井下篩管制造方法
2023-06-15 02:12:51
專利名稱：井下篩管制造方法
技術領域：
本發明的技術領域是井下篩管制造方法，更具體地說，是篩管材料製造方法和篩管材料在中心管上的附著方法。
背景技術：
井下使用篩管通常繞一中心管形成，該中心管穿有孔或者具有一些開口。中心管附著成井下延伸管柱的一部分，這樣能夠將其適當地設置在採油區中。在中心管周圍是過濾材料，在過濾材料周圍是外罩。外罩通常為帶有衝壓開口的金屬薄管，所述衝壓開口設計成在下井或在從井中取出篩管時保護篩管材料不損壞。通氣孔通常足夠大，以便不會有意地限制對過濾材料的流動。排除的目標尺寸顆粒由篩管材料的開口尺寸確定。過去，廣泛使用的篩管材料是USP5611399中所示和所述的DutchTwill織物。該專利還披露了通過模具延伸管狀組件以封閉由管形上彎曲並卷邊的端部形成的搭疊縱向接縫的技術。涉及製作井下使用篩管的其他專利包括USP630M68和6607032。以往這些技術的缺點在於，由於端部的卷邊和摺疊，形狀明顯失圓。於是，在接合到中心管的過程期間，所施加的企圖將組件的端部固定到中心管或企圖密封縱向接縫或螺旋接縫的壓縮力不是最優的。這是因為形狀失圓限制了在篩管結構整個外周均勻施加密封壓縮力而不能使過濾介質的摺疊和卷邊材料的堆積區應力過大的能力。另一個解決方案是從試圖形成接縫的成本和體積上的觀點，使用Dutch Twill織物結構。本發明涉及使用多層平織物網格材料和擴散結合這些層以製造粘結過濾層組件， 其能夠實現Dutch Twill織物的性能，但成本為其幾分之一。另外，組件配合邊緣被壓縮而厚度減少，這樣，當被軋製成管形時，端部將搭疊在一起，搭疊接縫的厚度大約與組件其他地方的厚度相等，從而使形狀的外部或圓形最小，並使延長組件長度的接合更堅固以及端部連接更堅固。可選擇地，一彈性材料可以放置在搭疊邊緣上，並壓縮成織物，或者在開始， 當組件仍然是平片材形式時，或者而後，當組件為管形並穿過模具而與中心管一起移動時。 本領域技術人員應更容易理解，本發明的優選方式的細節從下面的描述及相關聯的視圖中將變得清楚，同時應當承認，本發明的全部範圍都將在權利要求書中找到。
發明內容
一種製造井下使用篩管的方法，其利用了相互擴散結合在一起的濾網層。在形成管狀之前，或者其後，在管狀和處於內部的中心管從模具抽出以接合由搭疊邊緣形成的接縫時，在附著在一起的片材被軋製成管時搭疊在一起以形成接縫的端部被壓縮。由於邊緣的壓縮，當邊緣搭疊在一起形成管時，搭疊處的壁厚度大約與篩管部分的其餘厚度相同。可選擇地，可以將彈性材料壓縮到待搭疊在一起以形成基本上縱向的接縫的篩管部分的開口區域中。接縫可以平行於篩管軸線或者螺旋環繞篩管軸線。外穿孔罩板提供一壓縮力，當外穿孔罩板、過濾管和處於內部的中心管組件被抽拉穿過模具時，該壓縮力保持對沙粒在接縫搭疊表面之間流動的抵抗屏障。
圖1是局部剖取以顯示本發明的篩管組裝方法的透視圖；圖2是沿圖1中的線2-2剖取的剖視圖；圖3顯示了擴散結合之後帶有較薄端部的片狀篩管材料。
具體實施例方式圖1示出了多片網格材料10，這些網格材料10基本上位於單個平面內，它們彼此對齊，並優選通過擴散結合技術彼此結合在一起，如箭頭12示意性所標記的。中心管14具有在平行列上顯示的孔或開口 16，但是，本發明包括中心管14上的任何型式、任何開口尺寸或任何開口區域。最終，篩管組件30將覆在開口 16在罩板M的端部20和22之間所處的區域上。網格材料10的長度比端部20、22之間的間距略短。罩板M以帶有開口觀的平片材開始，開口觀的尺寸配置成使得罩板在下到井眼中時保持結構整體性以保護網格材料10，但在運行時，開口觀提供足夠的開放區域和大的開口尺寸，這樣，它們的過濾量可以忽略，並在通過組件的期望流量下形成最小的壓降。接縫26位於罩板M上，其方向可以為縱向或螺旋。優選進行焊接。擴散結合在一起之後的網格層10，如圖3箭頭12所表示的，形成組件30，組件30 則具有相對的邊緣32、34。這些邊緣32和34可以被機械壓縮或者以其他方式壓縮，這樣在組件30被軋製成管形時，邊緣32和34搭疊在一起，如圖2所示，使得它們的總厚度優選等於或稍微大於組件30的不搭疊邊緣部分的厚度。作為選擇，片材10也可以在擴散結合之前組疊在一起，在形成管形時搭疊在一起的優選相對的端部上形成更薄的邊緣。儘管優選整個外周厚度均一，但是組件30在接縫處的壁厚度為其他地方厚度的大約10%之內的變化是可以接受的。組件30中片材10的數量可以隨應用而變化，許多應用的範圍是3-6層。 待搭疊在一起的薄端部32、34還可以具有裝在一個邊緣或兩個邊緣上的彈性材料36。優選地，材料36為橡膠或另一種與井狀況相適合的材料。優選在壓縮邊緣32或34之前施加材料36，這樣，它直接進入組件30的網格中的開放空間中。作為選擇，邊緣32和34的壓縮也可以在它們搭疊成管形並被強制通過如附圖標記38示意性所示的模具之後進行。同樣，也可以在使用模具38用於最後組裝之前將材料36施加到一個或兩個邊緣上。組裝的優先次序是形成平片材形式的組件30，然後壓縮邊緣32、34，或者也可以由片材組疊的方式形成更薄的端部。組件可以被軋製成比中心管14外徑更小的直徑，這樣，在軋制組件30被強制開啟以套到中心管14上時，其具有充足的記憶留在適當位置處， 邊緣32、34與已經推到搭疊端部的開口中的材料36(如果使用)搭疊在一起。理想地，在端部32和34對齊並彼此搭疊情況下，軋制的組件30的尺寸為中心管14的外徑，這樣組件 30的外部不會有隆起或者隆起極少。當組件30位於中心管14上時，已經為管形的罩板M 在組件30上滑動，它們之間優選為間隙配合。在採用模具38向中心管14壓縮組件30和罩板M之前，在中心管上標記罩板M的位置。端部20和22被正好推到中心管14上。其間，罩板M被壓緊在組件30上，而組件30又被緊緊地推壓在中心管14上，如圖2所示。可選擇地，端部20或22或者兩者都可以焊接到中心管14上。本領域技術人員應當明白，上述方法允許使用由多層10製成的組件30，這些層10為基本上在一平面內的網格篩管(mesh screen)，網格篩管的製造比在世界上高製造成本場所製造的Dutch Twill織物更便宜。類似於篩門所使用的類型的基本網格篩管能夠由世界上許多低成本場所製造。當這些層10優選擴散結合在一起時，組件30能夠起到與Dutch Twill的篩管材料同等的功能，但是更便宜。通過利用多層製造組件30，形成了封閉縱向接縫或螺旋接縫的新方案，其不需焊接，而焊接在某些條件的井下可能會失效。雖然Dutch Twill使用單層，並且搭疊邊緣不會像組裝問題一樣帶來這樣大的隆起，但是，至少為厚度接近0. 040英寸的現有Dutch Twill結構兩倍厚的組件30需要進行邊緣處理來解決更大厚度的問題，但是仍不需要許多操作人員所不希望的焊接。因此，本發明允許利用更便宜的、但更厚的篩管組件，並找到了一個通過邊緣厚度減少而不是焊接來密封其中的接縫的方法，但能實現並具有增加接縫密封材料36的柔性，所述接縫密封材料36通過一次或兩次密封而密封網格中的開口或/和通過在端部搭疊時雙倍進行密封。
上文示例性描述了優選實施例和各種變形，不意味著對本發明最大範圍的體現， 本發明最大範圍由下面所附的權利要求書確定，該權利要求書適當給出了字面或等同的全部範圍。
權利要求
1.一種製造井下篩管組件的方法，其包括將分散的多層篩管材料相互組裝在一起；不使用焊接，在中心管的開口上使所組裝的層的相對邊緣彼此接合。
2.如權利要求1所述的方法，包括用擴散結合組裝所述層。
3.如權利要求1所述的方法，包括在所組裝的層形成管形之前，減少所述組裝的層的至少一個邊緣的厚度。
4.如權利要求3所述的方法，包括在所組裝的層形成管形之前，減少所組裝的層的所述相對邊緣的厚度。
5.如權利要求1所述的方法，包括在所組裝的層搭疊之前，使用機械壓縮來減少所組裝的層的至少一個邊緣的厚度。
6.如權利要求1所述的方法，包括在壓縮所述邊緣以減少其厚度之前，在所組裝的層的至少一個邊緣上增加密封材料。
7.如權利要求6所述的方法，包括施力迫使密封材料進入所組裝的層的邊緣處的開口中。
8.如權利要求4所述的方法，包括使得搭疊邊緣的厚度不大於所組裝的層上的其他地方的厚度。
9.如權利要求1所述的方法，包括不使用焊接，將所組裝的層的端部固定到中心管上。
10.如權利要求1所述的方法，包括當所組裝的層位於中心管上時，將一罩板放到所組裝的層上；對帶有所組裝的層和罩板的所述中心管施加作用力以使其穿過模具，從而將罩板和組裝的層接合到中心管上。
11.如權利要求1所述的方法，包括將所組裝的層軋制到直徑比中心管外徑小；打開所軋制的組件，以將其置於中心管上；依靠所軋制的組裝層的記憶，使所軋制的組件保持在中心管的適當位置，且端部搭疊。
12.如權利要求11所述的方法，包括使管狀罩板在所組裝的中心管和所軋制的組裝層上滑動；推動帶有所軋制的組裝層和所述罩板的所述中心管穿過模具，以將罩板接合到中心管上，並密封罩板下方所組裝的層的接縫。
13.如權利要求12所述的方法，包括在軋制所組裝的層之前，或者作為穿過模具進行所述推動的結果，減少所組裝的層的至少一個邊緣的厚度。
14.如權利要求13所述的方法，包括在將所組裝的層軋製成管形之前，減少所組裝的層的所述相對邊緣的厚度。
15.如權利要求14所述的方法，包括在所組裝的層搭疊之前，使用機械壓縮減少所組裝的層的至少一個邊緣的厚度。
16.如權利要求15所述的方法，包括使得搭疊邊緣的厚度不大於所組裝的層上的其他地方的厚度。
17.如權利要求16所述的方法，包括在壓縮所述邊緣以減少其厚度之前，在所組裝的層的至少一個邊緣上增加密封材料。
18.如權利要求17所述的方法，包括施力迫使密封材料進入所組裝的層的邊緣處的開口中。
19.如權利要求18所述的方法，包括不使用焊接，將所組裝的層的端部固定到中心管上。
20.如權利要求19所述的方法，包括在罩板的端部施力將罩板壓在中心管上，以將所組裝的層的端部固定到中心管上。
21.如權利要求20所述的方法，包括在罩板兩端將罩板焊接到中心管上。
全文摘要
一種製造井下使用篩管的方法，其利用了相互擴散結合在一起的濾網層。在形成管狀之前，或者其後在管狀和處於內部的中心管從模具抽出以接合由搭疊邊緣形成的接縫時，在附著在一起的片材被軋製成管時搭疊在一起以形成接縫的端部被壓縮。由於邊緣的壓縮，當邊緣搭疊在一起形成管時，搭疊處的壁厚度大約與篩管部分的其餘厚度相同。可選擇地，可以將彈性材料壓縮到待搭疊在一起以形成基本上縱向的接縫的篩管部分的開口區域中。接縫可以平行於篩管軸線或者螺旋環繞篩管軸線。外穿孔罩板提供一壓縮力，當外穿孔罩板、過濾管和處於內部的中心管組件從模具抽出時，該壓縮力保持對沙粒在接縫搭疊表面之間流動的抵抗屏障。
文檔編號E21B43/08GK102216559SQ200980146007
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月13日 優先權日2008年11月19日
發明者E·R·彼得森 申請人:貝克休斯公司