专利名称：错动自洗缝防砂筛管的制作方法
技术领域：
本发明属于石油工程领域，用于油气井生产过程中防止地层砂进入生产通道的井
下滤砂工具。
背景技术：
绕丝筛管、激光割缝管、环缝筛管等利用缝隙进行过滤的井下防砂工具应用已经 非常普遍。这类滤砂管优点很多，但存在不能防止过滤缝被砂堵塞的缺点。以往解决的办 法是将过滤缝隙制成外窄内宽型(如梯型或复合腔体型)，以达到自洁的目的。这种自洁的 实质是缝内自洁，即防止不规则形态的地层砂堵塞在缝内。但无法自洁堵塞在缝口的直径 与过滤缝隙宽度相近的地层砂粒。这是缝隙类滤砂筛管使用有效期不长的主要原因。本发 明除保持上述自洁功能外，还可以使构成过滤缝隙的两壁面能随井内压力波动而产生相对 错动，使卡在缝口的地层砂粒脱落，达到自洗目的。
发明内容
本发明是一种精密微缝自洗防砂筛管。它由基管(可用油管或套管作基管)和嵌 在基管壁上的条形过滤组件组成。其结构特征是在基管外壁上沿轴线方向开设较浅的长 条形槽，外形如键槽，槽底开有通向管内的孔道；长条形槽中嵌入过滤组件。过滤组件由多 条平行排列且不同钢度(不同横截面或不同材质)的长条形钢片组成。长条型槽可按一定 规律分布在基管上，经过嵌入过滤组件组装完成后的基管就构成防砂管柱。长条形过滤组 件利用相邻钢片之间的微缝隙对地层砂进行过滤。利用井内压力变化使滤缝壁面发生相对 错动完成自洗。 本发明的工作原理如下 不同钢度的长条型弹性钢片在受力相同时，产生的挠度是不同的。即当受到相同 的外力时，原来平齐的两片不同钢度的条形钢片会发生相对错动。 在油气开采过程中，井内压力会随生产工艺及工作制度变化而发生波动。这种压 力变化多数是采油方式引起的，如电潜泵、螺杆泵在变频时引起井内压力波动，或抽油机上 下往复运动使井内压力周期性的波动等。另外，还有开、关井作业引起的井内压力波动等都 将导致作用在滤砂管柱上的压力发生波动。由于过滤单元由不同钢度的长条型弹性钢片构 成，井内的压力波动会使构成过滤缝隙的壁面随压力波动产生相对错动。利用滤缝壁面的 相对错动，使已经卡在缝口的地层砂脱落，从而完成实质意义上的自洗，即滤砂单元具有自 洗功能。
图1是单片型过滤组件滤砂管结构图，四张图分别为构成滤砂管柱的剖面图、A-A 截面图、B位置局部放大图和C位置局部放大图。 图2是多片型过滤组件滤砂管结构图，四张图分别为构成滤砂管柱的剖面图、A-A截面图、B位置局部放大图和C位置局部放大图。
具体实施例方式
下面通过两个具体实施方案对本发明进行详细的描述 (1)单片型过滤组件，即每个滤砂单元只有一条弹性钢片，利用钢片与管壁上的槽壁面形成两条过滤缝隙，基本结构见图1。在基管上开出平行于轴线的直壁槽，槽的长度一般可在50 200mm，宽度在2 5mm。槽的深度通常为4mm左右。槽的两端深度比中间部
位浅，使得钢片嵌入后上端面与基管外表面基本平齐，而下端面距槽底面有一定的空隙。槽底部钻有与管内的连通孔。钢片的长度和宽度与槽的长宽相对应，与基管槽的间隙由挡砂要求决定。最小间隙可达到0.05mm以内。钢片的受力变形特性由开采原油的物性及储层物性决定。 一般原油粘度越高，要求钢性越大。钢片两端焊接在槽两端的基管上。
油气流由井筒通过缝隙进入滤砂管时，需要压力差。此压力差同时也作用在基管和钢片上。由于基管强度高，基本不发生变形。而钢片在此压力作用下将向管内发生弯曲，由此形成钢片相对于基管槽壁的相对错动。钢片向内变形最终受到槽底面的限制。由于槽底面的支撑作用，钢片不会在外压力作用下发生破坏性变形。这种随压力波动而产生弯曲挠度变化的结果就产生了自洗作用。 (2)多片型过滤组件，即每个滤砂单元由多条弹性钢片组成，利用钢片之间的缝隙形成滤缝，基本结构见图2。在基管上开出平行轴线的直壁槽，槽的长度一般可在50 lOOmm，宽度在8 15mm。槽的深度通常为5mm。槽底部钻有与管内的连通孔。组成后的过滤单元长度和总宽度与槽的长宽相对应。过滤单元中钢片间的最小间隙可达到0. 05mm以内。不同钢度的钢片间隔排列。钢片数应该是单数(3或5片为宜)，以保证相邻钢片在外力作用下发生变形时挠度不同，以完成自洗。钢片两端先用基座固定，以便保证钢片之间的间隙。组装时将基座焊接在槽两端的基管上。
权利要求
一种应用于石油工程领域的精密微缝自洗防砂筛管。管柱由基管(可用油管或套管作基管)和嵌在基管壁上的条形过滤组件组成。其结构特征是在基管外壁上沿轴线方向开设较浅的长条形槽，外形如键槽，在长条形槽中嵌入过滤组件。过滤组件由多条平行排列的不同钢度(不同横截面或不同材质)的长条形钢片组成。长条型孔槽可按一定规律分布在基管上，经过嵌入过滤组件组装完成后的基管就构成防砂管柱。长条形过滤组件利用相邻条形钢片之间的微缝隙对地层砂进行过滤。利用井内压力变化使滤缝壁面发生相对错动而实现自洗。
2. 根据权利要求1所述的利用构成微缝隙的壁面相对错动完成自洗和自洁的滤砂组件结构；
3. 根据权利要求1所述的利用井内压力变化使弹性部件变形量发生变化而导致相邻滤缝壁面相对错动完成自洗的滤砂结构；
4. 根据权利要求l所述的过滤组件由平行排列的不同钢度(不同横截面或不同材质)的长条形钢片组成的多条微缝隙结构的滤砂组件。
全文摘要
错动自洗缝防砂筛管发明属于石油工程领域，用于油气井生产过程中防止地层砂进入生产通道的井下滤砂工具。本发明是一种精密微缝自洗防砂筛管。它由基管和嵌在基管壁上的条形过滤组件组成。其结构特征是基管壁外壁上沿轴线方向开设有较浅的长条形槽，在长条形槽中嵌入过滤组件。过滤组件由一条或多条平行排列、不同钢度(不同横截面或不同材质)的长条形钢片组成。长条型孔槽可按一定规律分布在基管上，经过嵌入过滤组件组装完成后的基管就构成防砂管柱。长条形过滤组件利用相邻钢片之间的微缝隙对地层砂进行过滤。相邻滤缝壁面在井内压力变化会发生相对时错动，由此完成自洗。
文档编号E21B43/08GK101701516SQ20091005983
公开日2010年5月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者伊向艺, 卢渊, 张哨楠 申请人:卢渊;伊向艺;张哨楠;成都理工大学