一种精密滤砂管及其完井方法技术

本发明专利技术涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种精密滤砂管及其完井方法，精密滤砂管包括同轴心设置的基管、过流介质层和外壳，所述基管可径向扩张，所述基管上设有第一通孔和径向外延的凸起，所述第一通孔交错排布于所述基管上，所述凸起一端固定于所述基管上，另一端连接所述过流介质层，并在所述基管和所述过流介质层之间形成环流道；所述过流介质层可径向扩张，由若干个过滤部和连接部圆周交替环绕而成；所述外壳为可形变的柔性材质，套设于过流介质层外部，其上设有连通所述过滤部的通孔。本发明专利技术提供的精密滤砂管，可以增加内通径，提高滤砂效果，减轻石油开采过程中震动的传导，提高滤砂管与井壁贴合的稳定性，提高采油的质量和采油效率。

【技术实现步骤摘要】
一种精密滤砂管及其完井方法
本专利技术涉及石油开采
，尤其涉及一种精密滤砂管及其完井方法。
技术介绍
油气井开采过程中，普遍存在地层出砂现象，油井出砂具体是指在油井生产过程中，由于油层岩石胶结性较差，松散的砂砾随同油气一起流入井中的现象。油井出砂后会磨损设备及砂卡井下工具，砂砾在井底沉积后形成砂堵，阻碍油气流动，使油井减产，出砂严重时甚至造成停产。采取防砂措施是解决油气井出砂问题的主要手段，而防砂筛管是防砂措施中最重要、应用最广泛的工具，石油筛管的主要作用就是防砂，油井所处的地质环境不同导致所采用的筛管的钢级和种类不同。目前使用的防砂筛管有割缝筛管、钻孔筛管、绕丝筛管和复合筛管。割缝筛管和钻孔筛管在使用的过程中，容易出现井砂堵塞管缝或者钻孔的现象，过滤效率低。此外，在使用的过程中，需要进行机械扩张和砾石填充作业来保证对井壁施加正向的支撑力，这样容易导致井壁出现变形，引起砂砾的转移，导致筛管阻塞和砂砾对其造成的冲蚀，同时井壁的变形容易导致防砂筛管的位置出现偏移。绕丝筛管由打孔基管与过流介质层组成，过流介质为可控宽度的楔形金属丝缠绕在加强筋上而成，这种结构的筛管过流介质层厚，影响筛管内通径，不利于后续作业，并且在下入及生产过程中容易出现乱丝状况，影响挡砂精度。复合筛管是由打孔基管、精密过流介质层与外保护壳组成的三层结构筛管，该种筛管由于有筛网或筛棉组成的精密过流介质层，其防砂精度是目前常用筛管中最高的，但是同绕丝筛管一样同样存在这过流介质层厚，影响内通径的问题。目前的防砂筛管在使用时由于基管开孔处的孔均为直线形孔，使得基管内外侧的压力一致，进而使得石油进入到基管内部的压力完全由井内的压力提供，而且基管内侧和外侧的压力均相同，进而导致石油的流速与砂砾流速一致，容易导致砂砾堵住筛孔。此外，随着生产时间推移，筛管和井壁之间的环空会出现砂层堆积，严重影响产量。
技术实现思路
为解决上述技术问题至少之一，本专利技术提供一种精密滤砂管，由内到外依次包括同轴心设置的基管、过流介质层和外壳，所述基管可径向扩张，所述基管上设有第一通孔和径向外延的凸起，所述第一通孔交错排布于所述基管上，基管膨胀时，第一通孔发生形变，基管的内通径增加，所述凸起一端固定于所述基管上，另一端连接所述过流介质层，并在所述基管和所述过流介质层之间形成环形流道；环形流道为流体提供了充分的流淌空间，降低了流动阻力，提高了流动效率。所述过流介质层可径向扩张，由若干个过滤部和连接部圆周交替环绕而成；过滤部可以充分过滤流体中的砂砾，降低石油的含砂量，减少采油过程中砂砾对设备的磨损，既提高了采油的质量又增加了设备的使用寿命。通过连接部可以实现过流介质层的径向扩张。所述外壳为可形变的柔性材质，套设于过流介质层外部，其上设有连通所述过滤部的通孔。采油过程中，油井的井壁并非完全平整规则，采用可形变的柔性材质可以在滤砂管膨胀后，可以更好的适应井壁的形状，实现与井壁的紧密贴合，避免了刚性的外壳在与井壁接触时，对井壁产生破坏引起的额外砂砾掉落以及井壁对外壳的损伤。使用时，将精密滤砂管通过膨胀防砂悬挂器先行悬挂，然后采用变径膨胀工具自上而下实现膨胀。将变径膨胀工具如扩径胀锥插入基管内，扩径胀锥通过机械力使基管发生径向扩张，基管上的凸起将径向扩张力传导给过流介质层以及套设在过流介质层上的外壳，使过流介质层和外壳与基管同时发生径向扩张，当基管的内通径增大到满足后期作业要求后，扩径完成。精密滤砂管扩径膨胀后，由可变性的柔性材质制成的外壳紧贴于井壁，有效的降低了生产的压差，可以增加油井的产量。经过过流介质层过滤后的流体内不含砂粒，提高了原油的产出质量。优选的，所述过滤部包括圆弧形的内壁，所述内壁的轴向两端分对称设有第一封隔端和第二封隔端，所述内壁的径向两端分别对称设有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁的径向长度小于所述第一封隔端和所述第二封隔端的径向长度，其长度的差值为所述外壳的厚度，所述内壁、所述第一封隔端、所述第二封隔端、所述第一侧壁和所述第二侧壁环绕形成的空腔内，径向设有分隔环，所述分隔环的径向长度与所述第一侧壁和所述第二侧壁的径向长度一致，所述分隔环焊接于所述内壁、所述第一侧壁和所述第二侧壁上，并将所述空腔沿轴向分隔成多个过滤腔，所述过滤腔内倾斜设有过滤网，所述过滤网一端与所述第一封隔端或所述第二封隔端连接，另一端与所述分隔环连接，当所述分隔环为两个以上时，所述过滤网分别与相邻的两个所述分隔环连接，与所述过滤网相对的所述内壁上设有第二通孔，所述第二通孔设于远离所述过滤网的一端。优选的，所述第二通孔为长圆形，沿所述内壁圆周并排设有多个，所述第二通孔的宽度大于所述过滤网的滤孔直径。优选的，所述外壳为包含钢纤维的橡胶材质，所述外壳套设于所述第一侧壁和所述第二侧壁的外侧，所述外壳上设有面向所述过滤网的第四通孔和第五通孔，所述第四通孔设于远离所述过滤网的一端，其截面为梯形，梯形的大孔径一端面向所述基管，其小孔径的尺寸大于所述过滤网的滤孔孔径；所述第五通孔设于靠近过滤网的一端，其截面为平行四边形，其倾斜方向与所述过滤网的倾斜方向基本一致，所述第五通孔的孔径大于所述过滤网的滤孔孔径。优选的，所述连接部为由弹性金属材料制成的V型径向外凸的曲面，所述连接部的两个连接端分别连接相邻的两个所述过滤部。优选的，所述外壳上设有面向所述连接部的第六通孔，所述第六通孔为梯形截面，梯形的大孔径一侧面向所述连接部，所述连接部的V型面上设有第三通孔，所述第三通孔的截面为梯形，其大孔径一侧面向所述基管。优选的，所述凸起沿所述基管轴向设有多组，每一组中的所述凸起沿所述基管圆周等距排列；所述凸起包括第一弧形板和第二弧形板，所述第一弧形板和所述第二弧形板之间设有橡胶阻尼层，所述第一弧形板的内侧设置有第一连接板，所述第二弧形板的内侧设置有第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板上分别设置有延伸至所述橡胶阻尼层内的第一加强部和第二加强部，所述橡胶阻尼层粘结硫化固定在所述第一连接板和所述第二连接板之间。优选的，所述橡胶阻尼层包括橡胶套和设于橡胶套内的橡胶柱，所述橡胶柱上径向设有环形的第二凹槽，所述第二凹槽内缠绕设有形状记忆合金丝。一种使用上述精密滤砂管的完井方法，包括以下步骤：S100、将膨胀悬挂器、大通径套管、精密滤砂管和引鞋依次连接形成尾管管柱，在膨胀悬挂器的底部预装膨胀锥，膨胀锥的顶部连接中心管；S200、将尾管管柱下入井眼内的预定位置；S300、通过中心管拉动膨胀锥上行，膨胀悬挂器膨胀后座封于外层套管内，实现尾管管柱的悬挂；S400、起出膨胀锥后，通过中心管沿膨胀后的膨胀悬挂器下入可变径膨胀工具至精密滤砂管顶部，使可变径膨胀工具实现变径，同时采用机械加压方式对精密滤砂管进行从上而下膨胀，使精密滤砂管紧贴于井壁；精密滤砂管的具体扩张过程如下：S410、变径膨胀工具变径扩张，对基管施加径向的机械力，基管径向扩张，基管上的第一通孔产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密滤砂管，由内到外依次包括同轴心设置的基管（1）、过流介质层（2）和外壳（3），其特征在于，/n所述基管（1）可径向扩张，所述基管（1）上设有第一通孔（11）和径向外延的凸起（12），所述第一通孔（11）交错排布于所述基管（1）上，所述凸起（12）一端固定于所述基管（1）上，另一端连接所述过流介质层（2），并在所述基管（1）和所述过流介质层（2）之间形成环形流道（13）；/n所述过流介质层（2）可径向扩张，由若干个过滤部（21）和连接部（22）圆周交替环绕而成；/n所述外壳（3）为可形变的柔性材质，套设于过流介质层（2）外部，其上设有连通所述过滤部（21）的通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种精密滤砂管，由内到外依次包括同轴心设置的基管（1）、过流介质层（2）和外壳（3），其特征在于，
所述基管（1）可径向扩张，所述基管（1）上设有第一通孔（11）和径向外延的凸起（12），所述第一通孔（11）交错排布于所述基管（1）上，所述凸起（12）一端固定于所述基管（1）上，另一端连接所述过流介质层（2），并在所述基管（1）和所述过流介质层（2）之间形成环形流道（13）；
所述过流介质层（2）可径向扩张，由若干个过滤部（21）和连接部（22）圆周交替环绕而成；
所述外壳（3）为可形变的柔性材质，套设于过流介质层（2）外部，其上设有连通所述过滤部（21）的通孔。


2.根据权利要求1所述的一种精密滤砂管，其特征在于，所述过滤部（21）包括圆弧形的内壁（211），所述内壁（211）的轴向两端分对称设有第一封隔端（212）和第二封隔端（213），所述内壁（211）的径向两端分别对称设有第一侧壁（214）和第二侧壁（215），所述第一侧壁（214）和所述第二侧壁（215）的径向长度小于所述第一封隔端（212）和所述第二封隔端（213）的径向长度，其长度的差值为所述外壳（3）的厚度，
所述内壁（211）、所述第一封隔端（212）、所述第二封隔端（213）、所述第一侧壁（214）和所述第二侧壁（215）环绕形成的空腔内，径向设有分隔环（216），所述分隔环（216）的径向长度与所述第一侧壁（214）和所述第二侧壁（215）的径向长度一致，所述分隔环（216）焊接于所述内壁（211）、所述第一侧壁（214）和所述第二侧壁（215）上，并将所述空腔沿轴向分隔成多个过滤腔（217），所述过滤腔（217）内倾斜设有过滤网（218），所述过滤网（218）一端与所述第一封隔端（212）或所述第二封隔端（213）连接，另一端与所述分隔环（216）连接，当所述分隔环（216）为两个以上时，所述过滤网（218）分别与相邻的两个所述分隔环（216）连接；与所述过滤网（218）相对的所述内壁（211）上设有第二通孔（219），所述第二通孔（219）设于远离所述过滤网（218）的一端。


3.根据权利要求2所述的一种精密滤砂管，其特征在于，所述第二通孔（219）为长圆形，沿所述内壁（211）圆周并排设有多个，所述第二通孔（219）的宽度大于所述过滤网（218）的滤孔直径。


4.根据权利要求3所述的一种精密滤砂管，其特征在于，所述外壳（3）为包含钢纤维的橡胶材质，
所述外壳（3）套设于所述第一侧壁（214）和所述第二侧壁（215）的外侧，所述外壳（3）上设有面向所述过滤网（218）的第四通孔（31）和第五通孔（32），
所述第四通孔（31）设于远离所述过滤网（218）的一端，其截面为梯形，梯形的大孔径一端面向所述基管（1），其小孔径的尺寸大于所述过滤网（218）的滤孔孔径；
所述第五通孔（32）设于靠近过滤网（218）的一端，其截面为平行四边形，其倾斜方向与所述过滤网（218）的倾斜方向基本一致，所述第五通孔（32）的孔径大于所述过滤网（218）的滤孔孔径。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种精密滤砂管，其特征在于，所述连接部（22）为由弹性金属材料制成的V型径向外凸的曲面，所述连接部（22）的两个连接端分别连接相邻的两个所述过滤部（21）。


6.根据权利要求5所述的一种精密滤砂管，其特征在于，所述外壳（3）上还设有面向所述连接部（22）的第六通孔，所述第六通孔为梯形截面，梯形的大孔径一侧面向所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沐岩，李妍惠，张天保，李振华，牛立彬，李佃波，应永孝，张海荣，魏加文，
申请(专利权)人：东营鑫华莲石油机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37