专利名称：井下筛管组件的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及井下筛管组件。
背景技术：
为了从产出井流体中过滤掉颗粒，井流体生产系统可包括滤砂组件。 每一个滤砂组件通常包括筛管(例如，绕丝筛管或编织丝网)，其包含大 小设定成允许井流体流通进入组件的内部空间且同时抑制出砂的开口。滤 砂组件的内部空间与生产管道相连通。
发明内容
在本发明的实施例中，可用于井的筛管组件包括基管、筛管和肋。基 管具有未穿孔部分并具有纵轴。筛管至少部分地围绕基管的未穿孔部分， 且肋在筛管与未穿孔部分之间的环形空间内纵向延伸。筛管组件的柔性部 件巻绕在肋周围并设置在环形空间内。
在本发明的另一个实施例中，可用于井的筛管组件包括基管、筛管和 波纹材料。筛管至少部分地围绕基管，且波纹材料位于筛管与基管之间的 环形空间内。
在本发明的另一个实施例中，可用于井的筛管组件包括基管、筛管、 第一组柔性部件和第二组柔性部件。筛管至少部分地围绕基管，且第一组 柔性部件在筛管与未穿孔部分之间的环形空间内纵向延伸。第二组柔性部 件与第一组柔性部件交织。
在本发明的另一个实施例中，可用于井的筛管组件包括基管和筛管。 基管具有纵轴，且筛管至少部分地围绕基管。筛管组件的一个或多个部件 在筛管与基管之间的环形空间内纵向延伸。每一个部件包括底部和至少两 个侧壁以形成至少一个纵向通道。在本发明的另一个实施例中，可用于井的筛管组件包括基管和筛管。 基管具有纵轴，而筛管至少部分地围绕基管。纵向通道形成在基管中并至 少部分地由筛管围绕。
通过以下的附图、说明以及权利要求，本发明的其他优点和特征将变 得显而易见。
图1是根据本发明实施例的井的示意图。
图2是根据本发明实施例的筛管组件的示意图。 图3是根据本发明实施例沿图2的线3-3剖开得到的横截面图。 图4是筛管组件的横截面图，表示根据本发明实施例的组件的波纹材 料间隔器。
图5是筛管组件的一部分的透视图，表示用作根据本发明实施例的组 件中的环形支撑臂的穿孔和波纹材料。
图6是根据本发明实施例利用编织金属线(丝)制成的可选环形支撑 臂的透视图7，8,9和IO表示根据本发明不同实施例的由具有纵向通道的部件形 成的环形支撑臂。
图11是根据本发明实施例的筛管组件的基管的一部分的透视图，表 示在基管的外表面中形成的轴向槽。
具体实施例方式
参考图1，根据本发明的井(海底井或地下井)的实施例IO包括设置 在井筒24内的管柱20。尽管井筒24在图1中表示成垂直井筒，但根据本 发明另一些实施例井筒24可以是偏斜或水平井筒。如图1所示，管柱20 穿过井10的特定生产区(开采区)30。为了举例说明，生产区30在图1 中表示为形成在上部环形隔离封隔器32和下部环形隔离封隔器36之间。
在生产区30内，管柱20包括一系列相连接的滤砂组件，其中每一个 都包括滤砂部分40和相应的流入控制装置42。注意到尽管在图1中描绘 了一个滤砂部分40和一个流入控制装置42，但可以理解的是，根据本发明另一些实施例，管柱20、特别是生产区30可以包括多个流入控制装置 42和滤砂部分40。
流入控制装置42，就像它的名字暗示的那样，调节井流体从直接包围 着相应的滤砂部分的环状空间通过滤砂部分40并进入管柱20的中央通道 的流动。这样，管柱20具有多个流入控制装置42，其中每一个都与滤砂 部分40相关联并具有相应的流动特性以便建立来自生产区30的相对均匀 的流动分布。
在此关于针对筛管组件的不同设计列出本发明的不同实施例。特别 地，在此说明了针对筛管组件的不同环形支撑臂设计以便形成筛管组件的 过滤器(编织丝或金属纤维过滤器)与基管之间的环形空间。环形空间接 收流过过滤器的井流体，且井流体与基管中的径向穿孔或开口连通并进入 基管的中央通道中。依本发明的特定实施例而定，过滤器可以围绕或者可 以不围绕(circumscribe)包含开口的基管部分。
图2表示根据本发明一些实施例的筛管组件40的部分示意图。尽管 图2描绘了筛管组件40沿着纵轴50的左横截面图，但可以理解的是筛管 组件40基本上关于纵轴50对称，关于装置右侧的描绘从图2省略了 。
参考图2以及图3中描绘的横截面， 一般来说，筛管组件40包括内 基管60，其包括未穿孔部分60a，该未穿孔部分由筛管或过滤器100，比 如编织丝网过滤器或金属纤维过滤器围绕，这依据本发明的特定实施例而 定。穿孔和管状护罩80围绕纵轴50包围过滤器100并且允许流体流通经 过其穿孔以及通过过滤器100进入纵向通道121 (参见图3的横截面)，该 通道形成在纵向或轴向延伸的线状(wire)肋120之间。肋120可具有许 多不同的横截面形式(圆形，矩形，等)，由本发明的特定实施例而定。 进入的流体流过这些纵向通道121进入环形空间140，在那里流体被基管 60的穿孔部分60b接收。在这点上，在穿孔部分60b中，基管60包括各 种喷嘴，其包含特定大小的孔口以便调节流入到筛管组件的流量。
纵向延伸的肋120形成了基管60与过滤器100之间的环形支撑臂的 大部分。根据这里所述的本发明实施例，螺旋巻绕的柔性部件，比如线(如 金属线)190，与纵轴50同心并在纵向肋120周围延伸以便向过滤器100 提供附加的内部支撑。线190可具有许多不同的横截面形状(圆形，矩形，等)，由本发明的特定实施例而定。注意到，如图2和3所示，线190的 横截面尺寸可显著地小于每一个纵向肋120的横截面尺寸。这样，纵向肋 120的横截面尺寸有效地建立了过滤器100与基管60之间的径向支撑臂距离。
巻绕线190与纵向肋120之间的间隙充分地紧密从而在崩溃(collapse) 的情况下过滤器100不会变形到环形流动区域内以及缩小环形流动面积。
根据本发明一些实施例，在筛管组件40的另一些特征之中，筛管组 件40包括上部壳体部分70，其连接到基管60的外表面上并为护罩80和 过滤器100提供支撑。在这点上，过滤器IOO可以是包括实心(solid)部 分90和92的组件的一部分。筛管组件40还可以包括控制通到环形空间 150的通路的盖160和为护罩80提供下部支撑以及为盖160提供支撑的中 间壳体部分130。盖160还被下部壳体部分180支撑，该下部壳体部分连 接到基管60的外表面。
参考图4，在本发明的另一个实施例中，环形支撑臂可选地由波纹板 材料200提供，该材料设置在过滤器与基管60之间的环形空间中。图4 表示了外保护罩80，可以理解成过滤器100设置在护罩80与波纹材料200 之间。作为更具体的例子，波纹材料200可以是金属，且波纹材料200可 以被穿孔(参见图5)，以便允许流体流过波纹材料200并沿着在波纹材料 200的内侧上的基管60的纵轴50流动。
在本发明的另一些实施例中，波纹材料200可以是实心的(solid), 因而在流体流动被限制在波纹材料200的外侧表面的情况下可以不穿孔。
根据本发明的另一些实施例，环形支撑臂可以利用金属网220来实现， 其表示在图6中。如图所示，金属网220包括第一组纵向或轴向延伸的线 230 (例如经线)，其与第二组横向延伸的较细的线240 (例如炜线)交织。
参考图7-10，环形支撑臂可以利用轨道(rail)来产生，所述轨道在 它们外表面或内表面上包含轴向通道，依赖于本发明的特定实施例。更具 体地，图7表示纵向延伸部件250,其中每一个纵向延伸部件250具有面 对着金属丝过滤器(wire filter)和背对着基管60的对应通道。每一个部 件250包括两个侧壁254和对应的底部256。该布置产生了基本上U形的 横截面，该横截面是敞开的，如附图标记260处所示。如图8所示，在本发明的一些实施例中，纵向部件250可以组合成单个一体化部件270，其 包含多个纵向通道280。如图8所示，多个纵向通道280限制了部件270 与过滤器100之间的流动。
参考图9和10，根据本发明的一些实施例，流动可以限制在纵向部件 与基管60的外侧表面之间。更具体地，图9表示了纵向延伸部件300，其 具有形成在每一个部件300的底部与基管60的外表面之间的U形通道 302。在部件300中形成穿孔304以便允许流体在通道与过滤器100之间 流通。图10表示部件300 —体化或合并成单个部件或一体化部件320，其 包含多个纵向通道324。部件320包括基板340，其包括穿孔330以便建 立通道与过滤器100之间的连通。
作为另一种变形，根据本发明的另一些实施例，环形支撑臂可以通过 纵向部件与在这些部件周围螺旋地巻绕的柔性部件(比如线，参见图2) 相结合形成，所述纵向部件在外侧上具有通道(比如图7中的纵向部件250 或图8中的270)。该布置为过滤器100提供了附加的支撑，从而防止了在 崩溃条件下过滤器100变形到敞口通道中去。
在另一个实施例中，图11表示了通过在基管60的外表面中制作(例 如铣削)纵向通道360而形成支撑臂以提供所需的流动区域。过滤器IOO 直接位于通道360之上。作为替代，附加的支撑层可以设置在纵向通道360 上方并位于基管60的外表面与过滤器100之间。这样，该附加的支撑层 可以由例如编织网、焊接方眼网、穿孔金属板、螺旋巻绕的线或能防止过 滤网变形到纵向通道360中的其他任何支撑层构成。
尽管已经参考有限数量的实施例说明了本发明，但本领域技术人员受 益于本发明的公开内容，将会理解从其推衍众多的修改和变更。权利要求 旨在覆盖所有这些修改和变更，它们都落在本发明的实际主旨和范围之 内。
10
权利要求
1. 一种可用于井的筛管组件，包括 具有未穿孔部分并具有纵轴的基管； 至少部分地围绕基管的未穿孔部分的筛管； 在筛管与未穿孔部分之间的环形空间内纵向延伸的肋；以及 巻绕在肋周围的柔性部件。
2. 如权利要求l的筛管组件，其中柔性部件包括线。
3. 如权利要求1的筛管组件，其中肋包括线。
4. 如权利要求3的筛管组件，其中每一条线具有这样的横截面尺寸， 所述尺寸基本上等于基管的未穿孔部分与筛管之间的距离。
5. 如权利要求l的筛管组件，其中柔性部件螺旋地巻绕在肋的周围。
6. 如权利要求l的筛管组件，其中基管还包括穿孔部分，所述穿孔部 分至少部分地不被筛管围绕，所述穿孔部分接收流过筛管的流体。
7. —种可用于井的筛管组件，包括 基管；至少部分地围绕基管的筛管；和 位于筛管与基管之间的环形空间内的波纹材料。
8. 如权利要求7的筛管组件，其中波纹材料包括金属。
9. 如权利要求7的筛管组件，其中波纹材料被穿孔。
10. —种可用于井的筛管组件，包括 具有纵轴的基管； 至少部分地围绕基管的筛管；在筛管与基管之间的环形空间内纵向延伸的第一组柔性部件；和 与第一组柔性部件交织的第二组柔性部件。
11. 如权利要求10的筛管组件，其中 第一组柔性部件包括第一组线， 第二组柔性部件包括第二组线，且第二组线中的每一条线都具有充分小于第一组线的横截面尺寸。
12. 如权利要求10的筛管组件，其中第一组柔性部件包括第一组线，第二组柔性部件包括第二组线，且 第二组线中的线基本上与第一组中的线成横向。
13. —种可用于井的筛管组件，包括-具有纵轴的基管； 至少部分地围绕基管的筛管；和在筛管与基管之间的环形空间内纵向延伸的至少一个部件，每一个部 件包括底部和至少两个侧壁以形成至少一个纵向通道。
14. 如权利要求13的筛管组件，其中所述至少一个纵向通道包括面向 基管的敞开通道。
15. 如权利要求13的筛管组件，其中所述至少一个纵向通道包括面向 筛管的敞开通道。
16. 如权利要求15的筛管组件，还包括 巻绕在所述至少一个部件周围的线。
17. 如权利要求16的筛管组件，其中所述线适于螺旋地巻绕在所述至 少一个部件周围。
18. 如权利要求13的筛管组件，其中所述至少一个部件被穿孔。
19. 如权利要求13的筛管组件，其中所述至少一个部件形成多个纵向 通道。
20. —种可用于井的筛管组件，包括-具有纵轴的基管； 至少部分地围绕基管的筛管，其中在基管中形成纵向通道并且所述纵向通道至少部分地由所述筛管 围绕。
21. 如权利要求20的筛管组件，还包括-位于筛管与基管之间的支撑层。
22. 如权利要求21的筛管组件，其中支撑层包括编织网、方眼网或穿 孔板材料。
23. —种可用于井的方法，包括 提供具有未穿孔部分并具有纵轴的基管； 用筛管至少部分地包围基管的未穿孔部分；使肋在筛管与未穿孔部分之间的环形空间内纵向地延伸；以及 在肋周围巻绕柔性部件。
24. 如权利要求23的方法，其中肋包括线。
25. 如权利要求23的方法，其中每一条线具有这样的横截面尺寸，所 述尺寸基本上等于基管的未穿孔部分与筛管之间的距离。
26. 如权利要求23的方法，其中柔性部件包括线。
27. 如权利要求23的方法，其中所述线螺旋地巻绕在肋的周围。
28. 如权利要求23的方法，其中基管还包括穿孔部分，所述穿孔部分 至少部分地不被筛管围绕，所述穿孔部分接收流过筛管的流体。
29. --种可用于井的方法，包括-提供基管；用筛管至少部分地围绕基管；和 在筛管与基管之间的环形空间内设置波纹材料。
30. 如权利要求29的方法，其中波纹材料包括金属。
31. 如权利要求29的方法，其中波纹材料被穿孔。
32. —种可用于井的方法，包括步骤 提供基管；用筛管至少部分地围绕基管；使第一组线在筛管与基管之间的环形空间内纵向延伸；以及 使第二组线与第一组线交织。
33. 如权利要求32的方法，其中第二组线中的每一条线都具有充分小 于第一组线的横截面尺寸。
34. 如权利要求32的方法，其中第二组线中的线基本上与第一组线中 的线成横向。
35. —种可用于井的方法，包括 提供基管；用筛管至少部分地围绕基管；使至少一个部件在筛管与基管之间的环形空间内纵向延伸；以及 在所述部件中形成至少一个纵向通道。
36. 如权利要求35的方法，其中所述至少一个纵向通道包括面向基管的敞开通道。
37. 如权利要求35的方法，其中所述至少一个纵向通道包括面向筛管 的敞开通道。
38. 如权利要求37的方法，还包括 巻绕在所述至少一个部件周围的线。
39. 如权利要求37的方法，其中所述线适于螺旋地巻绕在所述至少一 个部件周围。
40. 如权利要求35的方法，其中所述至少一个部件被穿孔。
41. 如权利要求35的方法，其中所述至少一个部件形成多个纵向通道。
42. —种可用于井的方法，包括 提供基管；用筛管至少部分地围绕基管；以及在基管中形成纵向通道，所述通道至少部分地由筛管围绕。
43. 如权利要求42的方法，还包括 在筛管与基管之间设置支撑层。
44. 如权利要求43的方法，其中支撑层包括编织网、方眼网或穿孔板 材料。
全文摘要
可用于井的筛管组件包括基管，筛管和肋。基管具有未穿孔部分并具有纵轴。筛管至少部分地围绕基管的未穿孔部分，且肋在筛管与未穿孔部分之间的环形空间内纵向延伸。筛管组件的柔性部件卷绕在肋周围并设置在筛管与未穿孔部分之间的环形空间内。柔性部件(例如，线)卷绕在肋周围。各种其他机构可以用来代替环形空间内的肋和柔性部件。在这点上，可以使用这样的环形支撑臂，比如波纹材料，具有纵向通道的部件，以及由与第二组线交织的第一组线形成的部件。可选地，纵向通道可以形成在基管的外表面中。
文档编号E21B43/08GK101311494SQ200810092810
公开日2008年11月26日 申请日期2008年5月4日 优先权日2007年5月22日
发明者特杰·默内, 迈克尔·D·朗兰, 阿瑟·迪贝韦克 申请人:普拉德研究及开发股份有限公司