一种柔性筛管和防砂完井管柱的制作方法

本实用新型涉及石油工业完井施工中的筛管和防砂完井管柱，特别是一种柔性筛管和防砂完井管柱，适用于大曲率井完井工艺，可用于大曲率井眼的裸眼防砂完井施工。

背景技术：

目前，我国大部分老油田已进入开发的中后期，主力区块地层压力系数越来越低，采用传统钻井方式开采经济性越来越差，在同一口井中同时开采多个层系的超短半径侧钻井技术是现今石油开采中经济性较高的增产手段之一。

根据井眼曲率半径的不同，径向水平井分为长半径井、中半径井、短半径井和超短半径井。井眼曲率半径小于20m为超短半径水平井，曲率半径越短的井越难以开钻，对钻具的要求高，同时对完井工艺的要求也越高。

钻井工具主要分为射流工具和柔性钻具两大类。通过检索已有专利、从其背景技术中公开的资料获知，美国某公司拥有一项利用高压旋转射流破岩钻进的技术，利用这种工具射流钻成的水平井井眼直径较小，但由于水流切割出来的孔道不规则，孔道因为失去支撑而容易闭合，使得其无法固井完井。

中国发明专利zl2009200123400公开了一种高压水射流喷射组合工具，包括喷射主体和完井辅件，喷射主体除了喷头、高压管等之外还包括割缝柔性筛管，该割缝柔性筛管套装在高压管的外侧，在喷射进尺至设计井深后，上提钻具，而割缝柔性筛管及防砂筛网均保留在所喷射形成的井眼内，由此实现完井。该种完井方法存在以下问题：该种割缝柔性筛管的割缝由于与井眼的轴线方向垂直，且割缝往往并不是规整的圆弧形，因此在下井过程中割缝往往会与井壁发生大面积的刮擦，从而导致整套组合工具无法顺利前进。

中国专利zl2011201003600公开了钻完井专用导向柔性筛管，主要解决现有柔性钻杆导向性能差，易损坏的问题。其技术方案是：钻完井专用导向柔性筛管包括管体、管体壁上均匀开有t形口，t形口内置有t形堵块，t形堵块首端焊接固定在t形口，t形堵块尾端通过捆扎板固定，在t形口尾端的管体壁上沿径向开有径向割缝，在割缝两端头轴向开有轴向割缝。钻井时与柔性钻杆配合，可以保护柔性钻杆。在完井后，该钻完井专用导向柔性筛管可留在井中，用于支撑井壁。该柔性筛管存在以下问题：由于该柔性筛管的管体结构限制，筛管串只能向一个方向弯曲，只适合于二维轴线的井眼，在三维轴线井眼中易卡阻，难以下至预定井深；筛管割缝只为保护柔性钻具和支撑裸眼井壁，对于疏松砂岩油藏，不能有效防砂。

中国专利zl201110123478x公开了超短半径径向高压水射复式钻井、完井工具及其工艺，该复式完井工具采用割缝防砂筛管的构造形式，在割缝防砂筛管的尾管上设有接箍，在割缝防砂筛管内设有割缝管及角度限位片，割缝防砂筛管通过压套与防砂筛网连接，在割缝防砂筛管前端设有引鞋。将该完井筛管管柱下入超短半径水平钻井所钻的井眼轨迹内，可以在地层坍塌时起到支撑作用，并且防止地层砂进入套管。由该专利的附图2可以看出，该割缝防砂筛管内设的割缝管与中国专利zl2011201003600公开的导向柔性筛管结构相似，也采用t形口结构，因此也存在三维轴线井眼中易卡阻的风险。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种柔性筛管和防砂完井管柱，完井后能够支撑井壁并能有效防砂，且在狗腿严重的三维轴线井眼的下入过程中能够自由弯曲，避免卡阻风险，提高完井施工的成功率，降低生产成本。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种柔性筛管包括接箍和筛管，筛管的管体上设有筛缝或筛孔、两端设有外螺纹，球头连接管的管体上也设有筛缝或筛孔、管体两端是球头，接箍的一端是球头连接端、另一端是螺纹连接端；球头连接管两端的球头分别与接箍的球头连接端连接，接箍的螺纹连接端与筛管螺纹连接。

连接了所述一种柔性筛管的防砂完井管柱包括尾管悬挂器和引鞋，由柔性筛管串连形成的柔性筛管串连接在尾管悬挂器与引鞋之间。

与现有技术相比，本实用新型的显著使用效果是：在现有技术条件下，超短曲率半径钻井最小可形成曲率半径为2.8m、井径φ100mm的小井眼，而本实用新型中柔性筛管的球头连接管两端是万向连接结构，可以在2.6m超短曲率半径的三维轴线井眼中自由弯曲，保证本防砂完井管柱的顺利下入，有效避免了卡阻现象。柔性筛管中的筛缝或筛孔可根据地层砂的粒度中值，设计成割缝或者打孔样式，能够有效防砂。柔性筛管的内通径大，地层出砂后可以进行冲砂作业，减少了现有技术需要更换筛管的作业成本。

本实用新型设计合理，工作性能可靠，经过了室内试验和模拟，能顺利下入大曲率的小井眼中，不但能支撑裸眼井壁，防止井眼坍塌，还能有效防砂，显著降低了施工成本和生产成本，具有显著的使用效果和应用价值并能产生显著的经济效益。

附图说明

图1是超短曲率半径井眼中防砂完井管柱的结构示意图；

图2是柔性筛管的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本实用新型，并非限制本实用新型的保护范围，凡使用本实用新型的设计思路得出的改进均属于本实用新型的保护范畴。

如图2所示，一种柔性筛管包括接箍和筛管3.6，筛管3.6的管体上设有筛缝或筛孔3.4、两端设有外螺纹；球头连接管3.3的管体上也设有筛缝或筛孔3.4、管体两端是球头3.5，接箍的一端是球头连接端3.2、另一端是螺纹连接端3.1；球头连接管3.3两端的球头3.5分别与接箍的球头连接端3.2连接，接箍的螺纹连接端3.1与筛管3.6螺纹连接。筛管3.6和球头连接管3.3管体上的筛缝或筛孔3.4可实现防砂功能。

所述接箍由球头连接端3.2和螺纹连接端3.1通过螺纹连接而成，螺纹连接端3.1一端是螺纹连接腔、另一端是球面腔，该球面腔一端设有外螺纹。

所述球头连接端3.2一端的内螺纹与螺纹连接端3.1球面腔一端的外螺纹连接、另一端是锥形腔，球头连接端3.2的中部内腔是球形接合腔；当球头连接端3.2与螺纹连接端3.1螺纹连接后、球头连接端3.2的球形接合腔与螺纹连接端3.1的球面腔组合成为一个球面曲率半径相同、球心重合的球腔，该球腔与球头3.5连接。

所述球头连接端3.2中锥形腔的斜面与球头连接端3.2轴线的夹角设在8°～16°之间；筛管3.6和球头连接管3.3管体上的筛缝或筛孔3.4的缝宽或孔径根据地层砂的粒度中值设定；筛管3.6和球头连接管3.3管体上的筛缝或筛孔3.4外面还能够绕丝或固定滤网。球头连接端3.2和螺纹连接端3.1形成的球腔与球头连接管3.3的球头3.5构成万向连接结构，使球头连接管3.3可以在接箍中球头连接端3.2的周向上任意转动。

所述球头3.5在球头连接端3.2和螺纹连接端3.1形成的球腔中转动后，球头连接管3.3的管体与球头连接端3.2轴线形成的角度在8°～16°；球头连接管3.3的管体长度和筛管3.6的本体长度能够根据下入小井眼4的曲率半径和小井眼4的井眼尺寸进行优化设计，能够下入2.6m超短曲率半径钻井形成的小井眼4中。球头连接管3.3的管体长度和筛管3.6的本体长度经过优化后，保证在柔性筛管的弯曲角度范围内能顺利下入预定的小井眼4中。

所述螺纹连接端3.1中螺纹连接腔的螺纹和筛管3.6两端的螺纹均是油管螺纹，本柔性筛管能够通过螺纹连接端3.1和筛管3.6两端的螺纹串连形成柔性筛管串。

连接了一种柔性筛管的防砂完井管柱包括尾管悬挂器2和引鞋5，由柔性筛管3串连形成的柔性筛管串连接在尾管悬挂器2与引鞋5之间。

参见图1，下面以超短半径侧钻水平井为例，说明本实用新型中防砂完井管柱的使用方法，是：

a、在原井的套管1开窗后，使用超短半径钻具，钻至小井眼4的设计井深；

b、起出超短半径钻具，下入防砂完井管柱；

c、下至设计井深后，利用防砂完井管柱上部的尾管悬挂器2悬挂于原井的套管1上，实现裸眼防砂完井。

所述裸眼防砂完井后，如果生产中出现地层出砂，能够在防砂完井管柱中下入连续油管进行冲砂作业。

上面实施例在原井的套管1开窗后，由于超短曲率半径的小井眼4狗腿度较大，当防砂完井管柱遇到井壁侧向力时，柔性筛管3中的万向连接结构可以自由弯曲，根据小井眼4轴线的空间形状，整个防砂完井管柱可以弯曲成空间任意形状，防止下入过程中出现卡阻，保证了防砂完井管柱顺利下至设计井深。

另外，以井径φ100mm的侧钻井小井眼4为例，本防砂完井管柱可以满足2.6m曲率半径以上的井眼完井要求，防砂完井管柱的最大内通径可达φ60mm，生产后期如果地层出砂，可以下入连续油管进行冲砂作业。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本实用新型不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本实用新型的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本实用新型的范围内，因此，保护范围不仅限于上述实施例。