减小带槽缝管状套管的槽缝宽度的方法技术

一种减小开缝管状套管的槽缝宽度的方法。制备一开缝管状套管（１），具有一内部表面（３）、一外部表面（２）和多条伸展在内部表面与外部表面之间的槽缝（４）。制备一或多个刚硬的外廓成形工具（７）。利用刚硬的外廓成形工具（７）向开缝管状套管（１）的内部表面（３）或外部表面（２）施加压力。刚硬的外廓成形工具然后在横交或是内部表面或是外部表面的滑掠曲线上移动，直至塑性变形使多条槽缝（４）的宽度变窄到处在所需公差之内。此方法不要求先前已知各种方法之中同样的精确定位，并因而形成产出增大和成本降低的综合效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

具有管壁贯穿槽缝的金属管筒通常用以衬砌多孔地层中的钻孔以排除固体颗粒的进入都允许液体流过管壁。本专利技术提供一种方法以成形这些槽缝的边沿而显著地减小槽缝宽度和优选地制成贯穿管壁的流动槽道的形状。
技术介绍
石油工业中定向钻井方面的工艺进展已经可能完成带有接触于油藏的很长水平井段的油井。这种很长的水平井孔，往往超过1000m，允许液体被注入比以往竖直油井可能注入的大得多的油藏部分，也从大得多的油藏部分中产出液体，从而相称地从单独一口油井中采收较多的石油。从这种油井中可能采收较多的石油，不限于只是证明增大钻井成本和完成水平井段是合算的这一点。此外，水平油井在较少地面扰动情况下要求较少的井口装置以开发同样的储存量，形成了间接的环境利益。这些原因都是强有力的推动来确保。完成这种油井可以取得技术上和经济上均为可行的产品。对于这种油藏，水平段往往用开缝钢管(称作开缝衬套)来完井以防止井眼由于井塌而封堵，并起到筛器或滤器的作用而允许注入的或产出的液体越过管壁却把固体排除在外。本专利技术设想成为一种手段以增强开缝衬套上在技术和经济两方面的可行性，这在油藏物质由疏软细粒物质构成的场合特别需要。为了在细粒物质中有效地起到滤器和结构上支承构件的作用，并充分坚固以耐受安装装卸载荷，开缝衬套设计为三种稍微对立的需求所推动。为了确保适当地排除固体颗粒，槽缝宽度必须是较小砂粒大小的量级。即使在注入液体的场合，一般也的确如此，因为砂中的有效径向应力趋于迫使砂粒进入井眼，尽管液体向外流动。对于由很细颗粒物质构成的油藏，可能需要小于0.15mm的槽缝。但是槽缝宽度小趋于增大流动损失，因此需要每单位受接触油藏面积上有较大数量的槽缝以保持流动能力，同时较大数量的槽缝必须适当而没有结构能力的过度丧失。企业也认可用于生产场合的各种优点，如果槽缝具有“楔形”形状，亦即，通过管壁的流动槽道从外部入口向内部出口逐渐扩大。这种几何状况可减少砂粒滞留或跨搭在槽缝之中而导致液流受堵或受限的趋势。一如Hruschak在美国＿＿之中所指出，通常用以切割槽缝而穿过钢管管壁—具有的壁厚大得足以在水平油井中形成适当的结构上的支承—的各种方法全都不易适用于小于0.4mm的宽度。Hruschak然后继续阐明一种方法，其中以如下方式克服了这一局限，即使位于钢管管壁上的纵向槽缝的一或两条外部边沿变形或成形以沿着槽缝的外部开孔质槽缝宽度变窄。这一方法依靠于最好是借助于滚轮沿着至少一条纵向边沿施加压力，其中这种压力足以导致金属的塑性变形，并因而使槽缝永久地变窄到所需的宽度。一如Hruschak和采用类似方法的其他人，诸如Steps在美国1207808之中所认为的那样，这一槽缝外部纵向边沿的成形方法具有附加的优点，即产生“楔形”槽缝形状，其中贯穿管壁的槽道形状从槽缝的外部边沿到内部边沿是逐渐变宽的。采用这种方法以通过在槽缝边沿处或沿着槽缝边沿施加压力来使槽缝宽度变窄以使其向内塑性变形的过程称为锁边。对于本
中的熟练人员来说，显然的是，通过沿着或平行于槽缝的边沿施加压力来减小槽缝宽度的方法，一如Steps或Hruschak所述，将对压力施加所在的部位很敏感。具体地说，槽缝宽度被减小的大小强烈地取决于两条平行直线之间的距离，一条重合于槽缝中心而另一条重合于沿着槽缝长度所施加压力的纵向力中心。对准公差因而可以定义为符合最终槽缝宽度所需公差的这两条直线之间的允许距离范围。这一槽缝宽度所需公差一般量级为+/-0.02mm。采用合用的锁边工具，相关的对准要求可以是+/-0.1mm的量级。因此，这种方法要求载荷施加装置，诸如成形滚轮，相对于纵向槽缝周向位置的比较精确的对准。因此，为了在能够在全长管筒上成形大量槽缝的机械化过程中实施这一方法，要求相当的熟练技巧来协调为实现，如果依次在单独一部机器上进行时，各个切割和锁边作业所需的工具定位。如果切割作业独立于锁边而进行，则要求更进一步的熟练技巧。与这种机器设备相关的投资费用使之难以在全长管筒上获得经济上可行的生产速率，如果开缝独立于锁边而进行，尤其如此。不过，特别具吸引力的是使切割和锁边作业分开，由于这样可允许锁边在由多家独立的供应商开缝的管筒上进行，从而提高了供应的经济状况。在此情况下，纵向锁边工具的周向定位必须考虑到许多槽缝在周向分布方面的随机程度，这些槽缝获自显著地超过允许对准公差的开缝衬套的一般供应商。
技术实现思路
此时所需的是一种使配置得穿过金属管筒壁部的纵向槽缝的边沿之间宽度变窄的方法，易于适应纵向或周向的槽缝配置位置方向的变化并适合于在机械化过程中施行。为满足这些目的，本专利技术的方法设置至少一个刚硬的外廓成形工具，具有施加基本上径向的载荷的手段以迫使它接触于开缝金属管件的内侧或外侧圆柱形表面，即被接触的表面。如此施加于被接触表面上某一部位处的径向载荷可以在管材被接触处在管材之内产生局部集中应力区域，这种应力大得足以造成相当大的塑性变形区域，如果接触部位靠近槽缝的边沿。同样提供了手段来沿着乃是管筒表面上一种滑掠曲线(sweep pattern)的路径相对于管筒同时推移所述一或多个成形工具。滑掠曲线配置得以致随着成形工具经过路径上的每一点而造成的延展的塑性变形区域可覆盖足以作用于所有有待成形的槽缝边沿的面积。此方法因而包括一或多个成形工具的移动所顺遂的路径在实现所述滑掠曲线的同时，在足够多的部位处和以足够多的次数横越槽缝的边沿而同时保持足够的接触力以塑性方式成形沿着槽缝的整个长度相交的任何槽缝的边沿。在槽缝边沿处如此造成的塑性变形，或者说成形，趋向于使沿着开缝金属管筒被接触表面上槽缝开孔的两对置槽缝边沿之间的宽度变窄。换一种方式来说，此方法要求由所述局部塑性流的延展区域所掠过的面积，随着使一或多个外廓成形工具在开缝的金属管件内侧或外侧表面上移动，足以超出完全覆盖有待由塑性变形使之变窄的所有槽缝的边沿。被掠过的面积不需要在开缝管件的整个表面上是连续的，而必须包含发生在每一被变窄槽缝的至少两个分别的部位处出自路径的影响面积。本专利技术的主要目的是采用这一方法来成形配置在适于用作油井衬套的管筒壁部上、基本上纵向槽缝的外部边沿。此方法首先包括制备开缝的管件，其中各槽缝穿过管壁，使用时形成液体连通；具有纵向周边边沿；最好是具有大致相等的长度；通常具有平行的壁部；最好是配置成各行沿周向大致上均匀分布的槽缝，各行由各较短的未开缝的区间或圆环隔开，有效地形成一种其中各槽缝之间的材料起到一些短梁的作用，把由各未开缝区间形成的各圆环接合起来；以及多组一或多行槽缝称作开缝区间。其次，制备至少一个刚硬的外廓成形工具，最好是状为滚轮。第三，开始于一开缝区间的一端，通过一或多个刚硬的外廓成形工具施加压力于管筒外部表面上的局部面积。第四，通过相对于管件移动一或多个成形工具完成一滑掠曲线以使之沿着基本上螺旋路径横越管筒表面一段充分的距离以至少覆盖此开缝区间。外廓成形工具形状、成形工具以之压靠管筒表面的径向载荷、螺旋路径的节距和作业重复的次数全部予以调节以使槽缝的边沿沿着其足以连续地使每一槽缝变窄到所需宽度的长度变形。本
中的熟练人员将会理解，在此所采用的螺旋形滑掠曲线能够容易“找到”所有槽缝的边沿并因而导致它们沿着其长度而被连续地成形，以及这种螺旋形型线通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小带槽缝管状套管上槽缝宽度的方法，包括各步骤如下：提供一带槽缝管状套管，具有内部表面、外部表面和延伸在内部表面与外部表面之间的多条槽缝；提供至少一个刚硬的外廓成形工具；用刚硬的外廓成形工具施加压力于带槽缝管状套管的内部表面 和外部表面之中选定的一个；以及以横越带槽缝管状套管的内部表面和外部表面中的所述选定一个的滑掠曲线移动至少一个刚硬的外廓成形工具，直至塑性变形使多条槽缝的宽度变窄到预期公差之内为止。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：莫里斯W斯莱克，
申请(专利权)人：诺伊蒂克工程有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]