開關式防砂篩管的製作方法

2023-05-13 01:44:51 2

專利名稱：開關式防砂篩管的製作方法
技術領域：
開關式防砂篩管
一、 技術領域
本實用新型涉及一種油井用防砂篩管，特別涉及一種能夠控制油層液體流入防砂管內 的開關式防砂篩管。
二、 背景技術-
現有的防砂篩管主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔式篩管中心管和上接頭接箍、下 接頭組成。目前現有的金屬繞絲防砂管，金屬棉濾砂管；精密濾網式濾砂管；金屬氈濾砂 管，雙層繞絲預充填濾砂管；酚醛樹脂覆膜砂濾砂管；陶瓷濾砂管等，都是這種形式。以 上各種防砂篩管安裝在油井內與出砂產液層對應時，油井的產出液在油井生產壓差的作用 下，流過防砂篩管的外保護層孔眼、擋砂過濾層微孔(縫)、打孔式篩管中心管，進入防砂 篩管內部沿打孔篩管中心管上行被油井內的舉升泵舉升到地面，油井產出液中的砂粒被防 砂篩管的擋砂過濾層擋在防砂篩管的外部，使油井內被舉升上來的液體中不含砂粒，從而 實現了油井的防砂。
但是，現有的防砂篩管在多油層防砂或長井段防砂時，不能分層或分段控制產出液的 流動，不能實現分層或分段生產，特別是油井的防砂後生產一段時間，油井產出液含水升 高，不進行修井作業測試無法找到產出水層(或段)無法關閉產出水層(或段)，這樣使油 井生產經濟效益變差，直至修井作業，造成作業次數增加、費用高、油井利用率低。
三、 實用新型內容
本實用新型的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種開關式防砂篩管，能 夠方便地在油井正常生產過程中找到產出水層(或段)和關閉高含水層(或段)，只對低含 水層(段)生產。
其技術方案是主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔式篩管中心管和上接頭接箍、下 接頭B組成防砂篩管(II )，打孔篩管中心管上端連接在上接頭接箍上，下端連接下接頭B， 在防砂篩管(II)的兩端或中間活動連接液壓程序開關(I )和機械式開關(III)，在所述 的防砂篩管(II)的打孔式篩管中心管內安裝同心承壓管，打孔式篩管中心管與同心承壓 管之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關和機械式開關(III) 所控制，機械式開關(in)打開後液體可以通過防砂篩管上的擋砂過濾層流入或流出油層， 關閉後為液壓程序開關提供密閉空間。
上述的液壓程序開關(I )主要由上接頭、密封工作筒、上活塞、鋼球、單流閥體、 程序軌道中心管、軌道銷釘、彈簧和下接頭組成，上接頭的內外分別活動連接程序軌道中 心管和密封工作筒，並組成密閉空間，實現對孔D的封閉或打開；上活塞和單流閥體連為一體，形成單流活塞，鋼球安裝在單流閥體內部的球座內用於封堵單流閥體內的液流孔， 形成單流活塞。
上述的單流活塞與被轉環和固定環固定在程序軌道內的軌道銷釘連為一體，彈簧被安 裝在固定環的下端，推動單流活塞向上運動，接箍上螺紋連接在程序軌道中心管上，承受 彈簧的彈力。
上述的同心承壓管與打孔篩管中心管形成的環形空間向上通向液壓程序開關(I )的
單流閥體的下部，向下通向機械式開關(m)的密封套與開關體構成的環形空間，使通過 防砂篩管(n)的外保護層、擋砂過濾層和打孔式篩管中心管的地層流體被上部的液壓程 序開關(i)的單流活塞和下部機械式開關(ni)的滑套控制。
上述的機械式開關(in)主要由開關體、滑套、密封套、上下過渡接頭組成，密封套
的兩端分別與下接頭B和下密封接頭連接，開關體的兩端分別與上下過渡接頭活動連接，
開關體設有c孔，密封套與開關體構成環形空間，滑套在開關體內可以上下滑動，使滑套 可以封閉或打開c孔，封閉或打開油層液體流出地面和地面流體流入油層的通道。
上述的下過渡接頭通過螺紋將開關體和死節連為一體，下密封接頭通過螺紋與密封套 和死堵連為一體，滑套拉回原位重新關閉c L，切斷流體進入油層的通道，使防砂篩管(n) 內部形成承內壓密閉腔，從而對液壓程序開關實施打開與關閉作業。
上述的程序軌道中心管上設有多個軌道點(E、 K、 M、 W)和(X、 G、 L、 Y)，液壓程 序開關(I )的打開與關閉受上活塞位於程序軌道中心管上孔D的位置決定，軌道銷釘在 程序中心管的軌道點E、 K、 M、 W時，上活塞位於孔D的上方，鋼球上部與D孔相對， 液壓程序開關處於打開狀態油層可以生產；軌道銷釘在程序軌道X， G， L， Y點時，上活 塞位於D孔的下方，鋼球上部被上活塞和程序軌道中心管封死，液壓程序開關處於關閉狀 態，對應油層被封閉。
本實用新型的工作原理是本實用新型的開關式防砂篩管分層安裝在油井內後，每個 層的油層流體通過對應層的外保護管、擋砂過濾層，進入打孔式篩管中心管和同心承壓管 的環形空間，與液壓程序開關和機械式開關的進液環空連通。機械式開關為常閉開關，一 般通過向井內加液壓使液壓程序開關的單流活塞位置發生變化，實現對某一油層流體的打 開或封閉。從而實現在正常生產過程中的換層生產。只有當需要向油層內擠注液體時，下 工具打開機械式開關後向油層內擠入處理液，施工完成後再關閉機械式開關，給液壓程序 開關動作提供單向密閉條件。
本實用新型的有益效果是通過擋砂層過濾後的油井產出液用液壓程序開關和機械式 開關配合控制，就可以方便的實現油層的封閉與打開，從而實現關閉高含水層(段)打開 低含水層(段)生產的目的；避免修井作業次數的增加，提高了油井的生產經濟效益，使 油井的利用率大大提高。


附圖1是本實用新型的液壓程序開關I的縱向剖面附圖2是本實用新型的防砂篩管n的縱向剖面附圖3是本實用新型的機械式開關III的縱向剖面圖； 附圖4是本實用新型的程序軌道的示意圖。
上圖中上接頭(1)、密封工作筒(2)、上活塞(3)、鋼球(4)、單流閥體(5)、程 序軌道中心管(6)、轉環(7)、軌道銷釘(8)、程序軌道中心管(9)、彈簧(10)接箍(11)、 同心承壓管(12)、下接頭(13)、上接頭接箍(14)、打孔式篩管中心管(15)、擋砂過濾 層(16)、外保護層(17)、下接頭B (18)、上過渡接頭(19)、幵關體(20)、滑套(21)、 密封套(22)、下過渡接頭(23)、死節(24)、下密封接頭(25)、死堵(26)。
五具體實施方式
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結合附圖1-3，對本實用新型作進一歩的描述主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔 式篩管中心管和上接頭接箍、下接頭B組成防砂篩管II,打孔篩管中心管上端連接在上接 頭接箍上，下端連接下接頭B，在防砂篩管II的兩端或中間活動連接液壓程序開關I和機
械式開關m，在所述的防砂篩管ii的打孔式篩管中心管內安裝同心承壓管，打孔式篩管中 心管與同心承壓管之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關和機 械式開關ni所控制，機械式開關in打開後液體可以通過防砂篩管上的過濾層流入或流出油 層，關閉後為液壓程序開關提供密閉空間。
其中，液壓程序開關I主要由上接頭1、密封工作筒2、上活塞3、鋼球4、單流閥體 5、程序軌道中心管6、轉環7、軌道銷釘8、程序軌道中心管9、彈簧10和接箍11組成， 上接頭1的內外分別連接程序軌道中心管9和密封工作筒2，並組成密閉空間，實現對孔 D的封閉或打開；上活塞3和單流閥體5連為一體，形成單流活塞，鋼球4安裝在單流閥 體5內部的球座內用於封堵單流闊體5內的液流孔，形成單流活塞。單流活塞與被轉環7 和固定環9固定在程序軌道內的軌道銷釘8連為一體，彈簧10被安裝在固定環9的下端， 推動單流活塞向上運動，接箍11上螺紋連接在程序軌道中心管6上，承受彈簧10的彈力。
而機械式開關m主要由開關體20、滑套21、密封套22、上下過渡接頭19、 23組成， 密封套22的兩端分別與下接頭B18和下密封接頭25連接，開關體20的兩端分別與上下 過渡接頭19、 23活動連接，開關體20設有C孔，密封套22與開關體20構成環形空間， 滑套26在開關體內可以上下滑動，使滑套26可以封閉或打開C孔，封閉或打開油層液體 流出地面和地面流體流入油層的通道。
參照圖1，液壓程序開關I由上接頭1連接在油管柱上，密封工作筒2由螺紋連接在 上接頭1上，起到懸掛下部管柱重量，與上活塞3和用螺紋連接在上接頭1上的程序軌道 中心管6組成密閉空間，實現對孔D的封閉或打開。上活塞3和單流閥體5用螺紋連為一 體，形成單向流活塞，鋼球4安裝在單流閥體5內部的球座內用於封堵單流閥體5內的液流孔，形成單流活塞，只許單流閥體下部的液體頂開鋼球上行，不許單流閥體上部的液體 下行，為油管內憋壓提供條件。軌道銷釘8被轉環7和固定環9固定在程序軌道內與單流 活塞連為一體。彈簧10被安裝在固定環9的下端，推動單流活塞向上運動。接箍ll上螺 紋連接在程序軌道中心管6上，承受彈簧10的彈力，接箍11下螺紋接同心承壓管12，下 接頭13上螺紋連接在密封工作筒2下螺紋連接防砂篩管II的上接頭接箍14，打孔篩管中 心管15上螺紋連接在上接頭接箍14上，下螺紋連接下接頭B18，同心承壓管12與打孔篩 管中心管15形成的環形空間向上通向液壓程序開關I的單流閥體5的下部，向下通向機械 式開關III的密封套22與開關體20構成的環形空間，使通過防砂篩管II的外保護層17、擋 砂過濾層16、打孔式篩管中心管15的地層流體被上部的液壓程序開關的單流活塞和下部 機械式開關工具的滑套21控制。上過渡接頭19通過螺紋將同心承壓管12和開關體20連 為一體，滑套21在開關體內在一定轉向機械力的作用下可以上下滑動，圖示位置滑套21 封閉C孔，封閉了油層液體流出地面和地面流體流入油層的通道，當滑套21下行使C孔 露出時油層流體可以通過外保護層17、擋砂過濾層16、打孔式篩管中心管15流入同心承 壓管被舉升到地面，地面液體也可以經C孔通過擋砂過濾層16進入油層。下過渡接頭23 通過螺紋將開關體20和死節24連為一體，下密封接頭25通過螺紋與密封套22和死堵26 連為一體。滑套21拉回原位重新關閉C孔，切斷流體進入油層的通道，使開關式防砂篩 管內部形成承內壓密閉腔，以便採用液壓的方式對液壓程序開關實施打開與關閉作業。
參照附圖2，本實用新型的上液壓程序開關I的打開與關閉採用通過上接頭1給開關 式防砂篩管內部打液壓的方式完成。液壓程序開關I的打丌與關閉受上活塞5位於程序軌 道中心管9上孔D的位置決定，軌道銷釘11在程序軌道E、 K、 M、 W點時，上活塞5位 於D孔的上方，鋼球6上部與D孔相對，液壓程序開關處於打開狀態油層可以生產；軌 道銷釘11在程序軌道X， G， L， Y點時，上活塞5位於D孔的下方鋼球6上部被上活塞 5和程序軌道中心管封死，液壓程序開關處於關閉狀態，對應油層被封閉。
而附圖1所示的液壓程序開關處於打開狀態，地層產出液經過防砂篩管II的外保護層 17和擋砂過濾層16上的孔眼進入同心承壓管12與打孔式篩管中心管15形成的環形空間 上行，頂開鋼球4通過D孔進入工具內腔A被舉升致地面。當需要封閉油層時，向A腔 內打液壓，液壓力通過傳壓孔作用在單流活塞上形成向下的作用力，作用力大於彈簧的彈 力時，單流活塞下行，直到軌道銷釘8到達軌道下死點F，單流活塞不能繼續下行，此時 上活塞3在D孔的下邊將通向A腔的液流通道封閉，當油井生產時，A腔內的壓力下降， 作用在單流活塞上的力變小，彈簧推動單流活塞上行，軌道銷釘8沿軌道到達G使單流活 塞不能繼續上行，上活塞3仍在D孔下邊封閉流體不能進入A強從而封閉了油層液體的流 出。若需要重新打開該油層時，再向A腔打液壓使軌道銷釘8到達H後，再開井生產使軌 道銷釘8沿軌道進入K，上活塞3到達D孔之上，油層流體頂丌鋼球4進入A腔被舉升到 地面。
權利要求1、一種開關式防砂篩管，主要由擋砂過濾層(16)、外保護層(17)、打孔式篩管中心管(15)和上接頭接箍(14)、下接頭B(18)組成防砂篩管(II)，打孔篩管中心管(15)上端連接在上接頭接箍(14)上，下端連接下接頭B(18)，其特徵是在防砂篩管(II)的兩端或中間活動連接液壓程序開關(I)和機械式開關(III)，在所述的防砂篩管(II)的打孔式篩管中心管(15)內安裝同心承壓管(12)，打孔式篩管中心管(15)與同心承壓管(12)之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關(I)和機械式開關(III)所控制，機械式開關(III)打開後液體可以通過防砂篩管上的擋砂過濾層(16)流入或流出油層，關閉後為液壓程序開關提供密閉空間。
2、 根據權利要求1所述的開關式防砂篩管，其特徵是所述的液壓程序開關(I )主 要由上接頭(1)、密封工作筒(2)、上活塞(3)、鋼球(4)、單流閥體(5)、程序軌道中 心管(6)、軌道銷釘(8)、彈簧(10)和下接頭(13)組成，上接頭(1)的內外分別活動 連接程序軌道中心管(9)和密封工作筒(2)，並組成密閉空間，實現對孔D的封閉或打 開；上活塞(3)和單流閥體(5)連為一體，形成單流活塞，鋼球(4)安裝在單流閥體(5) 內部的球座內用於封堵單流閥體(5)內的液流孔，形成單流活塞。
3、 根據權利要求2所述的開關式防砂篩管，其特徵是所述的單流活塞與被轉環(7) 和固定環(9)固定在程序軌道內的軌道銷釘(8)連為一體，彈簧(10)被安裝在固定環(9)的下端，推動單流活塞向上運動，接箍(11)上螺紋連接在程序軌道中心管(6)上， 承受彈簧(10)的彈力。
4、 根據權利要求1所述的開關式防砂篩管，其特徵是所述的同心承壓管(12)與打 孔篩管中心管(15)形成的環形空間向上通向液壓程序開關(I )的單流閥體(5)的下部， 向下通向機械式開關(III)的密封套(22)與開關體(20)構成的環形空間，使通過防砂 篩管(II)的外保護層(17)、擋砂過濾層(16)和打孔式篩管中心管(15)的地層流體被 上部的液壓程序開關(I )的單流活塞和下部機械式開關(III)的滑套(21)控制。
5、 根據權利要求1或4所述的開關式防砂篩管，其特徵是所述的機械式開關(III) 主要由開關體(20)、滑套(21)、密封套(22)、上下過渡接頭(19、 23)組成，密封套(22) 的兩端分別與下接頭B (18)和下密封接頭(25)連接，開關體(20)的兩端分別與上下 過渡接頭(19、 23)活動連接，開關體(20)設有C孔，密封套(22)與開關體(20)構 成環形空間，滑套(26)在開關體內可以上下滑動，使滑套(26)可以封閉或打開C孔， 封閉或打開油層液體流出地面和地面流體流入油層的通道。
6、 根據權利要求5所述的開關式防砂篩管，其特徵是所述的下過渡接頭(23)通過 螺紋將開關體(20)和死節(24)連為一體，下密封接頭(25)通過螺紋與密封套(22) 和死堵(26)連為一體，滑套(21)拉回原位重新關閉C孔，切斷流體進入油層的通道， 使防砂篩管(II)內部形成承內壓密閉腔，從而對液壓程序開關實施打開與關閉作業。
7、根據權利要求2所述的開關式防砂篩管，其特徵是所述的程序軌道中心管(6) 上設有多個軌道點(E、 K、 M、 W湘(X、 G、 L、 Y)，液壓程序開關(I )的打開與關閉 受上活塞(3)位於程序軌道中心管(6)上孔D的位置決定，軌道銷釘(8)在程序中心 管的軌道點(E、 K、 M、 W)時，上活塞(3)位於孔D的上方，鋼球(4)上部與D孔相對， 液壓，呈序開關處於打開狀態油層可以生產；軌道銷釘(8)在程序軌道(X，G， L， Y)點時， 上活塞(3)位於D孔的下方，鋼球(4)上部被上活塞(3)和程序軌道中心管封死，液 壓程序開關處於關閉狀態，對應油層被封閉。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠控制油層液體流入防砂管內的開關式防砂篩管。其技術方案是主要由擋砂過濾層、外保護層、打孔式篩管中心管和上接頭接箍、下接頭B組成防砂篩管(II)，打孔篩管中心管上端連接在上接頭接箍上，下端連接下接頭B，在防砂篩管(II)的兩端或中間活動連接液壓程序開關(I)和機械式開關(III)，在所述的防砂篩管(II)的打孔式篩管中心管內安裝同心承壓管，打孔式篩管中心管與同心承壓管之間留有液流通道，過流通道被安裝在防砂篩管上的液壓程序開關和機械式開關(III)所控制。有益效果是可以方便的實現油層的封閉與打開，實現關閉高含水層(段)打開低含水層(段)生產；避免修井作業次數的增加，使油井的利用率提高。
文檔編號E21B43/02GK201236682SQ20082002585
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月19日 優先權日2008年7月19日
發明者李學富, 王立軍, 王運軒, 波 荊 申請人:東營天華石油技術開發有限公司