专利名称：动态型油井防砂筛管及其制备方法
技术领域：
本发明涉及动态型油井防砂筛管及其制备方法。
背景技术：
目前，油井中使用的防砂筛管主要有以下几种1、割缝衬管是在套管或油管上面按照一定排列顺序割出许多缝隙而成，开孔面 积(或过流面积)一般只有 3%。割缝衬管常用于胶结强度高、出砂极少的储层，以 防止井壁坍塌为主要目的，所以叫衬管。2、绕丝筛管主要由基管和筛套(JACKET)两部分组成，过流面积为15% 30%， 可用于各种岩性的储层中。在胶结强度低、易出砂的碎屑岩储层单独使用(不做砾石充填) 时，存在较严重的堵塞问题。所以，这种筛管通常要和砾石充填配合使用，简称砾石充填防 砂。砾石充填防砂的效果好，寿命长，但工艺复杂，施工时间长，易对近井地带储层造成污 染，在大斜度井和水平井中施工时，成功率低。3、金属网筛管主要由基管和包裹在基管外面的3 5层金属网构成，过流面积为 25% 35%，其用途、性能和问题与绕丝筛管非常接近。4、金属棉筛管金属棉具有一定的纳污能力，在油井生产初期，其抗堵塞能力优于 绕丝筛管和金属网筛管。当产出的砂量超过金属棉的纳污能力之后，同样会发生堵塞。大量实践表明，上述各种筛管如果单独使用(不做砾石充填)，抗堵塞能力都比较 差。当储层砂产出后，聚集在筛管的表面，形成静态的低渗砂层，随着储层砂不断产出，低渗 砂层逐渐增厚，整体的渗透率也随之逐渐降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种动态的油井防砂筛管及其制备方法。这种筛管的过滤材 料是缠绕或包裹在焊有支撑筋的基管(即带孔管)上的，过滤材料与基管之间有一定的空 间。当产出的砂粒聚积在筛管表面后，在过滤材料的内外两侧形成压差，压差推动过滤材料 向内蠕动从而破坏已经在外表面形成的堵塞砂层，随着储层砂继续产出，再次造成堵塞，建 立新的压差，这个过程周而复始，过滤介质表面的堵塞层不断遭到破坏。其它防砂筛管均属 于静态的，在筛管表面一旦形成堵塞，筛管自身不具备解除或缓解堵塞状况的能力。本发明技术方案是动态型油井防砂筛管，包括带孔管、沿带孔管轴向平行设置 在带孔管外表面上的数根支撑筋、缠绕或包裹在带孔管和支撑筋上的过滤材料和套设在过 滤材料上的外护管。上述支撑筋高度为2. 0 8. 0mm，相邻两支撑筋之间的距离为10 50mm。所述数根平行焊接在基管上的支撑筋，其特征在于当支撑筋高度小于或等于 4mm时，相邻两支撑筋之间的距离应小于25mm ；当支撑筋高度大于4mm时，相邻两支撑筋之 间的距离应大于25mm。所述过滤材料是由丝经为0. 05 0. 50mm的金属丝制成。
所述过滤材料为金属棉、金属毡或金属纤维等。本发明还提供了上述油井防砂筛管的制备方法，包括下述步骤将支撑筋沿带孔 管轴向平行焊接在带孔管的外表面上；将过滤材料缠绕或包裹在焊有支撑筋的带孔管上； 套入外护管，即制得动态型油井防砂筛管。本发明制得的动态型油井防砂筛管，过滤材料具有一定的变形空间，当产出砂聚 积在过滤材料外表面后，形成低渗砂层，从而在过滤材料内外两侧形成压差，压差推动过滤 材料向内侧蠕动变形，过滤材料外表面的低渗砂层遭到破坏，缓解了堵塞状况，这个过程周 而复始，使筛管的抗堵塞能力有了很大程度的提高，优于常规筛管50% 400%。
图1为本发明的产品结构示意图；图2为测定油井防砂筛管抗堵塞能力实验的设备流程图；图3为本发明的产品与常规产品的抗堵塞能力实验结果对比图。
具体实施例方式参见图1，本发明包括带孔管1(孔径一般为8 12mm，孔间距30 80mm)、沿带 孔管轴向平行设置在带孔管1外表面上的数根支撑筋2、缠绕或包裹在带孔管1和支撑筋2 上的过滤材料3和套设在过滤材料上的外护管4 (如采用冲缝或冲孔型外护管，冲缝型外护 管的钢板厚度大于1. 2mm，开孔面积不小于10% ；冲孔型外护管的钢板厚度大于1. 5mm，开 孔面积不小于20%。)。上述支撑筋高度高于基管(带孔管)外表面2.0 8. 0mm，相邻两支撑筋之间的距 离为10 50mm。所述数根支撑筋平行焊接在基管上。当支撑筋高度小于或等于4mm时，相邻两支 撑筋之间的距离应小于25mm ；当支撑筋高度大于4mm时，相邻两支撑筋之间的距离应大于 25mm。所述过滤材料是由丝经为0. 05 0. 50mm的金属丝制成。本发明建议当基管外径为60. 3 101. 6mm时，支撑筋的数量为8 24根；当基管 外径大于114. 3mm时，支撑筋的数量为12 48根。所述过滤材料为金属棉、金属毡或金属纤维。本发明动态型油井防砂筛管可由下述方法制得1、将基管安放在工作架上，保持稳定；将数根支撑筋沿轴向均勻地分布在基管圆 柱面上并焊接在基管上。支撑筋的高度高于基管表面2. 0 8. 0mm,当支撑筋高度小于或等 于4mm时，相邻两支撑筋之间的距离应小于25mm ；当支撑筋高度大于4mm时，相邻两支撑筋 之间的距离应大于25mm。2、将过滤材料均勻地缠绕(或包裹)在焊有支撑筋的基管上，要保证缠绕(或包 裹)后的过滤层具有一定的强度、渗透性和纳污能力，在外界压力作用下可蠕动变形。4、套上外护管后，对外护管的端部与基管表面进行焊接，保证密封，即可制成本发 明产品(见图1)。本发明动态型油井防砂筛管的结构和特点过滤材料与基管之间有一定的空间， 使过滤材料在外界压力的作用下产生变形，从而破坏已经在外表面形成的低渗砂层，缓解了堵塞状况，提高了防砂筛管的抗堵塞能力。在同等外界条件下，该产品的抗堵塞能力优于 常规产品的50% 400%。动态型防砂筛管与常规防砂筛管的抗堵塞能力对比实验1、实验原则实验的条件必须是完全相同的。即实验流体、实验砂样、泵入速度、实 验筛管的基管尺寸和有效过滤长度、实验步骤是完全相同的。2、实验方法参见图2，将PAC(提高流体黏度的化学材料)混入淡水中配制实验 流体，倒入混砂罐1 ；向混砂罐1中加入定量配制好的实验砂样，进行充分混合；将加工好的 筛管实验样件4安装在实验筒3内；启动注砂泵2，向实验筒3内泵入混合好的砂浆；砂浆 经筛管实验样件4过滤后流入计量筒5，通过记录仪6和计算机7计量。3、实验结果(见图3)将常规油井防砂筛管与本发明产品进行抗堵塞能力对比， 其中曲线1为常规油井防砂筛管的抗堵塞能力实验曲线；曲线2为本发明产品的抗堵塞 能力实验曲线。实验流体的漏斗黏度(FV)为60秒，实验砂样的粒度中值d50为158微米。实 验结果表明当二者的实验流量均为968升时，常规油井防砂筛管的堵塞压力为7. 86MPa, 而本发明产品的堵塞压力仅为2. 31MPa，前者的堵塞压力为后者的340%。
权利要求
动态型油井防砂筛管，其特征在于包括带孔管、沿带孔管轴向平行设置在带孔管外表面上的数根支撑筋、缠绕或包裹在带孔管和支撑筋上的过滤材料和套设在过滤材料上的外护管。
2.根据权利要求1所述的油井防砂筛管，其特征在于支撑筋高度为2.O 8. Omm，相 邻两支撑筋之间的距离为10 50mm。
3.根据权利要求1或2所述的油井防砂筛管，其特征在于所述过滤材料是由丝径为 0. 05 0. 50mm的金属丝制成。
4.根据权利要求3所述的油井防砂筛管，其特征在于所述过滤材料为金属棉、金属毡 或金属纤维。
5.根据权利要求2所述的油井防砂筛管，其特征在于当支撑筋高度小于或等于4mm 时，相邻两支撑筋之间的距离小于或等于25mm ；当支撑筋高度大于4mm时，相邻两支撑筋之 间的距离大于25mm。
6.权利要求1或2所述油井防砂筛管的制备方法，包括下述步骤将支撑筋沿带孔管 轴向平行焊接在带孔管的外表面上；将过滤材料缠绕或包裹在焊有支撑筋的带孔管上；套 入外护管，即制得动态型油井防砂筛管。
全文摘要
动态型油井防砂筛管，包括带孔管、沿带孔管轴向平行设置在带孔管外表面上的数根支撑筋、缠绕或包裹在带孔管和支撑筋上的过滤材料和套设在过滤材料上的外护管。其制法为将支撑筋沿带孔管轴向平行焊接在带孔管的外表面上；将过滤材料缠绕或包裹在焊有支撑筋的带孔管上；套入外护管，即制得动态型油井防砂筛管。本发明制得的动态型油井防砂筛管，过滤材料具有一定的变形空间，当产出砂聚积在过滤材料外表面后，形成低渗砂层，从而在过滤材料内外两侧形成压差，压差推动过滤材料向内侧蠕动变形，过滤材料外表面的低渗砂层遭到破坏，缓解了堵塞状况，这个过程周而复始，使筛管的抗堵塞能力有了很大程度的提高，优于常规筛管50％～400％。
文档编号B01D29/33GK101839122SQ20101002903
公开日2010年9月22日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者刘良跃, 史玉钊, 孙万山, 张晓诚, 范白涛, 董星亮, 邓建明 申请人:中海石油(中国)有限公司天津分公司;三河市海利诚石油工具有限公司