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明提供的不銹鋼開孔盒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明提供的過濾塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明提供的制備鑲焊過濾塊的防砂篩管的方法流程圖；
[0031]圖6為本發(fā)明提供的過濾塊在基管上的裝配焊接示意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明提供的過濾塊與基管的鑲嵌焊接打磨后的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034]本發(fā)明對傳統(tǒng)的鑲塊式篩管的結(jié)構(gòu)和制造方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用在防砂篩管的管壁外側(cè)開設(shè)多個周期性排布的長圓階梯凹槽，長圓階梯凹槽的底部設(shè)有通孔與基管內(nèi)部相通，并且每個長圓階梯凹槽內(nèi)均鑲?cè)胍粋€過濾塊，過濾塊與長圓階梯凹槽的配合面采用焊接的方式成為一體，經(jīng)打磨后在外觀上過濾塊與基管表面無縫連接。篩管的外徑和內(nèi)徑與基管一致，使防砂篩管易于下入水平井內(nèi)，提高了產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性。在防砂篩管的管壁外側(cè)開設(shè)多個周期性排布的長圓階梯凹槽，長圓階梯凹槽的底部設(shè)有通孔與基管內(nèi)部相通，能夠有效提高防砂篩管的過濾面積。過濾塊與基管鑲嵌焊接為一體，保證了管體的整體強(qiáng)度及可靠性，徹底解決過濾塊脫落問題，而且有利于提高生產(chǎn)效率、降低制造成本。
[0035]如圖1至圖4所示，本發(fā)明提供的鑲焊過濾塊的防砂篩管包括基管I和多個過濾塊2，其中基管I的管壁外側(cè)開設(shè)有多個長圓階梯凹槽5，該長圓階梯凹槽5的底部設(shè)有通孔6與基管I的內(nèi)部相通；該過濾塊2的形狀與該長圓階梯凹槽5的形狀相同，每個長圓階梯凹槽5內(nèi)均鑲?cè)胍粋€過濾塊2，該過濾塊2與該長圓階梯凹槽5的配合面采用焊接的方式成為一體。將過濾塊與基管鑲嵌焊接為一體，保證了管體的整體強(qiáng)度及可靠性，徹底解決過濾塊脫落問題。
[0036]參照圖1和圖2，本發(fā)明提供的鑲焊過濾塊的防砂篩管，采用標(biāo)準(zhǔn)的石油套管作為基管1，在基管I的一端有接箍3，另一端有連接螺紋4，在基管I的管壁外側(cè)銑出若干個長圓階梯凹槽5，在長圓階梯凹槽5的底部鉆出若干個通孔6與基管I內(nèi)部相通，在長圓階梯孔5中鑲?cè)脒^濾塊2，然后采用氬弧焊或等離子焊接沿過濾塊2與長圓階梯凹槽5之間的配合面連續(xù)焊接一圈(圖5和圖6中焊縫12)，與基管I形成融為一體，形成可靠的防砂結(jié)構(gòu)。其中，多個長圓階梯凹槽5呈周期性排布于基管I的管壁外側(cè)。長圓階梯凹槽的底部設(shè)有通孔與基管內(nèi)部相通，能夠有效提高防砂篩管的過濾面積。
[0037]圖3和圖4中，過濾塊包括不銹鋼開孔盒7和復(fù)合過濾層(9、10、11)，其中該不銹鋼開孔盒7底部密布有多個濾孔8，該復(fù)合過濾層封裝于該不銹鋼開孔盒7內(nèi)。圖1中，封裝有復(fù)合過濾層的不銹鋼開孔盒倒扣鑲焊于該長圓階梯凹槽內(nèi)。
[0038]圖3和圖4中，不銹鋼開孔盒7底部密布的多個濾孔8，其直徑為2?5_。復(fù)合過濾層可以采用多層不銹鋼編