專利名稱：預(yù)填充礫石的防砂管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)背景對于疏松砂巖儲油層出砂問題已經(jīng)成為影響油井產(chǎn)能的 一個關(guān) 鍵問題，現(xiàn)階段越來越多新型防砂管被投入到巿場并在現(xiàn)場取得了應(yīng) 用。由于儲油層特性千變?nèi)f化，不同類型及不同結(jié)構(gòu)的防砂管具有不 同的適應(yīng)范圍，但不管哪一種防砂管，最終目標就是要實現(xiàn)在控制出 砂的情況下盡可能的發(fā)揮油井的產(chǎn)能。因此，防砂管的設(shè)計均以這兩 方面為目標進行結(jié)構(gòu)及參數(shù)優(yōu)化。目前石油釆掘現(xiàn)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(xiàn)場的實施狀況來 看，裸眼篩管完井附加表皮較低，初期產(chǎn)能較高，但由于防砂管均會 隨時間產(chǎn)生不同程度的堵塞，導(dǎo)致產(chǎn)能下降嚴重，不能達到穩(wěn)定產(chǎn)量 的目的。采用礫石充填方式完井產(chǎn)能穩(wěn)定，防砂效果好，相對裸眼篩 管完井具有明顯的優(yōu)勢，但對于水平井來說，其施工工藝復(fù)雜，常常由于充填效果不理想導(dǎo)致防砂失效的情況發(fā)生，因此有必要設(shè)計出一 種新型的防砂管，既克服了裸眼完井產(chǎn)能不穩(wěn)定的缺點，又避免了水 平井礫石充填施工工藝復(fù)雜的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，設(shè)計出一種新型的預(yù)填 充礫石的防砂管，該防砂管克服了裸眼完井產(chǎn)能不穩(wěn)定的缺點，又避 免了水平井礫石充填施工工藝復(fù)雜的問題為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用一種預(yù)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(shè)有若干個導(dǎo)流孔。其中，所述防砂管外殼被設(shè)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(dǎo)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(dǎo)流孔均為翻邊孔。其中，所述設(shè)置在基管管壁上的翻邊孔成外窄內(nèi)寬的V型縫型， 外壁的縫寬小于內(nèi)部的縫寬。其中，設(shè)置在所述防砂管外殼上的導(dǎo)流孔為長方形。其中，所述導(dǎo)流孔的尺寸均小于最小礫石的尺寸。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于30cm。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于，由于在該預(yù)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(tài)與方向，防止外殼堵塞。高導(dǎo)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(chǎn)出，不會產(chǎn)生基管的堵塞。預(yù)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復(fù)雜導(dǎo)致的各種問 題，節(jié)約完井成本，上述特點構(gòu)成一有機的整體。防砂管的堵塞原因 很大程度上是環(huán)空砂的堆積在防砂管的外表面形成一層致密的低滲 透層，導(dǎo)致整個流通通道的滲透率降低而影響產(chǎn)能，而在環(huán)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(jù)這個結(jié)論，設(shè) 計出該種預(yù)充填礫石的防砂管，在基管的外面預(yù)充填一層高滲透率的 礫石層，避免了環(huán)空砂的堆積而引起的防砂管堵塞。


圖l是本發(fā)明預(yù)填充礫石的防砂管結(jié)構(gòu)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(dǎo)流孔；4、密封底；5、 密封蓋；6、基管。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描 述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以 此來限制本發(fā)明的保護范圍。如附圖1至3所示，本發(fā)明的具體實施技術(shù)方案是 采用一種預(yù)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(shè)有若干個 導(dǎo)流孔3。在本發(fā)明中，所述防砂管外殼l被設(shè)置在密封底座4與密封蓋5 之間。在本發(fā)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(fā)明中，所述若干個導(dǎo)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(fā)明中，所述若干個導(dǎo)流孔3均為翻邊孔。在本發(fā)明中，所述設(shè)置在基管6管壁上的翻邊孔成外窄內(nèi)寬的V 型縫型，外壁的縫寬小于內(nèi)部的縫寬在本發(fā)明中，設(shè)置在所述防砂管外殼l上的導(dǎo)流孔3為長方形。在本發(fā)明中，所述導(dǎo)流孔3的尺寸均小于最小礫石的尺寸。在本發(fā)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,對于非均勻系數(shù)U03,取4-8倍，對于UOO，取5-10倍。礫石層厚度設(shè)計以不增加礫石層流動阻力為原貝'J 。在本發(fā)明中，所述礫石層2的厚度不小于30cm，外殼與基管的 縫寬設(shè)計以阻擋礫石層產(chǎn)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(shè)計以大量室內(nèi)評價試驗為基礎(chǔ)， 以既要達到較好的防砂效果，又要有利于防止砂侵以保持油井的穩(wěn)產(chǎn) 為目的。設(shè)計中參考了室內(nèi)評價試驗結(jié)論，根據(jù)儲層粒度分布特征進 行調(diào)整后得出的。上述實施例的特點是，新型預(yù)充填礫石防砂管將礫石的充填與 高導(dǎo)流能力篩管結(jié)合在一起，具有以下四個技術(shù)特征1、立體網(wǎng)狀 外殼可以改變流體流動形態(tài)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，并且有利于穩(wěn)產(chǎn)需要。3、高導(dǎo)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(chǎn) 出，不會產(chǎn)生基管的堵塞。4、預(yù)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復(fù)雜導(dǎo)致的各種問題，節(jié)約完井成本。 四部分技術(shù)特點形成一個有機的整體，該種設(shè)計思路是這種新型預(yù)充 填礫石防砂管的核心。該防砂管結(jié)構(gòu)由三部分組成高導(dǎo)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(jié)構(gòu) 設(shè)計來源于大量室內(nèi)防砂管評價試驗得出的一個規(guī)律性結(jié)論防砂管 的堵塞原因很大程度上是環(huán)空砂的堆積在防砂管的外表面形成一層 致密的低滲透層，導(dǎo)致整個流通通道的滲透率降低而影響產(chǎn)能，而在 環(huán)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(jù)這 個結(jié)論，設(shè)計出該種預(yù)充填礫石的防砂管，在基管6的外面預(yù)充填一 層高滲透率的礫石層2，避免了環(huán)空砂的堆積而引起的防砂管堵塞。防砂管結(jié)構(gòu)及參數(shù)是影響防砂效果及產(chǎn)能的主要因素。因此本發(fā) 明在對此進行設(shè)計時進行了大量的室內(nèi)出砂模擬評價試驗，從而達到 優(yōu)化其結(jié)構(gòu)與參數(shù)的目的。結(jié)構(gòu)設(shè)計包括防砂管外殼l結(jié)構(gòu)為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能防止外殼堵塞；具有足夠強度，不發(fā)生變形，基管6結(jié)構(gòu)為外窄內(nèi)寬的導(dǎo)流孔 可以防止防砂管產(chǎn)生堵塞；單位面積孔的數(shù)目以不發(fā)生變形，具有足 夠的抗壓、抗彎強度為基礎(chǔ)盡可能的提高過流能力。參數(shù)設(shè)計包括礫石尺寸可根據(jù)地層砂粒度分布確定其充填礫石 目數(shù)，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，并且保持產(chǎn)能的穩(wěn)定，基管6導(dǎo)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(chǎn)出，及外殼導(dǎo)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(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)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(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，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(shè)有若干個導(dǎo)流孔。
2、 如權(quán)利要求1所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，所 述防砂管外殼被設(shè)置在密封底座與密封蓋之間。
3、 如權(quán)利要求2所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，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(quán)利要求1所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，所 述若干個導(dǎo)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(quán)利要求4所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，所 述若干個導(dǎo)流孔均為翻邊孔。
6、 如權(quán)利要求5所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，所 述設(shè)置在基管管壁上的翻邊孔成外窄內(nèi)寬的V型縫型，外壁的縫寬 小于內(nèi)部的縫寬。
7、 如權(quán)利要求5所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，設(shè)置在所述防砂管外殼上的導(dǎo)流孔為長方形。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，所述導(dǎo)流孔的尺寸均小于最小礫石的尺寸。
9、 ^權(quán)利要求1所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，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(quán)利要求9所述的預(yù)填充礫石的防砂管，其特征在于，所 述礫石層的厚度不小于30cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油開采裝置，具體涉及一種石油開采專用的預(yù)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(shè)有若干個導(dǎo)流孔。由于在該預(yù)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(tài)與方向，防止外殼堵塞。高導(dǎo)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(chǎn)出，不會產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2008年11月17日
發(fā)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(xué)(北京)