一种用于浅层稠油水平完井的筛管的制作方法
【专利摘要】本发明公布了一种用于浅层稠油水平完井的筛管，包括外壁上开有多个进油孔的基管，沿所述基管轴向在其外圆周壁上设置有多个加强肋，且沿基管圆向在多个所述加强肋上间隔绕制有绕丝，相邻的两个加强肋之间填充有呈三角块状的泡沫铁。本发明工作时，基管置于水平完井的水平段，稠油通过绕丝间隙进入到绕丝与套管形成的间隙中，在经过泡沫铁的过滤作用后，经过进油孔进入到基管内部，以实现油液的泵送。
【专利说明】
一种用于浅层稠油水平完井的筛管
技术领域
[0001]本发明涉及石油开采领域，具体是指一种用于浅层稠油水平完井的筛管。
【背景技术】
[0002]石油资源存在于天然形成的油藏之中，其开采技术随油藏类型、原有特性不同而不同。稠油，也称重油即高粘度重质原油，是指粘度高、密度大、胶质和沥青质含量较高的重质原油，即高粘度重质原油，一般含蜡量较少，因而原油粘度较高，流动阻力较大，开采难度大。
[0003]稠油是石油烃类能源中的重要组成部分，其特点如下:
(1)稠油中的胶质与沥青含量高，轻质馏分很少。而且随着胶质和沥青质含量增高稠油的相对密度和粘度也相应增加。
(2)稠油的粘度对于温度特别敏感，随着温度的增加，粘度急剧下降。且原油粘度越大，这种变化越明显。
[0004](3)稠油中硫、氧、氮等杂原子较多。
[0005](4)稠油中石蜡含量一般较低，但也有极少数油田是“双高油田”，即沥青质含量尚、石錯含量也尚，表征为尚粘度尚凝点原油。
[0006](5)同一稠油油藏，原油性质在垂向油层的不同井段及平面上各井之间常常有很大的差别。
我国的稠油储量丰富，稠油年产量约占原油总产量的10%，根据中国第二次全国资源评价资料，稠油资源量约有8198.710t。但在地层温度条件下，稠油的粘度过高，很难流动，用常规的采油方法很难采出。因为粘度较大，所以其开采方法与普通原油的开采方法不同，这是由稠油的特点决定的。稠油的粘度过高，和水的流度比过高，使用常规的原油开采方法来开采稠油效果微乎其微。
[0007]目前来看，我国各大油田提高稠油采收率的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驱，但进行蒸汽吞吐和蒸汽驱后其采出程度可达60%，有近40%的稠油在高轮次吞吐和蒸汽驱后没有被采出。稠油油藏在实施蒸汽驱后，油层温度、压力发生了显著变化，孔隙间剩余油饱和度、井间剩余油分布也随之变化。但是在由于油层埋藏较浅，储层胶结疏松，使得水平井在开发时容易出现套损、筛管损坏、封隔器损坏或是出砂现象，严重影响水平井的开发效果。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种用于浅层稠油水平完井的筛管，方便稠油快速开采的同时，避免筛管的堵塞以及损伤。
[0009]本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种用于浅层稠油水平完井的筛管，包括外壁上开有多个进油孔的基管，沿所述基管轴向在其外圆周壁上设置有多个加强肋，绕丝沿基管圆向在多个所述加强肋外绕制形成一个等径螺旋体，相邻的两个加强肋之间填充有呈三角块状的泡沫铁，且在所述等径螺旋体中部内壁上焊接有固定圈，固定圈内圆周壁上转动设置有多个滚珠，还包括环形的导轨，所述导轨沿基管周向贯穿多个加强肋中部，且在导轨外圆周壁上开有与多个滚珠配合的环形凹槽;所述绕丝由金属支撑体和突起组成，所述金属支撑体的截面为梯形，所述金属支撑体的下底为短边且与加强肋连接，所述金属支撑体的上底为长边且与突起连接，所述突起的截面为圆弧形。
[0010]本发明工作时，基管置于水平完井的水平段，稠油通过绕丝间隙进入到绕丝与套管形成的间隙中，在经过泡沫铁的过滤作用后，经过进油孔进入到基管内部，以实现油液的栗送;现有技术中，在对稠油进行开采时采用蒸汽驱技术，即在油藏上方设置注汽井和生产井，在注汽井中不断通过蒸汽，使得蒸汽不断加热井筒周围的地层，同时地层中的原油也被加热，在井筒附近的地层中形成随蒸汽的不断注入而逐步扩展的蒸汽带，蒸汽可将蒸汽带中的含饱和度降到较低的程度，并将可流动原油(即原始含油饱和度与残余油饱和度的差值)驱出蒸汽带;与此同时，在水平完井的水平段中，蒸汽强烈地向上倾方向运动，而在重力驱动下，把受热原油驱向下倾反向，而随着原油的温度的增加，水平完井水平段内的油水以及砂砾等混合物将沸腾，引起原油被剥蚀(因混合物的沸腾所引起的扰动)，油水以及固相的混合物开始由水平完井水平段中进入到基管内部，绕丝为一根完整的金属棒且通过间隔绕制在多个加强肋上，形成对油水中砂砾等大直径固相的初级过滤单元，而泡沫铁则形成对小直径固相的二次过滤单元，以实现基管的防砂目的；
并且，在当水平完井水平段内受到液体压力以及油水自身携带热量影响而发生导致生产压力变化时，相邻的两个加强肋之间形成的二次过滤区间被压缩，但是在该二次过滤区间内填充有多个呈三角块状的泡沫铁，泡沫铁在受力发生形变后，在二次过滤区间内仍会形成多个不规则几何图形的流道以供油水混合物通过，并且泡沫铁内孔道受力发生微小变化而不容易被堵死，同时泡沫铁具有一定的弹性，在回复弹性形变时泡沫铁内的孔道复位，以维持二次过滤区间内的渗流能力，保证稠油的顺利开采。
[0011 ]进一步地，在油水混合物进入基管中时，因油水混合物运动而带动的整个水平完井水平段中流体的运动，并且由于水平段内流体在各个方向上施加至绕丝所形成的等径螺旋体上的压力不同，当等径螺旋体两侧受力不均衡时，通过滚珠与环形凹槽之间的相互滑动配合，使得等径螺旋体在基管外开始缓慢转动，而此时部分卡接在等径螺旋体缝隙内的砂粒等固相随着等径螺旋体的旋转以及油水混合物的冲刷会直接掉落，避免等径螺旋体上出现严重的堵塞现象，保证基管内进油的稳定性;绕丝由金属支撑体与突起构成，而金属支撑体的截面为梯形，突起的截面为圆弧形，且金属支撑件作为绕丝的支撑部件，其短边与加强肋连接，长边与突起连接，即相邻的两个金属支撑件截面之间形成一个梯形的流道，在油水以及固相的混合物进入流道时，该流道能主动将直径较大的固相颗粒阻挡，只允许油水混合物通过，而在流体运动时，突起外壁上圆滑曲面能将大直径的固相弹开，并且减小固相与突起的接触面积，使得在采油过程中，绕丝上形成的过滤流道不会与固相直接接触，降低金属支撑件受损风险，延长绕丝在水平完井中的使用寿命。
[0012]还包括多个加强筋，多个所述加强筋沿所述基管轴向且呈环形分布在绕丝上。在水平完井的水平段内，绕丝不仅受到油层的压力，且该压力随油层温度的变化而时刻变化，即在压力的骤然变化过程中，绕丝极易受到损伤，而本发明通过在绕丝上设置多个呈环形分布的加强筋，使得绕丝所形成的初次过滤单元被稳定支撑，以应对水平完井中水平段内不断变化的生产压力，同时延长其自身的使用寿命。
[0013]在所述绕丝外壁上涂有TiALN-WC/C层。作为优选，在绕丝外壁设置TiALN-WC/C涂层，而TiALN-WC/C涂层的摩擦系数只有0.1，在砂粒等固相与绕丝不断接触时，可以极大降低两者间的摩擦损耗，并且带有自润滑性，极大地保证绕丝在水平完井中的使用寿命。
[0014]还包括连接头，所述基管的两端分别通过连接头与盲管连接。作为优选，根据实际采油的需要，将基管通过连接头与盲管连接，方便原油的栗送，并且在铺设时摒弃传统盲管与基管直接焊接的方式，以方便在绕丝损坏时直接更换绕丝而不用对基管、绕丝进行整体更换，降低稠油开采的生产成本。
[0015]多个所述滚珠呈圆形且阵列分布在所述固定圈的内圆周壁上。作为优选，多个滚珠均匀分布在固定圈的内圆周壁上，即在对绕丝所形成的等径螺旋体的支撑更加均衡，并且在等径螺旋体在基管外自由转动时，不会造成等径螺旋体出现局部应力集中，降低绕丝损伤的同时，保证基管内的进油效率。
[0016]所述金属支撑体的斜边与所述基管轴线的垂直线所形成的夹角为15°?20°。作为优选，梯形的流道入口处，流道侧边与基管轴线的垂直线之间的夹角大小直接决定进入二次过滤单元中的固相的直径大小；当该夹角小于15°时，油水混合物进入二次过滤单元的阻力增大，使得水平完井的产量降低；当该夹角大于20°时，普通直径大小的固相进入至二次过滤单元的量增大，加剧了泡沫铁的过滤负荷，在堵塞泡沫铁中的通孔后，进入至基管内的油水混合物流量同样降低，无法满足油井的生产量要求。
[0017]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
1、本发明在当水平完井水平段内受到液体压力以及油水自身携带热量影响而发生导致生产压力变化时，相邻的两个加强肋之间形成的二次过滤区间被压缩，但是在该二次过滤区间内填充有多个呈三角块状的泡沫铁，泡沫铁在受力发生形变后，在二次过滤区间内仍会形成多个不规则几何图形的流道以供油水混合物通过，并且泡沫铁内孔道受力发生微小变化而不容易被堵死，同时泡沫铁具有一定的弹性，在回复弹性形变时泡沫铁内的孔道复位，以维持二次过滤区间内的渗流能力，保证稠油的顺利开采；
2、本发明在当水平完井水平段内受到液体压力以及油水自身携带热量影响而发生导致生产压力变化时，相邻的两个加强肋之间形成的二次过滤区间被压缩，但是在该二次过滤区间内填充有多个呈三角块状的泡沫铁，泡沫铁在受力发生形变后，在二次过滤区间内仍会形成多个不规则几何图形的流道以供油水混合物通过，并且泡沫铁内孔道受力发生微小变化而不容易被堵死，同时泡沫铁具有一定的弹性，在回复弹性形变时泡沫铁内的孔道复位，以维持二次过滤区间内的渗流能力，保证稠油的顺利开采；
3、本发明在绕丝外壁设置TiALN-WC/C涂层，而TiALN-WC/C涂层的摩擦系数只有0.1，在砂粒等固相与绕丝不断接触时，可以极大降低两者间的摩擦损耗，并且带有自润滑性，极大地保证绕丝在水平完井中的使用寿命。
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明结构示意图； 图2为本发明的纵向截面图；
图3为绕丝的截面图。
[0019]附图中标记及相应的零部件名称:
1-加强筋、2-绕丝、3-加强肋、4-基管、5-进油孔、6-连接头、7-盲管、8-泡沫铁、9-固定圈、10-导轨、11-滚珠、12-金属支撑体、13-突起。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0021]实施例1
如图1至图3所示，本实施例包括外壁上开有多个进油孔5的基管4，沿所述基管4轴向在其外圆周壁上设置有多个加强肋3，绕丝2沿基管4圆向在多个所述加强肋3外绕制形成一个等径螺旋体，相邻的两个加强肋3之间填充有呈三角块状的泡沫铁8，且在所述等径螺旋体中部内壁上焊接有固定圈9，固定圈9内圆周壁上转动设置有多个滚珠11，还包括环形的导轨10，所述导轨10沿基管4周向贯穿多个加强肋3中部，且在导轨10外圆周壁上开有与多个滚珠11配合的环形凹槽;所述绕丝2由金属支撑体12和突起13组成，所述金属支撑体12的截面为梯形，所述金属支撑体12的下底为短边且与加强肋3连接，所述金属支撑体12的上底为长边且与突起13连接，所述突起13的截面为圆弧形。
[0022]工作时，基管4置于水平完井的水平段，稠油通过绕丝2间隙进入到绕丝2与套管形成的间隙中，在经过泡沫铁8的过滤作用后，经过进油孔5进入到基管4内部，以实现油液的栗送。
[0023]现有技术中，在对稠油进行开采时采用蒸汽驱技术，即在油藏上方设置注汽井和生产井，在注汽井中不断通过蒸汽，使得蒸汽不断加热井筒周围的地层，同时地层中的原油也被加热，在井筒附近的地层中形成随蒸汽的不断注入而逐步扩展的蒸汽带，蒸汽可将蒸汽带中的含饱和度降到较低的程度，并将可流动原油(即原始含油饱和度与残余油饱和度的差值)驱出蒸汽带;与此同时，在水平完井的水平段中，蒸汽强烈地向上倾方向运动，而在重力驱动下，把受热原油驱向下倾反向，而随着原油的温度的增加，水平完井水平段内的油水以及砂砾等混合物将沸腾，引起原油被剥蚀(因混合物的沸腾所引起的扰动)，油水以及固相的混合物开始由水平完井水平段中进入到基管4内部，绕丝2为一根完整的金属棒且通过间隔绕制在多个加强肋3上，形成对油水中砂砾等大直径固相的初级过滤单元，而泡沫铁8则形成对小直径固相的二次过滤单元，以实现基管4的防砂目的;并且，在当水平完井水平段内受到液体压力以及油水自身携带热量影响而发生导致生产压力变化时，相邻的两个加强肋3之间形成的二次过滤区间被压缩，但是在该二次过滤区间内填充有多个呈三角块状的泡沫铁8，泡沫铁8在受力发生形变后，在二次过滤区间内仍会形成多个不规则几何图形的流道以供油水混合物通过，并且泡沫铁8内孔道受力发生微小变化而不容易被堵死，同时泡沫铁8具有一定的弹性，在回复弹性形变时泡沫铁8内的孔道复位，以维持二次过滤区间内的渗流能力，保证稠油的顺利开采。
[0024]进一步地，在油水混合物进入基管4中时，因油水混合物运动而带动的整个水平完井水平段中流体的运动，并且由于水平段内流体在各个方向上施加至绕丝2所形成的等径螺旋体上的压力不同，当等径螺旋体两侧受力不均衡时，通过滚珠11与环形凹槽之间的相互滑动配合，使得等径螺旋体在基管4外开始缓慢转动，而此时部分卡接在等径螺旋体缝隙内的砂粒等固相随着等径螺旋体的旋转以及油水混合物的冲刷会直接掉落，避免等径螺旋体上出现严重的堵塞现象，保证基管4内进油的稳定性。绕丝2由金属支撑体12与突起13构成，而金属支撑体12的截面为梯形，突起13的截面为圆弧形，且金属支撑件12作为绕丝2的支撑部件，其短边与加强肋3连接，长边与突起13连接，即相邻的两个金属支撑件12截面之间形成一个梯形的流道，在油水以及固相的混合物进入流道时，该流道能主动将直径较大的固相颗粒阻挡，只允许油水混合物通过，而在流体运动时，突起13外壁上圆滑曲面能将大直径的固相弹开，并且减小固相与突起13的接触面积，使得在采油过程中，绕丝2上形成的过滤流道不会与固相直接接触，降低金属支撑件12受损风险，延长绕丝2在水平完井中的使用寿命。
[0025]其中，所述金属支撑体12的斜边与所述基管4轴线的垂直线所形成的夹角为15°?20°。梯形的流道入口处，流道侧边与基管4轴线的垂直线之间的夹角大小直接决定进入二次过滤单元中的固相的直径大小；当该夹角小于15°时，油水混合物进入二次过滤单元的阻力增大，使得水平完井的产量降低；当该夹角大于20°时，普通直径大小的固相进入至二次过滤单元的量增大，加剧了泡沫铁8的过滤负荷，在堵塞泡沫铁8中的通孔后，进入至基管4内的油水混合物流量同样降低，无法满足油井的生产量要求。
[0026]本实施例还包括多个加强筋I，多个所述加强筋I沿所述基管4轴向且呈环形分布在绕丝2上。在水平完井的水平段内，绕丝2不仅受到油层的压力，且该压力随油层温度的变化而时刻变化，即在压力的骤然变化过程中，绕丝2极易受到损伤，而本发明通过在绕丝2上设置多个呈环形分布的加强筋I，使得绕丝2所形成的初次过滤单元被稳定支撑，以应对水平完井中水平段内不断变化的生产压力，同时延长其自身的使用寿命。
[0027]作为优选，多个所述滚珠11呈圆形且阵列分布在所述固定圈9的内圆周壁上。多个滚珠11均匀分布在固定圈9的内圆周壁上，即在对绕丝2所形成的等径螺旋体的支撑更加均衡，并且在等径螺旋体在基管4外自由转动时，不会造成等径螺旋体出现局部应力集中，降低绕丝2损伤的同时，保证基管4内的进油效率。
[0028]作为优选，在绕丝2外壁设置TiALN-WC/C涂层，而TiALN-WC/C涂层的摩擦系数只有
0.1，在砂粒等固相与绕丝2不断接触时，可以极大降低两者间的摩擦损耗，并且带有自润滑性，极大地保证绕丝2在水平完井中的使用寿命。
[0029]作为优选，根据实际采油的需要，将基管4通过连接头6与盲管7连接，方便原油的栗送，并且在铺设时摒弃传统盲管7与基管4直接焊接的方式，以方便在绕丝2损坏时直接更换绕丝2而不用对基管4、绕丝2进行整体更换，降低稠油开采的生产成本。
[0030]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于浅层稠油水平完井的筛管，包括外壁上开有多个进油孔(5)的基管(4)，其特征在于:沿所述基管(4)轴向在其外圆周壁上设置有多个加强肋(3)，绕丝(2)沿基管(4)圆向在多个所述加强肋(3)外绕制形成一个等径螺旋体，相邻的两个加强肋(3)之间填充有呈三角块状的泡沫铁(8)，且在所述等径螺旋体中部内壁上焊接有固定圈(9)，固定圈(9)内圆周壁上转动设置有多个滚珠(11)，还包括环形的导轨(10)，所述导轨(10)沿基管(4)周向贯穿多个加强肋(3)中部，且在导轨(10)外圆周壁上开有与多个滚珠(11)配合的环形凹槽；所述绕丝(2)由金属支撑体(12)和突起(13)组成，所述金属支撑体(12)的截面为梯形，所述金属支撑体(12)的下底为短边且与加强肋(3)连接，所述金属支撑体(12)的上底为长边且与突起(13)连接，所述突起(13)的截面为圆弧形。2.根据权利要求1所述的一种用于浅层稠油水平完井的筛管，其特征在于:还包括多个加强筋(1)，多个所述加强筋(I)沿所述基管(4)轴向且呈环形分布在绕丝(2)上。3.根据权利要求1所述的一种用于浅层稠油水平完井的筛管，其特征在于:在所述绕丝(2)外壁上涂有TiALN-WC/C层。4.根据权利要求1所述的一种用于浅层稠油水平完井的筛管，其特征在于:还包括连接头(6)，所述基管(4)的两端分别通过连接头(6)与盲管(7)连接。5.根据权利要求1所述的一种用于浅层稠油水平完井的筛管，其特征在于:多个所述滚珠(I I)呈圆形且阵列分布在所述固定圈(9)的内圆周壁上。6.根据权利要求1所述的水平完井用的防砂筛管，其特征在于:所述金属支撑体(12)的斜边与所述基管(4)轴线的垂直线所形成的夹角为15°~20°。
【文档编号】E21B43/24GK105971567SQ201610309042
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】贺昶明
【申请人】四川行之智汇知识产权运营有限公司