一种用于油气井防砂充填与流量控制集成一体的牺牲筛管的制作方法

1.本实用新型涉及石油完井技术领域，具体为一种用于油气井防砂充填与流量控制集成一体的牺牲筛管。


背景技术：

2.在油气井生产过程中，由于油藏地质的不均匀性，容易产生不均匀生产剖面从而引起井筒内不同层位的油、气、水的产量不均匀，一旦发生水/气锥进，流体流动受到限制，油井产量将发生显著降低。为了消除这种产液剖面不平衡现象，常用方法包括分段射孔与变密度射孔完井、中心管完井等，然而这些方法对流入剖面的调控能力有限，在井下生产状况发生变化之后，难以保证生产剖面足够均匀。
3.油气井的储层物性分布往往也会影响到油井的产油量，根据研究，常规完井和未优化的icd完井的流量分布主要取决于渗透率/含水饱和率分布，而对地层的认识主要取决于钻井时的测井解释数据，在高渗透率/高含水的层段，储层中的水未被控制，从而导致该水平井部分层段的水锥或水淹，严重影响油气井的产量，目前在石油井生产时主要还存在以下问题：
4.1、当前行业内用到生产滑套进行分层/分段开采；也有部分油气井采用icd或icd筛管完井来控制水锥或控气，还没有相关技术实现滑套、icd、筛管集成在一套工具之上同时实现多重目标。
5.2、完井工具多为在生产井底部安装，使用周期几年到几十年不等，对工具的寿命、可靠性要求极高，需要针对全井生命周期满足功能可靠，当前的工具有些无法准确定位，有些因为砂粒沉积，开关工具无法准确识别滑套上的凹槽等等。因此我们对此做出改进，提出一种用于油气井防砂充填与流量控制集成一体的牺牲筛管。


技术实现要素：

6.本实用新型提供了一种用于油气井防砂充填与流量控制集成一体的牺牲筛管，包括筛管本体，所述筛管本体由喷嘴型icd阀、滑套、防砂筛管基管和防砂筛网组成，所述防砂筛网铺焊在防砂筛管基管的外部，且防砂筛网的顶部和底部分别安装有筛管上护套和筛管下护套；所述滑套安装在防砂筛管基管内，所述滑套的内壁从上至下依次设置有开关工具配合凹槽、第一阻力凹槽和第二阻力凹槽，所述第一阻力凹槽与第二阻力凹槽的中部为icd工作筒，且喷嘴型icd阀安装在ivd工作筒内；
7.液压开关工具，所述液压开关工具设置在筛管本体的内部，所述液压开关工具由上至下依次设置有滑套开关工具本体、工具上液缸、中心节流喷嘴、上活塞、弹爪上连接轴、开关工具弹爪、弹爪下连接轴、下活塞、工具下液缸，所述开关工具弹爪的内部安装有复位弹簧。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防砂筛管基管的内部设置有滑套芯轴，且防砂筛管基管与滑套芯轴之间设置有滑套液缸。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防砂筛管基管的内部还设置有用于锁死滑套的上止退弹簧和下止退弹簧。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述滑套的两端分别密封连接有滑套上密封和滑套下密封，且滑套上密封位于滑套下密封的顶部，且在滑套上密封和滑套下密封之间还分别设置有上止推环和下止推环。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述滑套开关工具本体与工具上液缸之间设置有上传压孔；所述下活塞与工具下液缸之间开设有下传压孔。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述液压开关工具上设置有剪切销钉。
13.本实用新型的有益效果是：1、本实用新型集成流量控制喷嘴型icd、滑套、及防砂筛管与一体、实现精准流量控制、抑制油气井水锥、防砂功能同时实现，保证油气井的正常生产和滑套的开关功能可靠，根据开采后期测试的具体情况，选择性的开或关对应的滑套，关闭水层，开启可开采储层，最大限度的提高油气井的采收率，且滑套可以进行深度精确定位。
14.2、本实用新型中，喷嘴型icd阀为硬质合金材料制作，节流效果明显，耐磨性、耐冲蚀性好，可靠性高。
15.3、本实用新型中，滑套中部设置有滑套液缸，预充高温高压液压油脂，保证工具内外压力平衡的同时，提高滑套的可靠性、可操作性。
16.4、本实用新型中，防砂筛管的挡砂精度可以根据设计定制，工具的总长也就是防砂基管的长度可以定制。
17.5、本实用新型中，喷嘴型icd滑套筛管的内径能够满足后续油气井连续油管或钢丝作业要求，可对储层进行进一步的增产改造，提高采收率。
附图说明
18.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
19.图1是本实用新型一种用于油气井防砂充填与流量控制集成一体的牺牲筛管中筛管本体的结构示意图；
20.图2是本实用新型一种用于油气井防砂充填与流量控制集成一体的牺牲筛管中液压开关工具的结构示意图。
21.图中：1、筛管本体；2、筛管上护套；3、防砂筛管基管；4、防砂筛网；5、滑套芯轴；6、滑套；7、滑套液缸；8、icd工作筒；9、喷嘴型icd阀；10、筛管下护套；12、滑套上密封；13、上止推环；14、上止退弹簧；15、开关工具配合凹槽；16、第一阻力凹槽；17、第二阻力凹槽；18、下止退弹簧；19、下止推环；20、滑套下密封；21、滑套开关工具本体；22、工具上液缸；23、上传压孔；24、中心节流喷嘴；25、上活塞；26、弹爪上连接轴；27、开关工具弹爪；28、复位弹簧；29、弹爪下连接轴；30、下活塞；31、工具下液缸；32、下传压孔；34、剪切销钉。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.实施例：如图1和图2所示，本实用新型一种用于油气井防砂充填与流量控制集成一体的牺牲筛管，包括筛管本体1，筛管本体1由喷嘴型icd阀9、滑套6、防砂筛管基管3和防砂筛网4组成，防砂筛网4铺焊在防砂筛管基管3的外部，且防砂筛网4的顶部和底部分别安装有筛管上护套2和筛管下护套10，筛管上护套2和筛管下护套10可以对防砂筛网4起到防护作用，增强防砂筛网4的使用寿命，防砂筛网4的挡砂精度可以按照设计要求定制；滑套6安装在防砂筛管基管3内，且滑套6可以在防砂筛管基管3内沿着防砂筛管基管3的轴向运动，滑套6的内壁从上至下依次设置有开关工具配合凹槽15、第一阻力凹槽16和第二阻力凹槽17，第一阻力凹槽16与第二阻力凹槽17的中部为icd工作筒8，且喷嘴型icd阀9安装在ivd工作筒内，滑套6的深度精确定位，可以通过第一阻力凹槽16、第二阻力凹槽17以及开关工具配合凹槽15之间的距离判断，当液压开关工具进入到筛管本体1内，可以通过上提或者下放液压开关工具，观察液压开关工具位于不同位置时的重量变化，从而判断工具是否到达设计位置；icd工作筒8与滑套芯轴5连为一体，喷嘴型icd阀9可以利用流体通过装置时流道的收缩来产生节流压降，使流体从较大区域流入一个小直径喷嘴，从而产生了流动阻力，通过增加某一段流动阻力，限制该段的掺水量实现控水，可以通过更换不同直径的喷嘴来改变流动阻力，同时喷嘴型icd阀9的孔径也可以根据不同的设计要求定制。
24.液压开关工具，液压开关工具设置在筛管本体1的内部，液压开关工具由上至下依次设置有滑套开关工具本体21、工具上液缸22、中心节流喷嘴24、上活塞25、弹爪上连接轴26、开关工具弹爪27、弹爪下连接轴29、下活塞30、工具下液缸31，且中心节流喷嘴24与上活塞25、弹爪上连接轴26、开关工具弹爪27连接，开关工具弹爪27的内部安装有复位弹簧28，弹爪下连接轴29与下活塞30连接，且开关工具配合凹槽15与开关工具弹爪27相匹配，滑套开关工具本体21与工具上液缸22之间设置有上传压孔23；下活塞30与工具下液缸31之间开设有下传压孔32，工具下液缸31通过下传压孔32将液压开关工具的液压传递至下活塞30，液压开关工具为与筛管本体1配合使用的工具，可以从筛管本体1中取出或者放入筛管本体1内，当液压开关工具进入到筛管本体1内部设计深度时，将地面上放置的液泵打开，从而为液压开关工具增加流体排量，此时再中心节流喷嘴24处会产生节流压差，从而推动上活塞25向下运动，下活塞30向上运动，使得开关工具弹爪27凸起，然后上提下放，通过地面指重表显示重量变化及行程来判断深度，当深度确定后，可以通过不同的动作实现滑套6的开关，即上提液压开关工具可以关闭滑套6，下放液压开关工具可以打开滑套6，通过打开或者关闭滑套6可以改变某一段流体的过流量，从而依据产液剖面来调整不同层段的产液量，从而实现了将icd流量控制、滑套6、筛管集成在一套工具上同时实现多重目标的功能，滑套6与防砂筛管集成一体即为牺牲筛管。
25.防砂筛管基管3的内部设置有滑套芯轴5，且防砂筛管基管3与滑套芯轴5之间设置有滑套液缸7，滑套液缸7依据实际工作环境预先充满高温高压液压油脂，一方面保证工具内外部件在井底的压力平衡，另一方面实现开关滑套6时的润滑作用。
26.防砂筛管基管3的内部还设置有用于锁死滑套6的上止退弹簧14和下止退弹簧18，在滑套6的开关动作完成之后，需要通过上止退弹簧14和下止退弹簧18确保滑套6的状态不会因外界原因而发生改变，其中，上止退弹簧14可以在滑套6处于关闭状态时将滑套6锁死，下止退弹簧18可以在滑套6处于开启状态时将滑套6锁死，且图1为滑套6处于开启状态时的示意图。
27.滑套6的两端分别密封连接有滑套上密封12和滑套下密封20，且滑套上密封12位于滑套下密封20的顶部，且在滑套上密封12和滑套下密封20之间还分别设置有上止推环13和下止推环19，且滑套6的滑动距离在上止推环13与下止推环19之间。
28.液压开关工具上设置有剪切销钉34，若液压开关工具发生卡死的情况时，可以采取过提的方式拉断剪切销钉34，将液压开关工具以上的油管或连续油管取出，保证油气井的安全。
29.工作时，根据生产油气井的分段生产要求，安装好设计要求的喷嘴型icd阀9，地面由液压开关工具设置好筛管本体1上滑套6的开或关的状态，把筛管本体1连接在防砂完井管柱上需要进行分段生产的位置，各层段之间用生产封隔器或遇液膨胀封隔器分隔，也可以下入需要进行砾石充填防砂的油气井中，按照设计正常生产。
30.当油气井的生产状况发生变化，例如测试确认发生局部水锥时，可以用油管或连续油管连接液压开关工具送入到发生水锥的层段对应的处于开启状态的筛管本体1深度，缓慢开泵，确认准确深度，冲洗滑套6内壁，然后增加排量激活液压开关工具，开关工具弹爪27凸起卡入滑套6内壁的开关工具配合凹槽15，上提油管，指重表显示拉力增加，达到滑套6的关闭行程后，上止退弹簧14是当滑套处于关闭状态时的锁死装置，缓慢降低泵速，然后停泵，待压力计显示归零后，缓慢上提油管，确认指重表没有过提拉力，关闭滑套6动作完成，开启滑套6操作与此类似；若经测试确认部分未开采层段有挖储潜力，且上部生产管柱安装有y-tool工具结构，可以不动上部生产管柱，由连续油管连接液压开关工具，液压开关工具的开关工具弹爪27凸起与滑套6内壁的开关工具配合凹槽15卡接配合，下推液压开关工具至底部开启锁死位置，开启滑套6，从而可以实现根据生产状况的变化及时地调整生产制度，提高采收率的作用。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。