专利名称：一种可膨胀防砂筛管的制作方法
技术领域：
本实用新型适用于石油钻井完井、防砂修补等领域，为一种可膨胀防砂 筛管。
背景技术：
我国疏松砂岩油藏分布范围较广、储量大，产量占有重要的地位。油井 出砂是疏松砂岩油藏开采普遍存在的问题，出砂的危害主要表现在以下几个 方面影响油井正常生产、增加生产成本、破坏地层、污染环境。
传统的防砂工艺大多以牺牲部分产能为代价。砾石充填完井易产生深度 过滤，造成筛管堵塞，影响产量，其作业设备复杂、费用较高；在机械防砂 领域先后出现了绕丝筛管、割缝筛管、金属棉筛管、TBS筛管等防砂技术， 这些筛管存在以下问题
一是当地层砂分选性差时，难以形成高渗透率的油流通道，当油流通过 时，造成了很大的压力降，增大了油流流动阻力，限制了油井的产量；
二是由于存在砂环，筛管打捞作业时，容易卡死筛管，造成大修，增加 作业难度和成本。
随着油田开发中后期的到来，特殊工艺井逐年增多，而水平井、多分支 井、侧钻井的完井及防砂较为困难。因此研究开发防砂效果好、作业费用低 的防砂装置和工艺具有十分重要的技术和经济意义。
目前，weatherford公司研制的膨胀防砂筛管(ESS)在国外油田已经推 广，效果较好，但仍存在完井工艺和设备复杂、所需膨胀力大、膨胀和螺纹联接处抗拉和抗扭能力薄弱等缺陷。 发明内容
可膨胀防砂筛管在径向可以发生永久塑性变形，以达到增大筛管内径、 优化井身结构的目的，从而显著降低防砂作业费用少和油井生产成本和提高 油井产能。本实用新型的目的是向现场提供一种采用普通螺纹联接、易于膨 胀、防砂效果好的可膨胀防砂筛管。
本实用新型是这样实现的。 一种可膨胀防砂筛管由膨胀基管、过滤介质
和金属保护外罩三层结构组成，膨胀基管为可膨胀筛管的本体，过滤介质位
于膨胀基管和金属保护外罩之间，金属保护外罩为膨胀筛管最外层结构。膨
胀基管采用不锈钢材料，上面均匀布有缝槽，膨胀基管两端的膨胀接头预先
膨胀，采用特种焊接工艺，与膨胀基管焊接连接为一体；过滤介质采用双层
滤网结构，里层筛网由相互重叠的规则金属薄片编制而成，每块薄片一端固
定在膨胀基管上，薄片之间相互搭接，外层筛网固定在金属保护外罩上，采
用自我搭接方式，为一整体式结构。膨胀时，膨胀基管和保护外罩的缝槽打
开，暴露金属过滤网的流动区域，金属过滤网通过彼此滑动来实现膨胀，有
效的过滤孔径保持不变。 本实用新型的优点在于
(1) 本实用新型采用普通螺纹联接方式，膨胀接头预先膨胀，采用特种 焊接工艺，与基管焊接连接为一体，在膨胀作业时膨胀接头处不再膨胀，故 螺纹联接强度高，机械性能强，克服膨胀螺纹抗拉和抗扭能力薄弱、加工工 艺复杂、成本高等弱点。
(2) 按相互搭接的割缝模式在轴向对膨胀基管进行割缝，同时缝槽两端 手指处采用圆弧过渡结构，避免膨胀时缝槽手指处的应力集中，且易于膨胀，减小膨胀力，降低施工成本和风险。
(3) 过滤介质采用双层滤网结构，里层筛网由相互重叠的金属薄片编织 而成，固定在膨胀基管上，外层筛网固定在金属保护外罩上，为一整体式结 构。膨胀时，金属过滤网通过彼此滑动来实现膨胀，有效的过滤孔径保持不 变，防砂效果不受膨胀过程的影响。
(4) 膨胀后其外壁可以紧贴于井壁，消除了筛管与井壁的环形空间，减
少砂粒的移动和微粒的运移，可以最大限度地减少砂粒撞击和冲蚀问题，增
加滤砂面积，提高筛管防砂效果，延长筛管防砂寿命；
(5) 膨胀筛管具有最大的内外径比和较强的弯曲能力，能够适合各种套 管完井井眼，以及井壁规则的裸眼井眼，特别适用于水平井、多分支井、侧 钻井、过油管、连续油管、重复补救防砂及小井眼井的防砂，达到保护油气 藏、提高产能和采收率的开发效果。
附图1 一种可膨胀筛管结构示意图，左图为膨胀基管割缝分布图，右图
为筛管膨胀前的膨胀筛管结构A-A截面图。 附图2膨胀前的可膨胀筛管示意图。 附图3膨胀后的可膨胀筛管示意图。
1膨胀基管，2过滤介质，3金属保护外罩，4缝槽，5膨胀接头。
具体实施方式
现结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述。
如附图1、图2及图3所示，本实用新型为一种可膨胀防砂筛管，它由 膨胀基管1、过滤介质2和金属保护外罩3三层结构组成，膨胀基管1为可 膨胀筛管的本体，过滤介质2位于膨胀基管1和金属保护外罩3之间，金属保护外罩3为膨胀筛管最外层结构。在膨胀基管1轴向均匀割有缝槽4，缝
槽4两端手指处采用圆弧过渡结构，膨胀基管1两端焊接有膨胀接头5;过
滤介质2采用双层滤网结构，里层筛网由相互重叠的规则金属薄片编织而 成，每块薄片一段固定在膨胀基管1上，薄片之间相互搭接，外层筛网固定
在金属保护外罩3上，采用自我搭接方式，为一整体式结构；过滤介质2
外面包有金属保护外罩3，通过焊接与膨胀基管1连为一体。
膨胀基管1两端的膨胀接头5预先膨胀，膨胀后呈锥形喇叭口状，内径 大于膨胀基管1内径，膨胀筛管之间采用普通螺纹联接，提高螺纹联接处的 机械性能。按相互搭接的割缝模式在轴向对膨胀基管1进行割缝，预先膨胀 后的膨胀接头5不割缝，缝槽4两端手指处采用圆弧过渡结构，避免膨胀时 缝槽4手指处的应力集中，减小膨胀力。
在可变径膨胀锥的压力作用下，可膨胀筛管发生径向塑性变形，实现膨 胀的目的。膨胀时，膨胀基管1和金属保护外罩3的缝槽打开，暴露过滤介 质2的流动区域，金属过滤网通过彼此滑动来实现膨胀，有效的过滤孔径保 持不变。
当膨胀筛管膨胀至预先膨胀的膨胀接头5处时，释放压力压縮可变径膨
胀锥，膨胀接头5处施工时不再膨胀，膨胀锥顺利通过膨胀接头5后，加压
使膨胀锥外径变大，继续膨胀，直至筛管尾端。可膨胀筛管膨胀之前，膨胀
基管1本体外径小于膨胀接头5外径，可膨胀筛管实现膨胀后，膨胀基管l
本体外径大于膨胀接头5外径，紧贴于地层，消除了筛管与井壁的环形空间。 膨胀施工完成后，可增加滤砂面积，提高筛管防砂效果，延长筛管防砂 寿命，从而降低钻井作业费用和油井生产成本。
权利要求1.一种可膨胀防砂筛管，它由膨胀基管[1]、过滤介质[2]和金属保护外罩[3]三层结构组成，其特征在于在膨胀基管[1]轴向均匀割有缝槽[4]，缝槽[4]两端采用圆弧过渡结构，膨胀基管[1]两端有膨胀接头[5]，呈锥状，膨胀接头[5]外径大于膨胀筛管本体外径；过滤介质[2]采用双层滤网结构，里层筛网由相互重叠的规则金属薄片编织而成，每块薄片一段固定在膨胀基管[1]上，薄片之间相互搭接，外层筛网固定在金属保护外罩[3]上，为一整体式结构；过滤介质[2]外面包有金属保护外罩[3]，通过焊接与膨胀基管[1]连为一体。
2. 如权利要求1所述的一种可膨胀筛管，其特征在于膨胀基管[l]按相互搭接模式进行割缝，膨胀接头上不割缝[5]。
3. 如权利要求1所述的一种可膨胀筛管，其特征在于膨胀基管[l]为可膨 胀筛管的本体，过滤介质[2]位于膨胀基管[1]和金属保护外罩[3]之间，金属保 护外罩[3]为膨胀筛管最外层结构。
专利摘要本实用新型是用于石油完井防砂领域的一种可膨胀防砂筛管，由膨胀基管、过滤介质和金属保护外罩三层结构组成，其特征是在膨胀基管轴向均匀割有缝槽，焊接在膨胀基管两端的膨胀接头预先膨胀，采用普通螺纹联接；过滤介质采用双层滤网结构，过滤介质外面包有金属保护外罩，通过焊接与膨胀基管连为一体；膨胀时，膨胀基管和保护外罩的缝槽打开，金属过滤网通过彼此滑动来实现膨胀。优点在于采用相互搭接的割缝模式，且缝槽两端采用圆弧过渡结构，避免了应力集中；过滤介质采用双层滤网结构，通过滑动实现膨胀，防砂效果不受膨胀过程的影响；膨胀后筛管外壁可以紧贴于井壁，消除了筛管与井壁的环形空间，提高筛管防砂效果。
文档编号E21B43/08GK201162528SQ20082001890
公开日2008年12月10日 申请日期2008年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者何育荣, 吴柳根, 明 唐, 唐成磊, 宁学涛, 朱海波, 沈学祥, 滕照正, 马建忠 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院