[發明專利]防砂篩管及其設計方法

在審

• 申請號: 202010035308.5
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN113187445A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張國輝;陳榮;王鵬;胡貴;張希文
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/08
• 分類號: E21B43/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓嫚嫚;趙燕力

本發明提供了一種防砂篩管及其設計方法，該防砂篩管包括篩管本體，所述篩管本體上設有多個割縫，所述割縫貫穿所述篩管本體的壁厚，所述割縫的外側開口的面積小于所述割縫的內側開口的面積，且所述割縫的內側開口的面積根據地層的壓力、以及地層砂粒的平均直徑確定。本發明的防砂篩管及其設計方法，以解決原有防砂篩管設計單一，在部分地區適應性差，造成防砂失敗，甚至損害的問題。

技術領域

本發明涉及油田開發設計技術領域，尤其涉及一種防砂篩管及其設計方法。

背景技術

在油氣井的開采過程中，防砂技術對油氣井的質量和開采效果有著直接的影響，同時還關系到油氣井的壽命，因此防砂技術在油氣井的開采過程中至關重要。其中，油氣井開采過程中最為常用的防砂工具為防砂篩管，通過防砂篩管可以將地層產出物中的砂粒阻擋在防砂篩管之外，能夠起到很好的防砂目的，從而防止油井出砂造成卡泵現象。

目前所用的防砂篩管上的縫隙是在套管上利用激光割縫生產出來的，防砂篩管的外徑通常為177.8mm或者139.7mm，防砂篩管的壁厚為9.17mm，防砂篩管上的割縫的縫長為40mm～60mm。

由于目標地層條件復雜，且地層壓力、產量和地層砂的直徑大小也不一樣，原來單一設計模式的防砂篩管已難以滿足開發需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種防砂篩管及其設計方法，以解決原有防砂篩管設計單一，在部分地區適應性差，造成防砂失敗，甚至損害的問題。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

本發明提供一種防砂篩管，包括篩管本體，所述篩管本體上設有多個割縫，所述割縫貫穿所述篩管本體的壁厚，所述割縫的外側開口的面積小于所述割縫的內側開口的面積，且所述割縫的內側開口的面積根據地層的壓力、以及地層砂粒的平均直徑確定。

在本發明的實施方式中，所述割縫的內側開口的面積還根據所述地層的產量確定。

在本發明的實施方式中，所述割縫的內側開口的面積還根據所述篩管本體的壁厚確定。

在本發明的實施方式中，所述割縫的橫截面形狀為梯形。

在本發明的實施方式中，所述梯形為等腰梯形，所述等腰梯形的腰與所述等腰梯形的高之間形成有夾角θ，則有：

其中，D為所述地層砂粒的平均直徑；P為所述地層的壓力；L為所述篩管本體的壁厚；Q為所述地層的產量；h為所述防砂篩管的下入深度；K為常數。

本發明還提供一種防砂篩管的設計方法，用于制造如上所述的防砂篩管，該設計方法包括如下步驟：根據地層的壓力、以及地層砂粒的平均直徑確定所述防砂篩管的割縫的內側開口面積；

其中，所述防砂篩管包括篩管本體，所述篩管本體上設有多個割縫，所述割縫貫穿所述篩管本體的壁厚，所述割縫的外側開口的面積小于所述割縫的內側開口的面積。

在本發明的實施方式中，所述割縫的內側開口的面積還根據所述地層的產量確定。

在本發明的實施方式中，所述割縫的內側開口的面積還根據所述篩管本體的壁厚確定。

在本發明的實施方式中，所述割縫的橫截面形狀為梯形。

在本發明的實施方式中，所述梯形為等腰梯形，所述等腰梯形的腰與所述等腰梯形的高之間形成有夾角θ，則有：

其中，D為所述地層砂粒的平均直徑；P為所述地層的壓力；L為所述篩管本體的壁厚；Q為所述地層的產量；h為所述防砂篩管的下入深度；K為常數。