一种抗堵控水筛管的制作方法

本发明涉及油田油气井开采用井下防砂技术领域，具体涉及一种抗堵控水筛管。

背景技术：

目前，国内油田开采已进入中后期阶段，油田含水率大幅度提高，大大的影响了油田产量，而目前的控水完井技术如：分段变密度筛管控水完井、中心管控水完井、icd控水完井等控水技术虽然对油井出水问题有一定的缓解，但是这些控水完井技术却都是以牺牲油田产量为代价来延长油井的生产周期，无法真正实现在稳定产量的同时降低油田出水的问题。

针对油田大斜度井，地层结构复杂的出砂层，特别是分选性较差的出砂地层，其防砂难度大，并且采用一般筛管防砂时由于进入第一过滤层的泥砂不可能都顺利的通过第二过滤层，总会有一部分的泥砂滞留在第一第二过滤层之间，泥砂越积越多，便会造成筛管堵塞，防砂有效期短，最终影响生产且成本增加。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种抗堵控水筛管，能在控制油田出水的条件下，同时提高其自洁能力和抗堵性能，大幅度降低油田含水率和延长滤砂管的使用寿命，并最终提高油井产油量和采收率。

本发明的技术方案是：一种抗堵控水筛管，包括基管，所述基管的外侧由内向外依次套设有绕丝筛套和冲缝筛套，所述绕丝筛套的下端连接有支撑套，所述支撑套与基管之间形成滤液通道，所述绕丝筛套与冲缝筛套之间形成过砂通道；

所述基管上位于冲缝筛套的两端分别设有上端环和下端环，所述上端环分别与绕丝筛套和冲缝筛套的上端固定连接，所述下端环分别与冲缝筛套的下端和支撑套外壁固定连接；

所述下端环的圆周内壁上沿周向设有多个落砂凹槽，所述落砂凹槽与过砂通道连通，且落砂凹槽沿轴线贯穿整个下端环；

所述支撑套的下端密封连接有护套，所述基管的下端螺纹安装有阀座，所述阀座上安装有控水阀，所述阀座与护套之间形成与滤液通道连通的液流通道；

所述控水阀包括与液流通道连通的进液口、旋流腔体和出液孔，所述旋流腔体的截面为椭圆形，且进液口呈流线型并与旋流腔体的内壁形成切线运动轨迹。

优选的，所述绕丝筛套包括横筋和纵筋，所述横筋和纵筋相互缠绕在一起。

优选的，所述上端环、冲缝筛套、绕丝筛套、下端环与基管一体式焊接在一起。

优选的，所述上端环与下端环的外径均大于冲缝筛套外径。

优选的，所述控水阀的进液口与旋流腔体连接处设有多个挡板，所述挡板与进液口形成多个分支口，所述分支口两端分别与进液口和旋流腔体的内壁形成流线型轨道。

优选的，所述进液口为多个，每个进液口与旋流腔体的内壁均呈流线型结构。

优选的，所述进液口为螺旋环绕结构且形成缓流流道。

优选的，所述冲缝筛套采用不锈钢材料冲缝螺旋分布，且冲缝筛套的冲缝开口在侧面，所述冲缝筛套上设有多个螺旋的桥型孔，所述冲缝筛套冲缝宽度为0.17mm，缝高0.5mm。

优选的，所述冲缝筛套比绕丝筛套长30mm。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

1、外层冲缝筛套采用不锈钢冲缝螺旋分布，明显提高了过滤套强度，同时可保护内层的绕丝筛套；并且不锈钢过滤冲缝筛套的冲缝开口在侧面，改变了液流对不锈钢冲缝筛套的直接冲击，可有效降低砂层对冲缝筛套的冲蚀作用。

2、采用一体式过滤套环设计，将冲缝筛套，绕丝筛套与支撑环整体焊接，使过滤结构与基管的焊接次数减少到最小，降低了焊接对筛管整体强度的影响。

3、采用桥型孔隙的一体成型冲缝筛套，滤孔稳定，抗变形能力强，径向变形40%以内，基本不影响防砂能力，同时冲缝宽度0.17mm，过滤面积大，流动阻力小。

4、冲缝筛套与绕丝筛套之间形成过砂通道，下端环内部留有落砂凹槽且落砂凹槽与过砂通道连通，并且下端环焊接处留有缝隙，过滤精度是根据地层粒径分布优化设计，在确保防砂可靠性的同时，提高了筛管进液过流抗堵塞能力。即使当筛眼被堵死或糊死，也能及时恢复其正常进液功能，对于出砂分选性差或泥质含量高的地层，可以延长油井的免修期，提高作业效率。

5、控水阀的进液口与旋流腔体的过渡连接处为流线型设计，能降低油流动时的摩阻，阻力小，流通面积大，过液量大，有效加长水的流程，适用于含水率较高的井。

附图说明

图1为抗堵控水筛管上半部分结构示意图；

图2位抗堵控水筛管下半部分结构示意图；

图3为下端环的结构示意图；

图4为实施例三中控水阀的结构示意图；

图5为实施例四中控水阀的结构示意图；

图6为实施例五中控水阀的结构示意图；

图中：1、接箍，2、基管，3、上端环，4、冲缝筛套，5、横筋，6、纵筋，7、支撑套，8、落砂凹槽，9、下端环，10、滤液通道，11、护套，12、液流通道，13、出液孔，14、控水阀，15、阀座，16、过砂通道，17、进液口，18、旋流腔体。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例一

参照图1-3所示，一种抗堵控水筛管，包括基管2，基管2的外侧由内向外依次套设有绕丝筛套和冲缝筛套4，绕丝筛套的下端连接有支撑套7，支撑套7与基管2之间形成滤液通道10，绕丝筛套与冲缝筛套4之间形成过砂通道16，液体首先经冲缝筛套4过滤后再经绕丝筛套二次过滤后进入基管2，而通过冲缝筛套4的砂体经绕丝筛套过滤后滞留在过砂通道16内；下端环9的圆周内壁上沿周向设有多个落砂凹槽8，落砂凹槽8与过砂通道16连通，且落砂凹槽8沿轴线贯穿整个下端环9；通过过砂通道16为滞留于两层过滤层之间的泥砂提供了沉降时间，避免了一有泥砂滞留变堵塞筛套情况的发生，且下端环9内部开有落砂凹槽8，沉降到下端环7的泥砂可以通过落砂凹槽8排出筛管，提高了筛管进液过流抗堵塞能力。即使当筛眼被堵死或糊死，也能及时恢复其正常进液功能，对于出砂分选性差或泥质含量高的地层，可以延长油井的免修期，提高作业效率。

在基管2上位于冲缝筛套4的两端分别设有上端环3和下端环9，上端环3分别与绕丝筛套和冲缝筛套4的上端固定连接，下端环9分别与冲缝筛套4的下端和支撑套7外壁固定连接。具体为：接箍1通过螺纹与基管2上端连接。上端环3的上部与基管2焊接在一起，上端环3中部与冲缝筛套4焊接在一起，上端环3下端与绕丝筛套的横筋5和纵筋6焊接在一起，绕丝筛套通过焊接与支撑套7连接在一起，下端环9上端与冲缝筛套4焊接在一起。采用一体式过滤套环设计，将冲缝筛套4、绕丝筛套、上端环3、下端环9整体焊接，使过滤结构与基管的焊接次数减少到最少，降低了焊接对筛管整体强度的影响、同时具有良好的保护和支撑作用。冲缝筛套4与绕丝筛套下端环9焊接时，避让落砂凹槽8，保证落砂凹槽8落砂顺畅。

在支撑套7的下端密封连接有护套11，支撑套7与护套11之间通过o型圈密封，基管2的下端螺纹安装有阀座15，阀座15上安装有控水阀14，阀座15与护套11之间形成与滤液通道10连通的液流通道12。由于支撑套7与基管2之间环空构成滤液通道10，护套11与阀座15之间环空构成液流通道12，滤液通道10与液流通道12连通，这样油水经过冲缝筛套4和绕丝筛套两次过滤进入滤液通道10，随后经过滤液通道10和液流通道12进入控水阀14。

控水阀14包括与液流通道12连通的进液口17、旋流腔体18和出液孔13，旋流腔体18的截面为椭圆形，且进液口17呈流线型并与旋流腔体18的内壁形成切线形运动轨迹。如图4控水阀结构图所示，控水阀14内部的旋流腔体18呈旋涡状，液流通过进液口17进入控水阀14内部时，由于油水粘度不同，油的粘度高，不易形成旋涡，从而直接流向出液孔13，而水的粘度低，易形成漩涡，进而使水的流动路线变长，使水要晚于油流出，从而实现稳油控水的目的。

实施例二

其他与实施例一相同，不同之处在于，上端环3与下端环9的外径均大于冲缝筛套4的外径。这样可有效保护筛管下井过程中不受挤压变形损失。

实施例三

如图4所示，其他与实施例一相同，不同之处在于，控水阀14的进液口17处设有多个挡板，这些挡板与进液口17形成分支口，分支口两端分别与进液口17和旋流腔18的内壁形成流线型的轨道。这样油水自进液口17进入时不形成液流阻力，能有效降低油的摩阻，加长水的流程。

实施例四

如图5所示，其他与实施例一相同，不同之处在于，进液口17为六个，每个进液口17均呈流线型。6条进液口17全部呈流线型设计，流体流入路径的选择是根据自身惯性力和黏滞力决定的，该结构阻力小，流通面积大，过液量大，适用于含油率较高的井。

实施例五

如图6所示，其他与实施例一相同，不同之处在于，进液口17为螺旋环绕结构且形成缓流流道。这种结构的控水阀14的流道长度较长，从而使水的流程最长，产生的水流动阻力摩擦作用占主导，摩阻最大，适用于含水率较高的井。

另外，冲缝筛套4采用不锈钢材料冲缝螺旋分布，且冲缝筛套4的冲缝开口在侧面，冲缝筛套4的冲缝宽度为0.17mm，缝高0.5mm。冲缝筛套4比绕丝筛套长30mm。这样可使冲缝筛套4有效保护绕丝筛套，延长使用寿命。

如图4、5和6所示中的控水阀14由阀盖和阀体两部分扣合经硬质合金一体化成型工艺制作而成，阀盖斜边为进液口17。

护套11与阀座15之间有o型圈进行密封，并用销钉进行固定。

在油田现场作业中，本发明的施工过程为：

1、针对管内防砂的使用方法：

（1）探砂面、清砂并通井至防砂井段以下20-30米，充分循环洗井后起出通井管柱；

（2）下入筛管柱，筛管应对准防砂层，且筛管上端需高出防砂层顶界1.5米以上，筛管下端需低于防砂底界1.5米，对出砂严重的防砂井，可进行适度充填防砂；

（3）完井投产。

2、管外防砂使用方法：

（1）按设计下入套管串加筛管组合；

（2）套管下到设计井深后，胀封管外封隔器，进行注水泥固井作业；

（3）钻盲板，通井到底；

（4）完井。

本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。