具有机械附接式筛套的防砂筛组件制造技术

一种在地下井中使用的防砂筛组件（100）。防砂筛组件（100）包括基管（102），基管具有外表面和至少一个开口（104）。筛套（106）被围绕基管（102）设置。筛套（106）具有过滤介质（112）和外罩（114）。外罩（114）具有带有内、外表面的第一端和第二端（124、126）。多个连接器环（120、122）分别构成基管（102）与外罩（114）的第一端、第二端（124、126）之间的机械界面。每个连接器环（120、122）是可操作的，以便机械式地在基管（102）的外表面中与外罩（114）的内表面与外表面中的至少一者中引起永久变形，由此将筛套（106）连接到基管（102）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及与在地下井中执行的操作结合使用的设备，并具体涉及具有机械附接式筛套的防砂筛组件。
技术介绍
不限制本专利技术的范围，作为示例，将参照从含烃地下层开采流体来描述本专利技术的进旦同 自开始从地下层开采油以来，企业就关心对松散地层颗粒(例如砂)进入井眼的运动进行有效控制。例如，在疏松的砂岩中执行完井产出期间或在对地层进行水力压裂后执行完井产出期间，通常会发生这种地层运动。在油、气或水井中产出这些(颗粒)材料会造成许多问题。这些问题包括堵塞地层、油管和地下流路，以及腐蚀套管、井下设备和地表设备。这些问题导致高维护成本以及无法接受的井停机时间。因此，在流体开采期间，已经有许多方法被用来控制这些松散地层颗粒的运动。完井管柱中通常包括有用以控制地层颗粒的运动的一个或多个防砂筛组件。这类防砂筛组件通常是通过在孔眼基管上安装一个或多个筛套来构建的。筛套可包括一个或多个排水层、一个或多个例如绕丝筛管或单层或多层的丝网筛(wire mesh screen)之类的筛元件、以及孔眼外罩。传统上，筛套已通过焊接被固定到基管。然而，已经发现，由于冶金成分的差异，将筛套焊接到基管的工艺有时非常困难。例如，被用作基管的材料可以是13铬，而被用作筛套的材料可以是诸如304L不锈钢、316L不锈钢、因康镍合金(Inconel)、`哈斯特镍合金或蒙乃尔合金之类的特殊合金。另外，已经发现，将筛套焊接到基管上典型地需要焊后消除应力过程，此过程会耗时。而且，已经发现，将筛套焊接到基管上会造成筛套损坏，从而导致防砂筛组件中出现各种故障。因此，就需要一种用于将筛套附接到基管而无需焊接不相容的不同材料的装置。还需要这种用于将筛盖附接到基管的装置不需要焊后消除应力过程。此外，需要这种用于将筛盖附接到基管的装置不会导致筛盖损坏。
技术实现思路
在此公开的本专利技术包括用于在生产期间防止地层颗粒流入的防砂筛组件。本专利技术的防砂筛组件不需要焊接不相容的不同材料，以连接筛套与基管。另外，本专利技术的防砂筛组件不需要焊后消除应力过程或导致筛套损坏。在一个方案中，本专利技术涉及一种在地下井中使用的防砂筛组件。防砂筛组件包括基管，基管具有外表面和处于其侧壁部中的至少一个开口。筛套被围绕基管设置。筛套具有过滤介质和外罩。外罩具有带有内、外表面的第一端和第二端。多个连接器环分别在基管与外罩的第一端之间以及基管与外罩的第二端之间形成机械界面。每个连接器环是可操作的，以便机械式地在基管的外表面中与外罩的内表面和外表面中的至少一者中弓I起永久变形，由此将筛套连接到基管。在一个实施例中，连接器环防止筛套相对于基管的纵向运动。在另一实施例中，连接器环防止筛套相对于基管的旋转运动。在某些实施例中，每个连接器环被设置在基管的外表面与外罩的内表面之间。在其他实施例中，每个连接器环被围绕基管的外表面和外罩的外表面设置。在一个实施例中，通过挤压(crimping)连接器环来实现机械式地弓I起的永久变形，从而造成进入基管和外罩内的穿孔。优选地，连接器环采用圆筒形环的形式，其横截面形状选自由大致矩形、大致三角形和大致锥形组成的群组。在一些实施例中，连接器环包括从连接器环的内表面、连接器环的外表面、或连接器环的内表面与连接器环的外表面这两者向外伸出的尖状物。在这些实施例中，尖状物可为可移除的插入件。在其他实施例中，连接器环包括从连接器环的内表面、连接器环的外表面、或连接器环的外表面或连接器环的内表面与连接器环的外表面这两者向外伸出的多个摩擦突起。在另一方案中，本专利技术涉及一种在地下井中使用的防砂筛组件。防砂筛组件包括基管，基管具有外表面和处于其侧壁部中的至少一个开口。筛套被围绕基管设置。筛套具有过滤介质和外罩。外罩具有带有内表面的第一端和第二端。多个连接器环分别被设置在基管与外罩的第一端以及基管与外罩的第二端之间。每个连接器环是可操作的，以便被连接到外罩的内表面，并且是可操作的，以便机械式地在基管的外表面中引起永久变型，由此将筛套连接到基管。在又一方案中，本专利技术涉及一种在地下井中使用的防砂筛组件。防砂筛组件包括基管，基管具有外表面和处于其侧壁部中的至少一个开口。筛套被围绕基管设置。筛套具有过滤介质和外罩。外罩具有带有外表面的第一端和第二端。多个连接器环被围绕基管的外表面与外罩的第一端和第二端设置，从而分别在基管的外表面与外罩的第一端以及基管的外表面与外罩的第二端之间形成机械界面。每个连接器环是可操作的，以便机械式地在基管的外表面和外罩的外表面中引起永久变形，由此将筛套连接到基管。附图说明为了更完整理解本专利技术的特征和优点，现在结合附图参照本专利技术的详细描述；附图中，不同图中对应的附图标记指代对应的部件，其中:图1是操作根据本专利技术的实施例的多个防砂筛组件的井系统的示意图；图2是根据本专利技术的实施例的防砂筛组件的剖视图；图3是用于本专利技术的防砂筛组件的连接器环的一个实施例的立体图；图4是用于本专利技术的防砂筛组件的连接器环的一个实施例的立体图；图5是用于本专利技术的防砂筛组件的连接器环的一个实施例的立体图；图6是根据本专利技术的实施例的防砂筛组件的剖视图；图7是根据本专利技术的实施例的防砂筛组件的剖视图；图8是根据本专利技术的实施例的防砂筛组件的剖视图；图9是根据本专利技术的实施例的防砂筛组件的剖视图；图10是根据本专利技术的实施例的防砂筛组件的剖视图；以及图11是根据本专利技术的实施例的防砂筛组件的剖视图。具体实施例方式尽管以下详细讨论了本专利技术的多个实施例的实施和使用，但是应理解，本专利技术提供了许多实用的专利技术构思，这些专利技术构思能够在大量特定背景下实施。本文所述多个具体实施例仅仅是实施和使用本专利技术的具体方式的示例，并不限制本专利技术的范围。首先参照图1，其示出了包括体现本专利技术的原理的多个防砂筛组件的井系统，该井系统被示意性地示出并大体标识为“10”。在示出的实施例中，井眼12延伸穿过各地层。井眼12具有大体竖直的区段14，该区段的上部具有以水泥胶固的套管柱16。井眼12还具有延伸穿过地层20的大体水平的区段18。如图所示，井眼12的大体水平的区段18是裸眼。管柱(tubular string) 22位于井眼12内并从地表延伸。管柱22提供了用于使地层流体从地层20流到地表的管道。管柱22的下端被联结到完井管柱；完井管柱已被安装在井眼12中，并将完井层段分成邻近地层20的多个生产层段。完井管柱包括多个防砂筛组件24，每个防砂筛组件24位于一对封隔器26之间，封隔器24在完井管柱与井眼12之间提供流体密封，由此限定生产层段。防砂筛组件24主要起将颗粒物质滤出生产流体流的功能。虽然图1示出本专利技术的防砂筛组件处在裸眼环境中，但本领域技术人员应理解，本专利技术的防砂筛组件同等地适用于套管井。同样，虽然图1示出每个生产层段中有一个防砂筛组件，本领域技术人员应理解，任何数量的本专利技术的防砂筛组件可被设置在一个生产层段内，而不背离本专利技术的原理。另外，虽然图1示出了由封隔器分隔的多个生产层段，本领域技术人员应理解，完井层段可具有任何数量的生产层段，包括具有对应数量的封隔器或没有封隔器的单个层段。而且，虽然图1示出本专利技术的防砂筛组件处于井眼的水平区段中，但本领域技术人员应理解，本专利技术的防砂筛组件同等地适用于具有其他方向的构造的井，例如包括竖直井、斜井眼、斜井、多分支井等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在地下井中使用的防砂筛组件，所述防砂筛组件包括：基管，具有外表面和处于其侧壁部中的至少一个开口；筛套，被围绕所述基管设置，所述筛套具有过滤介质和外罩，所述外罩具有带有内、外表面的第一端和第二端；以及多个连接器环，分别在所述基管与所述外罩的第一端之间以及所述基管与所述外罩的第二端之间形成机械界面；每个所述连接器环是可操作的，以便机械式地在所述基管的外表面中以及在所述外罩的内表面与外表面中的至少一者中引起永久变形，由此将所述筛套连接到所述基管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.23 US 12/888,6071.一种在地下井中使用的防砂筛组件，所述防砂筛组件包括: 基管，具有外表面和处于其侧壁部中的至少一个开口； 筛套，被围绕所述基管设置，所述筛套具有过滤介质和外罩，所述外罩具有带有内、夕卜表面的第一端和第二端；以及 多个连接器环，分别在所述基管与所述外罩的第一端之间以及所述基管与所述外罩的第二端之间形成机械界面；每个所述连接器环是可操作的，以便机械式地在所述基管的外表面中以及在所述外罩的内表面与外表面中的至少一者中引起永久变形，由此将所述筛套连接到所述基管。2.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，所述连接器环防止所述筛套相对于所述基管的纵向运动。3.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，所述连接器环防止所述筛套相对于所述基管的旋转运动。4.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，每个连接器环被置于所述基管的外表面与所述外罩的多个内表面之一之间。5.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，每个连接器环被置于所述基管的外表面与所述外罩的多个外表面之一之间。6.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，所述机械式地引起永久变形还包括挤压所述连接器环，以产生进入所述基管和所述外罩内的穿孔。7.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，所述连接器环还包括圆筒形环。8.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，所述连接器环还包括多个尖状物，所述多个尖状物从所述连接器环的内表面与外表面中的至少一者向外伸出。9.如权利要求8所述的防砂筛组件，其中，所述尖状物还包括可移除的插入件。10.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，所述连接器环还包括多个摩擦突起，所述多个摩擦突起从所述连接器环的内表面与外表面中的至少一者向外伸出。11.如权利要求1所述的防砂筛组件，其中，所述连接器环的横截面形状选自由大致矩形、大致三角形和大致锥形构成的群组。12.—种在地下井中使用的防砂筛组件，所述防砂筛组件包括: 基管，具有外表面和处于其侧壁部中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·M·格雷奇，卢克·威廉·霍尔德曼，让马克·洛佩斯，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US