一种漂浮筛管的制作方法

本发明涉及石油开采完井防砂技术领域，更具体地，涉及一种漂浮筛管。

背景技术：

随着钻井技术的不断发展，大位移井应用越来越广泛，大位移水平井的突出特点是垂深浅，水平位移大，在完井下入防砂筛管作业中，由于筛管与套管、裸眼井壁之间的摩阻大，导致管柱下入十分困难。现为将筛管安全便捷的下入到预定位置，可采用漂浮筛管下入技术。漂浮筛管是利用常规筛管模块基管不打孔与液压滑套模块连接，使得整个中心管形成密闭腔，通过密闭腔在钻井液中产生的浮力减轻整个筛管管柱在钻井液中的重量，来解决大斜度井下筛管过程中存在的高摩阻问题。

公开号为cn112412402a的中国专利文献，公开了一种压力开启式漂浮筛管，通过设置用于使得第二流道与第三流道之间封闭或连通切换组件，即通过打压使得切换组件移动，第二流道和第三流道连通，生产流体便可以经过过滤机构和漂浮机构进入基管内部，建立生产通道，也可通过此结构进行酸化作业。

但是上述方案也存在一定缺陷：在进行大位移井完井下入的过程中，是需要多个漂浮筛管进行串联形成筛管组，整个筛管组在下入过程中均需要保证完整的密闭性，上述方案通过打压切换组件进行密闭控制，实际下入作业过程中与井壁的碰撞和摩擦等现象非常容易导致某一段的漂浮筛管上的切换组件误打开，由于是压力开启的切换组件，在筛管失去密闭性的情况下，其他段的漂浮筛管上的切换组件由于需要中间管处于密闭情况打压才能打开，失去密闭的情况下其他筛管段的密封件将无法再打开，下入到位后，其他段的漂浮筛管的对应的生产通孔也无法打开，将大大影响过滤油液的出产量，将导致整个下入筛管组需要重新取出替换，再次进行一次完井下入作业，很大程度降低了生产效率和产量，提高了生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术打压开启式的漂浮筛管所设置的密封件结构在完井下入过程中容易出现失误打开，导致中心管腔失去密闭，失去密闭的情况下其他筛管段的密封件以及其对应的生产通孔也无法打开，将大大影响过滤油液生产效率和产油量的问题，提供了一种漂浮筛管。本发明能够实现非常安全有效的筛管漂浮下入，能够保证下入到位后能够通过打压即可快速将所有生产通孔全部打开，建立生产作业通道，提高作业工作效率，同时能够有效的将生产通道的全部打开，保证产油量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种漂浮筛管，包括压力滑套管段，连接压力滑套管段一端的过滤管段，连接压力滑套管段另一端的短节段，压力滑套管段包括中心管，套设在中心管外围的保护套，保护套的一端端口与过滤管段的外侧壁连接，保护套的另一端端口与短节段的外侧壁连接，保护套的内侧壁与中心管的外侧壁之间形成流道，中心管侧壁上开设有与流道连通的第一通孔，中心管外壁上与第一通孔对应的位置套设有用于控制第一通孔与流道连通/断开的第一打压开关，流道内位于第一通孔与过滤管段之间的位置设有单向流通装置，单向流通装置将流道分隔成能够与第一通孔连通的第一流道以及与过滤管段连通的第二流道，单向流通装置的出口端朝向第一流道。

需要说明的是，实际作业过程中需要多个漂浮筛管进行串联，进行下入作业，在开始进行作业的过程中，每一个第一打压开关均处于关闭状态，整个油管成密闭状态，利用油管的密闭腔在完井液中产生的浮力可实现整个漂浮筛管的漂浮下入，减少漂浮筛管管壁与井壁的摩擦，在下入过程中，如果出现某一个第一打压开关损坏或者意外打开的情况，由于单向流通装置的具有单向密闭，另一方向导通功能，单向流通装置的出口端朝向第一打压开关，能够起到密闭保障作用，即使第一打压开关损坏或者意外打开，整个管道内部仍然处于密闭状态，下入到位后，通过打压，第一打压开关将逐步全部打开，实现所有第一通孔的释放，过滤管段作为石油的过滤处理段，泄压后单向流通装置导通，油液经过过滤管段到达第二流道，之后经过单向流通装置导通进入第一流道，最后通过第一通孔进入中心管，生产通道建立；另一方面，如需对油层进行分层可配合隔离封隔器使用，在完成管柱下入以后通过油管打压，利用单向流通装置可座封隔离封隔器，实现油层分段，隔离封隔器的分隔压力可大于或者小于第一打压开关的打开压力临界值，均不影响座封隔离封隔器的目的。

另需要说明的是，中心管可以采用一体式圆管，也可采用分段拼接式圆管，采用任意一种中心管的形式均不影响本发明目的的实现。

进一步的，中心管侧壁上与第二流道对应的位置开设有与第二流道连通的第二通孔，中心管外壁上与第二通孔对应的位置套设有用于控制第二通孔与第二流道连通/断开的第二打压开关第二打压开关的打开压力临界值大于第一打压开关的打开压力临界值。

这样，第二打压开关的开设能够建立酸化作业通道，如需挤注酸化作业，由于第二打压开关的打开压力临界值大于第一打压开关的打开压力临界值，继续中心管内打压，当超过第二打压开关的压力临界值，第二打压开关即可打开，第二通孔释放，此时，通过往管道内挤注酸化剂，酸化剂通过第二通孔进入第二流道，继而从第二流道进入过滤管段，从过滤管段向油井中释放酸化剂，酸化通道建立。需要说明的是，在实际使用过程中，第二打压开关的打开压力临界值与第一打压开关的打开压力临界值的差值可设置较大一些，保证实际作业的稳定性；当设置第二打压开关时，也可配合隔离封隔器实现座封，一般隔离封隔器的隔离压力值需要小于第二打压开关的打开压力临界值，这样仍可实现通过打压座封隔离封隔器，实现油层分段的功能。

进一步的，第一打压开关包括包裹住第一通孔且与中心管外壁滑动连接的第一开关套，用于连接第一开关套和中心管外壁的第一剪切销钉，第一开关套上开设有开口朝向第一通孔的第一冲压槽，第一冲压槽的深度沿着中心管的轴线朝着远离单向流通装置的方向逐渐减小。

这样，第一剪切销钉作为第一开关套的锁定元件，当中心管内部打压，压力作用于第一冲压槽，第一冲压槽的深度沿着中心管的轴线朝着远离单向流通装置的方向逐渐减小，在远离单向流通装置的方向形成了一个斜面，第一开关套受到向着远离中心管的方向以及向着远离单向流通装置的方向的推力，当压力超过第一剪切销钉的临界值后，第一剪切销钉被剪断，第一开关套朝着远离单向流通装置的方向滑动，第一通孔被释放。

进一步的，第一冲压槽的开口处的外沿设有与中心管外壁滑动连接的第一密封件。这样，第一密封件用于强化第一通孔的密封，保证在完井下入的过程中，保证密闭效果。

进一步的，第二打压开关包括包裹住第二通孔且与中心管外壁滑动连接的第二开关套，用于连接第二开关套和中心管外壁的第二剪切销钉，第二开关套上开设有开口朝向第二通孔的第二冲压槽，第二冲压槽的深度沿着中心管的轴线朝着远离单向流通装置的方向逐渐减小。

这样，第二剪切销钉作为第二开关套的锁定元件，当中心管内部打压，压力作用于第二冲压槽，第二冲压槽的深度沿着中心管的轴线朝着远离单向流通装置的方向逐渐减小，在远离单向流通装置的方向形成了一个斜面，第二开关套受到向着远离中心管的方向以及向着远离单向流通装置的方向的推力，当压力超过第二剪切销钉的临界值后，第二剪切销钉被剪断，第二开关套朝着远离单向流通装置的方向滑动，第二通孔被释放，酸化作业时，酸化剂能够通过第二通孔挤出进行酸化作业。

进一步的，第二打压开关包括包裹住第二通孔与中心管外壁滑动连接的第二开关套，用于连接第二开关套和中心管外壁的第二剪切销钉，一端与第二开关套远离单向流通装置的一侧连接的伸缩弹簧，以及连接伸缩弹簧另一端的固定环，第二开关套上开设有开口朝向第一通孔的第二冲压槽，第二冲压槽的深度沿着中心管的轴线朝着远离单向流通装置的方向逐渐减小。

这样，当酸化作业结束之后，中心管泄压，伸缩弹簧无推力将其压缩，伸缩弹簧由于回弹力，将第二开关套推回原位，再次封闭第二通孔，油液又只能通过第一通孔进入中心管，这样便于进油量的控制。

进一步的，第二冲压槽的开口处的外沿设有与中心管外壁滑动连接的第二密封件。这样，第二密封件用于强化第二通孔的密封，保证密闭效果。

进一步的，过滤管段包括一端与中心管连接的基管，连接基管另一端的第一过流接箍，套设在基管上的过滤网套，过滤网套与基管外侧壁形成过滤通道，过滤网套的外侧壁与保护套连接，过滤通道与第二流道连通。

需要说明的是，过滤网套和基管之间一般还设置有支撑架，支撑架与基管连接，起到支撑作用，防止过滤网套发生变形，从而影响过滤通道的通量。

进一步的，短节段包括一端与中心管连接的第二过流接箍，第二过流接箍的另一端连接有短节头，第二过流接箍的外侧壁与保护套的一端端口内侧壁连接。

需要说明的是，由于大位移油井在进行漂浮筛管下入时，一般需要多个漂浮筛管进行组合，首尾连接不断下入，这样，短节段与另一漂浮筛管的过滤管段能够通过过流接箍相互配合连接，故短节头的端口尺寸能够与过滤管段的第一过流接箍相匹配，实现生产需要。

进一步的，单向流通装置包括单向阀，设于单向阀上与保护套的内侧壁连接的外密封圈以及设于单向阀上与中心管的外侧壁连接的内密封圈。

这样，外密封圈和内密封圈保证了单向阀流通方向的左右两侧的通道的密闭效果，在生产通道建立时，保证了油液只能通过单向阀从第二流道进入第一流道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在中心管上设置第一打压开关和单向流通组件，单向流通装置的出口端朝向第一打压开关，下入过程中，通过单向流通组件的单向导通功能能够起到油管腔内部的密闭保障作用，即使第一打压开关损坏或者意外打开，下入后，继续向油管打压，整个油管管道内部仍然处于密闭状态，能够将其他管段的第一打压开关全部打开，释放全部生产通道，保证产油量，同时提高完井作业的效率。

(2)本发明还设置有第二打压开关，完井下入作业完成或生产作业完成后，若需要进行酸化作业，可通过继续进行有油管打压，将第二打压开关打开，第二通孔被释放，酸化剂能够通过第二通孔挤出，实现酸化作业通道建立功能。

附图说明

图1为本实施例1的整体结构示意图。

图2为本实施例1中的过滤管段的结构示意图。

图3为本实施例1中的压力滑套管段的结构示意图。

图4为本实施例1中生产通道和酸化通道的液体流向示意图。

图示标记说明如下：

1-压力滑套管段，2-过滤管段，3-短节段，4-第一打压开关，5-第二打压开关，6-单向流通装置，7-第一流道，8-第二流道，9-过滤通道，11-中心管，12-第一通孔，13-第二通孔，14-保护套，15-连接套，16-第三过流接箍，17-连接管，21-基管，22-第一过流接箍，23-过滤网套，31-第二过流接箍，32-短节头，41-第一开关套，42-第一剪切销钉，43-第一冲压槽，44-第一密封件，51-第二开关套，52-第二剪切销钉，53-伸缩弹簧，54-固定环，55-第二冲压槽，56-第二密封件，61-单向阀，62-垫环，63-外密封圈，64-内密封圈。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1至图4所示，一种漂浮筛管，包括压力滑套管段1，连接压力滑套管段1一端的过滤管段2，连接压力滑套管段1另一端的短节段3，压力滑套管段1包括中心管11，套设在中心管11外围的保护套14，保护套14的一端端口与过滤管段2的外侧壁连接，保护套14的另一端端口与短节段3的外侧壁连接，保护套14的内侧壁与中心管11的外侧壁之间形成流道，中心管11侧壁上开设有与流道连通的第一通孔12，中心管11外壁上与第一通孔12对应的位置套设有用于控制第一通孔12与流道连通/断开的第一打压开关4，流道内位于第一通孔12与过滤管段2之间的位置设有单向流通装置6，单向流通装置6将流道分隔成能够与第一通孔12连通的第一流道7以及与过滤管段2连通的第二流道8，单向流通装置6的出口端朝向第一流道7。

这样，实际作业过程中需要多个漂浮筛管进行串联，进行下入作业，在开始进行作业的过程中，每一个第一打压开关4均处于关闭状态，整个油管成密闭状态，利用油管的密闭腔在完井液中产生的浮力可实现整个漂浮筛管的漂浮下入，减少漂浮筛管管壁与井壁的摩擦，在下入过程中，如果出现某一个第一打压开关4损坏或者意外打开的情况，由于单向流通装置6的具有单向密闭，另一方向导通功能，单向流通装置6的出口端朝向第一打压开关4，能够起到密闭保障作用，即使第一打压开关4损坏或者意外打开，整个管道内部仍然处于密闭状态，下入到位后，通过打压，第一打压开关4将逐步全部打开，实现所有第一通孔的释放，过滤管段2作为石油的过滤处理段，泄压后单向流通装置导通6，油液经过过滤管段到达第二流道8，之后经过单向流通装置6导通进入第一流道7，最后通过第一通孔12进入中心管11，生产通道建立。

如图1和图3所示，中心管11侧壁上与第二流道8对应的位置开设有与第二流道8连通的第二通孔13，中心管11外壁上与第二通孔13对应的位置套设有用于控制第二通孔13与第二流道8连通/断开的第二打压开关5第二打压开关5的打开压力临界值大于第一打压开关4的打开压力临界值。

这样，第二打压开关5的开设能够建立酸化作业通道，如需挤注酸化作业，由于第二打压开关5的打开压力临界值远大于第一打压开关4的打开压力临界值，继续中心管11内打压，当超过第二打压开关5的压力临界值，第二打压开关5打开，第二通孔13释放，此时，通过往管道内挤注酸化剂，酸化剂通过第二通孔13进入第二流道8，继而从第二流道8进入过滤管段，从过滤管段向油井中释放酸化剂，酸化通道建立。

如图3所示，中心管11包括连接套15，连接套15的一端设有第二过流接箍16，连接套15的另一端连接有连接管17，基管21与第三过流接箍16连接，第二打压开关5开设在连接套15上，第一打压开关4开设在连接管17上，环形单向阀组件6设于连接管17上。这样，设有打压开关的中心管11采用分段的连接套15和连接管17通过螺纹可拆卸连接，第一打压开关4和第二打压开关5分别安装在连接管17和连接套15上，当第一打压开关4或者第二打压开关5任意一个发生损坏时，便于拆装更换，易于护理和重复使用，降低生产成本。

如图3所示，第一打压开关4包括包裹住第一通孔12且与中心管11外壁滑动连接的第一开关套41，用于连接第一开关套41和中心管11外壁的第一剪切销钉42，第一开关套41上开设有开口朝向第一通孔12的第一冲压槽43，第一冲压槽43的深度沿着中心管11的轴线朝着远离单向流通装置6的方向逐渐减小。

这样，第一剪切销钉42作为第一开关套4的锁定元件，当中心管11内部打压，压力作用于第一冲压槽43，第一冲压槽43的深度沿着中心管11的轴线朝着远离单向流通装置6的方向逐渐减小，在远离单向流通装置6的方向形成了一个斜面，第一开关套41受到向着远离中心管11的方向以及向着远离单向流通装置6的方向的推力，当压力超过第一剪切销钉42的临界值后，第一剪切销钉42被剪断，第一开关套41朝着远离单向流通装置6的方向滑动，第一通孔12被释放。

如图3所示，第一冲压槽43的开口处的外沿设有与中心管11的外壁滑动连接的第一密封件44。这样，第一密封件44用于强化第一通孔12的密封，保证在完井下入的过程中，保证密闭效果。

如图3所示，第二打压开关5包括包裹住第二通孔13与中心管11外壁滑动连接的第二开关套51，用于连接第二开关套51和中心管11外壁的第二剪切销钉52，一端与第二开关套51远离单向流通装置6的一侧连接的伸缩弹簧53，以及连接伸缩弹簧53另一端的固定环54，第二开关套51上开设有开口朝向第一通孔13的第二冲压槽55，第二冲压槽55的深度沿着中心管11的轴线朝着远离单向流通装置6的方向逐渐减小。

这样，第二剪切销钉52作为第二开关套51的锁定元件，当中心管11内部打压，压力作用于第二冲压槽55，第二冲压槽55的深度沿着中心管11的轴线朝着远离单向流通装置6的方向逐渐减小，在远离单向流通装置6的方向形成了一个斜面，第二开关套51受到向着远离中心管11的方向以及向着远离单向流通装置6的方向的推力，当压力超过第二剪切销钉52的临界值后，第二剪切销钉52被剪断，第二开关套51朝着远离单向流通装置6的方向滑动，第二通孔13被释放，酸化作业时，酸化剂能够通过第二通孔13挤出进行酸化作业。

这样，当酸化作业结束之后，中心管11泄压，伸缩弹簧53由于回弹力，将第二开关套51推回原位，再次封闭第二通孔13，油液又只能通过第一通孔12进入中心管，可伸缩开闭的第二开关套51可以便于第一通孔12根据需求安装流量控制阀实现油量控制；同时，固定环54上设置与中心管11相配合的螺纹，通过调节固定环54的位置能够调节伸缩弹簧的压缩程度，进而可以通过调节固定环54来调节第二开关套51的回弹力大小。

如图3所示，第二冲压槽55的开口处的外沿设有与中心管11的外壁滑动连接的第二密封件56。这样，第二密封件56用于强化第二通孔13的密封，保证密闭效果。

如图1和图2所示，过滤管段2包括一端与中心管11连接的基管21，连接基管21另一端的第一过流接箍22，套设在基管21上的过滤网套23，过滤网套23与基管21外侧壁形成过滤通道9，过滤网套23的外侧壁与保护套14连接，过滤通道9与第二流道8连通。过滤网套23与基管21之间还设置有支撑架，支撑架与基管21连接，起到支撑作用，防止过滤网套23发生变形，从而影响过滤通道9的通量。

如图1所示，短节段3包括一端与中心管11连接的第二过流接箍31，第二过流接箍31的另一端连接有短节头32，第二过流接箍31的外侧壁与保护套14的一端端口内侧壁连接。

这样，短节段3与另一漂浮筛管的过滤管段2能够通过第一过流接箍22相互配合连接，实现实际生产多个漂浮筛管串联下入的需要。

如图3所示，单向流通装置6包括单向阀61，设于单向阀61上与保护套14的内侧壁连接的外密封圈63，设于单向阀61上与中心管11的外侧壁连接的内密封圈64，单向阀61的一端连接有用于调节单向阀61安装位置的垫环62。

这样，外密封圈63和内密封圈64保证了单向阀61流通方向的左右两侧的通道的密闭效果，在生产通道建立时，保证了油液只能通过单向阀61从第二流道8进入第一流道7。

本实施例的工作原理如下：在开始进行作业的过程中，第一打压开关4和第二打压开关5处于关闭状态，整个中心管成密闭状态，利用中心管的密闭腔在完井液中产生的浮力可实现整个漂浮筛管的漂浮下入，减少漂浮筛管管壁与井壁的摩擦；管柱下入到位后，由于第一打压开关4的第一剪切销钉42的数量小于第二剪切销钉52的数量，第一打压开关4的打开压力临界值远小于第二打压开关5的打开压力临界值，当向中心管内打压时，第一打压开关4首先被打开，第一打压开关4开启，第一打压开关4对应的第一通孔12释放；过滤管段2作为石油的过滤处理段，网井油液通过过滤管段2的过滤，油液进入过滤通道9，然后经过第二流道8，因环形单向阀组件6的具有单向密闭，另一方向导通功能，中心管泄压，环形单向阀组件6导通，油液经过过滤管段2到达第二流道8，之后经过环形单向阀组件6进入第一流道7，由最后通过第一通孔12进入中心管，生产通道建立；如需挤注酸化作业，可继续中心管11内打压，当超过第二打压开关5的压力临界值，第二打压开关5打开，第二通孔13释放，此时，通过往管道内挤注酸化剂，酸化剂通过第二通孔13进入第二流道8，因环形单向阀组件6的具有单向密闭，酸化剂只能从第二流道8进入过滤管段2，从过滤管段2的过滤通道9向完井中释放酸化剂，实现酸化解堵作业，酸化通道建立。

实施例2

本实施例与实施例1类似，其区别在于，本实施例中，第二打压开关5包括包裹住第二通孔13且与中心管11外壁滑动连接的第二开关套51，用于连接第二开关套51和中心管11外壁的第二剪切销钉52，第二开关套51上开设有开口朝向第二通孔13的第二冲压槽55，第二冲压槽55的深度沿着中心管11的轴线朝着远离单向流通装置6的方向逐渐减小。本实施例其他部分的结构及工作原理与实施例1相同。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。