預填充礫石的防砂管的製作方法
2023-04-28 18:00:36 1
專利名稱：預填充礫石的防砂管的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油開釆裝置，具體涉及一種石油開釆專用防砂管。
技術背景對於疏鬆砂巖儲油層出砂問題已經成為影響油井產能的 一個關 鍵問題，現階段越來越多新型防砂管被投入到巿場並在現場取得了應 用。由於儲油層特性千變萬化，不同類型及不同結構的防砂管具有不 同的適應範圍，但不管哪一種防砂管，最終目標就是要實現在控制出 砂的情況下儘可能的發揮油井的產能。因此，防砂管的設計均以這兩 方面為目標進行結構及參數優化。目前石油釆掘現場，常用的完井方 式大多以裸眼篩管完井或礫石充填完井為主，從現場的實施狀況來 看，裸眼篩管完井附加表皮較低，初期產能較高，但由於防砂管均會 隨時間產生不同程度的堵塞，導致產能下降嚴重，不能達到穩定產量 的目的。採用礫石充填方式完井產能穩定，防砂效果好，相對裸眼篩 管完井具有明顯的優勢，但對於水平井來說，其施工工藝複雜，常常由於充填效果不理想導致防砂失效的情況發生，因此有必要設計出一 種新型的防砂管，既克服了裸眼完井產能不穩定的缺點，又避免了水 平井礫石充填施工工藝複雜的問題。發明內容本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，設計出一種新型的預填 充礫石的防砂管，該防砂管克服了裸眼完井產能不穩定的缺點，又避 免了水平井礫石充填施工工藝複雜的問題為實現上述目的，本發明的技術方案是採用一種預填充礫石的防 砂管，包括基管，套裝在所述基管外部的防砂管外殼，在所述基管與 所述防砂管外殼之間填充有礫石層，在所述基管的管壁與所述防砂管外殼的管壁上設有若干個導流孔。其中，所述防砂管外殼被設置在密封底座與密封蓋之間。其中，所述密封底座與所述基管的外壁固定連接，所述密封蓋與 所述基管的外壁螺紋連接，或卡接，或通過銷釘連接。其中，所述若干個導流孔均勻的分布在所述基管與所述防砂管外 殼的管壁上。其中，所述若干個導流孔均為翻邊孔。其中，所述設置在基管管壁上的翻邊孔成外窄內寬的V型縫型， 外壁的縫寬小於內部的縫寬。其中，設置在所述防砂管外殼上的導流孔為長方形。其中，所述導流孔的尺寸均小於最小礫石的尺寸。其中，所述礫石的粒度中值與儲層砂粒的粒度中值的比值為4 10。其中，所述礫石層的厚度不小於30cm。本發明的優點和有益效果在於，由於在該預填充礫石的防砂管中 礫石層的存在具有很好的擋砂效果。立體狀外殼可以改變流體流動形 態與方向，防止外殼堵塞。高導流能力基管可以保證通過礫石層的細 砂均可以通過基管產出，不會產生基管的堵塞。預充填好礫石的防砂 管可以直接下到井底，避免了礫石充填施工工藝複雜導致的各種問 題，節約完井成本，上述特點構成一有機的整體。防砂管的堵塞原因 很大程度上是環空砂的堆積在防砂管的外表面形成一層緻密的低滲 透層，導致整個流通通道的滲透率降低而影響產能，而在環空中充填 礫石可以有效的防止防砂管的堵塞，雖然礫石層的存在增加了流動阻 力，但是礫石層和防砂管的總流動阻力反而降低。根據這個結論，設 計出該種預充填礫石的防砂管，在基管的外面預充填一層高滲透率的 礫石層，避免了環空砂的堆積而引起的防砂管堵塞。
圖l是本發明預填充礫石的防砂管結構示意圖；圖2是圖1中B-B剖視圖； 圖3是圖1中A向局部放大圖。圖中1、防砂管外殼；2、礫石層；3、導流孔；4、密封底；5、 密封蓋；6、基管。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步描 述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以 此來限制本發明的保護範圍。如附圖1至3所示，本發明的具體實施技術方案是 採用一種預填充礫石的防砂管，包括基管6，套裝在所述基管6 外部的防砂管外殼1 ，在所述基管6與所述防砂管外殼1之間填充有礫 石層2，在所述基管6的管壁與所述防砂管外殼6的管壁上設有若干個 導流孔3。在本發明中，所述防砂管外殼l被設置在密封底座4與密封蓋5 之間。在本發明中，所述密封底座4與所述基管6的外壁固定連接，所 述密封蓋5與所述基管6的外壁螺紋連接，或卡接，或通過銷釘連接。在本發明中，所述若干個導流孔3均勻的分布在所述基管6與所 述防砂管外殼1的管壁上。在本發明中，所述若干個導流孔3均為翻邊孔。在本發明中，所述設置在基管6管壁上的翻邊孔成外窄內寬的V 型縫型，外壁的縫寬小於內部的縫寬在本發明中，設置在所述防砂管外殼l上的導流孔3為長方形。在本發明中，所述導流孔3的尺寸均小於最小礫石的尺寸。在本發明中，所述礫石的粒度中值與儲層砂粒的粒度中值的比值 為4 10,對於非均勻係數U03,取4-8倍，對於UOO，取5-10倍。礫石層厚度設計以不增加礫石層流動阻力為原貝'J 。在本發明中，所述礫石層2的厚度不小於30cm，外殼與基管的 縫寬設計以阻擋礫石層產出為目標，取最小礫石顆粒直徑的1/2-2/3。上述充填礫石尺寸及厚度的設計以大量室內評價試驗為基礎， 以既要達到較好的防砂效果，又要有利於防止砂侵以保持油井的穩產 為目的。設計中參考了室內評價試驗結論，根據儲層粒度分布特徵進 行調整後得出的。上述實施例的特點是，新型預充填礫石防砂管將礫石的充填與 高導流能力篩管結合在一起，具有以下四個技術特徵1、立體網狀 外殼可以改變流體流動形態與方向，防止外殼堵塞。2、礫石層的存 在具有很好的擋砂效果，並且有利於穩產需要。3、高導流能力基管 既可以擋住礫石層，又可以保證通過礫石層的細砂均可以通過基管產 出，不會產生基管的堵塞。4、預充填好礫石的防砂管可以直接下到 井底，避免了礫石充填施工工藝複雜導致的各種問題，節約完井成本。 四部分技術特點形成一個有機的整體，該種設計思路是這種新型預充 填礫石防砂管的核心。該防砂管結構由三部分組成高導流能力基管6、抗堵塞能力的 防砂管外殼1及中間的礫石層2，這三部分是一個有機的整體，該結構 設計來源於大量室內防砂管評價試驗得出的一個規律性結論防砂管 的堵塞原因很大程度上是環空砂的堆積在防砂管的外表面形成一層 緻密的低滲透層，導致整個流通通道的滲透率降低而影響產能，而在 環空中充填礫石可以有效的防止防砂管的堵塞，雖然礫石層的存在增 加了流動阻力，但是礫石層和防砂管的總流動阻力反而降低。根據這 個結論，設計出該種預充填礫石的防砂管，在基管6的外面預充填一 層高滲透率的礫石層2，避免了環空砂的堆積而引起的防砂管堵塞。防砂管結構及參數是影響防砂效果及產能的主要因素。因此本發 明在對此進行設計時進行了大量的室內出砂模擬評價試驗，從而達到 優化其結構與參數的目的。結構設計包括防砂管外殼l結構為立體網狀結構，能防止外殼堵塞；具有足夠強度，不發生變形，基管6結構為外窄內寬的導流孔 可以防止防砂管產生堵塞；單位面積孔的數目以不發生變形，具有足 夠的抗壓、抗彎強度為基礎儘可能的提高過流能力。參數設計包括礫石尺寸可根據地層砂粒度分布確定其充填礫石 目數，防止砂侵影響礫石層的滲透率、礫石層厚2度能有效的阻擋大 部分地層砂，並且保持產能的穩定，基管6導流孔3能具有足夠的過 流能力，阻擋礫石層2通過基管6進入井底，保證通過礫石層2的地 層砂均可以通過基管產出，及外殼導流孔3能阻擋全部礫石層，具有 足夠的過流能力。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領 域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以 做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種預填充礫石的防砂管，其特徵在於，包括基管，套裝在所述基管外部的防砂管外殼，在所述基管與所述防砂管外殼之間填充有礫石層，在所述基管的管壁與所述防砂管外殼的管壁上設有若干個導流孔。
2、 如權利要求1所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所 述防砂管外殼被設置在密封底座與密封蓋之間。
3、 如權利要求2所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所述密封底座與所述基管的外壁固定連接，所述密封蓋與所述基管的外 壁螺紋連接，或卡接，或通過銷釘連接。
4、 如權利要求1所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所 述若干個導流孔均勻的分布在所述基管與所述防砂管外殼的管壁上。
5、 如權利要求4所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所 述若干個導流孔均為翻邊孔。
6、 如權利要求5所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所 述設置在基管管壁上的翻邊孔成外窄內寬的V型縫型，外壁的縫寬 小於內部的縫寬。
7、 如權利要求5所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，設置在所述防砂管外殼上的導流孔為長方形。
8、 如權利要求6或7所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所述導流孔的尺寸均小於最小礫石的尺寸。
9、 ^權利要求1所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所 述礫石的粒度中值與儲層砂粒的粒度中值的比值為4 10。
10、 如權利要求9所述的預填充礫石的防砂管，其特徵在於，所 述礫石層的厚度不小於30cm。
全文摘要
本發明涉及石油開採裝置，具體涉及一種石油開採專用的預填充礫石的防砂管，包括基管，套裝在所述基管外部的防砂管外殼，在所述基管與所述防砂管外殼之間填充有礫石層，在所述基管的管壁與所述防砂管外殼的管壁上設有若干個導流孔。由於在該預填充礫石的防砂管中礫石層的存在具有很好的擋砂效果。立體狀外殼可以改變流體流動形態與方向，防止外殼堵塞。高導流能力基管可以保證通過礫石層的細砂均可以通過基管產出，不會產生基管的堵塞。
文檔編號E21B43/08GK101403289SQ20081022680
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月17日 優先權日2008年11月17日
發明者何寶生, 偉 姜, 曾祥林, 王利華, 董星亮, 鄧金根 申請人:中國石油大學(北京)