一种可膨胀防砂筛管的制作方法

本发明涉及一种防砂筛管，尤其是一种可膨胀防砂筛管，主要应用于直井、定向井、水平井等各种井型的防砂完井作业。

背景技术：

目前国内常见的防砂筛管有绕丝筛管、割缝筛管与复合筛管，他们各有特点，绕丝筛管由打孔基管与过流介质层组成，过流介质为可控宽度的楔形金属丝缠绕在加强筋上而成，这种结构的筛管过流介质层厚，影响筛管内通径，不利于后续作业，并且在下入及生产过程中容易出现乱丝状况，影响挡砂精度；割缝筛管是在套管上割出可控宽度缝的单层结构筛管，筛管内通径大，但是割缝宽度宽不好控制导致该种筛管防砂精度低，并且受割缝密度影响，该种筛管的过流能力低；复合筛管是由打孔基管、精密过流介质层与外保壳组成的三层结构筛管，该种筛管由于有筛网或筛棉组成的精密过流介质层，其防砂精度是目前常用筛管中最高的，但是同绕丝筛管一样同样存在这过流介质层厚，影响内通径的问题。另外，目前各类型常用筛管均存在一个共通问题：随着生产时间推移，筛管和井壁之间的环空会出现砂层堆积，加大了生产压差、影响产量的同时还会加快底水锥进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可膨胀防砂筛管，工作时通过扩径胀锥利用机械力使可膨胀筛管发生径向扩张形变，径向变形的同时筛管主体内通径增大，过流面积增加，保证防砂性能与连接强度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可膨胀防砂筛管，包括可膨胀密封母扣、膨胀筛管主体和可膨胀密封公扣，可膨胀密封母扣与可膨胀密封公扣通过插入焊接分别连接在膨胀筛管主体上下两端；

可膨胀密封母扣包括由多个“z”型组件构成的环形可膨胀母螺纹和可膨胀母螺纹座，“z”型组件截面呈“z”字形，完整的可膨胀母螺纹由多组“z”型组件顺时针同向拼接排布组成，可膨胀母螺纹通过嵌入焊接与可膨胀母螺纹座连接，可膨胀母螺纹座带有交错排布的切割缝，保证轴向强度的同时允许发生径向扩张变形，在发生径向变形时，可膨胀母螺纹的“z”型组件相互展开，每个组件之间的拼接缝隙被挤压并紧密贴合，扩张变形的同时实现密封；

可膨胀密封公扣包括由多个“z”型组件构成的环形可膨胀公螺纹和可膨胀公螺纹座，“z”型组件截面呈“z”字形，完整的可膨胀公螺纹由多组“z”型组件顺时针同向拼接排布组成，可膨胀公螺纹通过嵌入焊接与可膨胀公螺纹座连接，可膨胀公螺纹座带有交错排布的切割缝，保证轴向强度的同时允许发生径向扩张变形，在发生径向变形时，可膨胀公螺纹的“z”型组件相互展开，每个组件之间的拼接缝隙被挤压并紧密贴合，扩张变形的同时实现密封；

膨胀筛管主体包括缠绕式精密防砂筛网、可膨胀基管、可膨胀外保护壳，可膨胀基管与可膨胀外保护壳上设置有交错排布的切割缝，在保证轴向强度的同时允许发生径向扩张变形，缠绕式精密防砂筛网缠绕在可膨胀基管上，再套入保护筛网的可膨胀外保护壳，缠绕式精密防砂筛网起挡砂作用，筛管发生径向变形的过程中缠绕式精密防砂筛网外扩舒展，保证膨胀后的筛管的防砂性能。

可膨胀密封母扣与可膨胀密封公扣的螺纹采用了非等高锯齿形螺纹，在保证螺距一致的前提下，公扣螺纹前段的牙高较低，螺纹根部的牙高较高；母扣的牙底深度高于公螺纹牙高。

本发明的有益效果是：

(1)结构紧凑，采用可膨胀设计，筛管膨胀后通径大，可满足后期施工要求；

(2)膨胀后，筛管上的过流缝扩张，大幅增加了筛管的过流面积；

(3)采用精密防砂筛网做为筛管的防砂过流介质，挡砂精度高；

(4)膨胀后，与井壁之间的环空间隙小，生产压差低，有助于提高产能，防止底水锥进。

(5)应用广泛，高性能可膨胀防砂筛管可用于各类型井的套管内及裸眼防砂完井。

附图说明

图1为本发明的可膨胀防砂筛管的结构图。

图2为图1的a-a剖面图。

图3为图1的b-b剖面图。

图4为图1的d-d剖面图。

图5为本发明的可膨胀防砂筛管的可膨胀螺纹变化状态图(截面d-d为可膨胀螺纹连接后的初始状态，截面d’-d’为可膨胀螺纹发生径向膨胀后的状态)

图6为本发明可膨胀防砂筛管的可膨胀螺纹牙形图(a为可膨胀母螺纹、b为可膨胀公螺纹)。

图7为本发明可膨胀防砂筛管精密防砂筛网结构图(c为精密防砂筛网扩张前状态、c’为精密防砂筛网扩张后状态)。

图8为本发明可膨胀防砂筛管的可膨胀基管结构图(d为可膨胀基管扩张前状态、d’为可膨胀基管扩张后状态)。

图9为本发明可膨胀防砂筛管的外保护壳结构图(e为外保护壳扩张前状态、e’为外保护壳扩张后状态)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1-9所示，本发明的可膨胀防砂筛管，包括可膨胀密封母扣1、膨胀筛管主体2和可膨胀密封公扣3，可膨胀密封母扣1与可膨胀密封公扣3通过插入焊接的方式分别连接在膨胀筛管主体2上下两端；

可膨胀密封母扣1包括由多个“z”型组件构成的环形可膨胀母螺纹1-1和可膨胀母螺纹座1-2，“z”型组件截面呈“z”字形，完整的可膨胀母螺纹1-1由多组“z”型组件顺时针同向拼接排布组成，可膨胀母螺纹1-1通过嵌入焊接与可膨胀母螺纹座1-2连接，可膨胀母螺纹座1-2带有交错排布的切割缝，保证轴向强度的同时允许发生径向扩张变形，在发生径向变形时，可膨胀母螺纹1-1的“z”型组件相互展开，每个组件之间的拼接缝隙被挤压并紧密贴合，扩张变形的同时实现密封；

可膨胀密封公扣3包括由多个“z”型组件构成的环形可膨胀公螺纹3-2和可膨胀公螺纹座3-1，“z”型组件截面呈“z”字形，完整的可膨胀公螺纹3-2由多组“z”型组件顺时针同向拼接排布组成，可膨胀公螺纹3-2通过嵌入焊接与可膨胀公螺纹座3-1连接，可膨胀公螺纹座3-1带有交错排布的切割缝，保证轴向强度的同时允许发生径向扩张变形，在发生径向变形时，可膨胀公螺纹3-2的“z”型组件相互展开，每个组件之间的拼接缝隙被挤压并紧密贴合，扩张变形的同时实现密封；

膨胀筛管主体2包括缠绕式精密防砂筛网2-1、可膨胀基管2-2、可膨胀外保护壳2-3，可膨胀基管2-2与可膨胀外保护壳2-3上设置有交错排布的切割缝，在保证轴向强度的同时允许发生径向扩张变形，缠绕式精密防砂筛网2-1缠绕在可膨胀基管2-2上，再套入保护筛网的可膨胀外保护壳2-3，缠绕式精密防砂筛网2-1起挡砂作用，筛管发生径向变形的过程中缠绕式精密防砂筛网2-1外扩舒展，保证膨胀后的筛管的防砂性能。

可膨胀密封母扣1与可膨胀密封公扣3的螺纹采用了非等高锯齿形螺纹，在保证螺距一致的前提下，公扣螺纹前段的牙高较低，螺纹根部的牙高较高；母扣的牙底深度高于公螺纹牙高。

本发明的可膨胀防砂筛管在下入过程中属于收缩状态，筛管下到位后使用扩径胀锥通过机械力使筛管径向扩张，膨胀筛管膨胀后，内通径增大满足后期作业要求，筛管的过流介质采用高精度的防砂筛网，确保筛管有足够的挡砂精度，同时筛管的过流孔在径向扩张的过程中会同时增大进一步增加过流面积。可膨胀防砂筛管膨胀后筛管与井壁之间的环空间隙被压缩到最小，有效降低生产压差，增加油井产量，生产压差降低还有效防止底水锥进。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。