[发明专利]一种变密度预充填筛管及其使用方法

权利要求书

1.一种通过防砂控堵来维持出砂油井产能的方法，采用变密度预充填筛管，所述变密度预充填筛管包括中空的基管，所述基管的侧壁上间隔设置多个沿基管径向贯通的第一过流孔，

所述基管的外侧套设有保护套结构，所述保护套结构内设有轴向贯通的填充环空，所述填充环空内能紧密填充超低密度支撑剂；

所述保护套结构包括套设于所述基管上的内保护套，所述内保护套的外侧同轴且径向间隔套设有外保护套，所述内保护套的外壁和所述外保护套的内壁之间构成所述填充环空；所述内保护套的侧壁上间隔设置多个沿基管径向贯通的第二过流孔，所述外保护套的侧壁上间隔设置多个沿基管径向贯通的第三过流孔，所述外保护套的侧壁中部间隔设置多个沿基管径向贯通的加密过流孔，各所述加密过流孔用于使变密度预充填筛管的中部的过流能力大于两端的过流能力；

所述填充环空的两端呈开口设置，所述基管上位于所述保护套结构的两端分别套设有解锁结构；

所述解锁结构包括套设于所述基管上的内套筒，所述内套筒的外侧同轴且径向间隔套设有外套筒，所述内套筒的外壁和所述外套筒的内壁之间构成套筒环空，所述套筒环空远离所述保护套结构的一端设置封堵板，所述套筒环空靠近所述保护套结构的一端与所述填充环空连通设置；所述内套筒套设于所述内保护套的一端，所述外套筒套设于所述外保护套的一端；所述套筒环空内设置有能沿所述套筒环空轴向移动的环形隔板，所述套筒环空内套设弹簧，所述弹簧的两端分别顶抵连接于所述环形隔板和所述封堵板上；

所述环形隔板上连接有能限制所述环形隔板运动的滑块结构，所述滑块结构包括第一滑块、第二滑块和第三滑块，所述外套筒上设置沿基管径向贯通的第一安装孔，所述环形隔板上设置与所述第一安装孔贯通的第二安装孔，所述内套筒上设置与所述第二安装孔贯通的第三安装孔，所述基管上设置与所述第三安装孔贯通的定位孔；所述第一滑块能滑动地穿设于所述第一安装孔内，所述第二滑块能滑动地穿设于所述第一安装孔和所述第二安装孔内，所述第三滑块能滑动地穿设于所述第二安装孔和所述第三安装孔内；所述第一滑块能在外部压力作用下推动所述第二滑块和所述第三滑块向内滑动；

各所述解锁结构分别能自相应各端封闭所述填充环空，且各所述解锁结构能在堵塞后的环空堵塞压力作用下向远离所述保护套结构的方向移动；

其特征在于，包括：

(一)组装解锁结构：将弹簧一端焊接在封堵板上，另一端焊接环形隔板上，将环形隔板和弹簧放置在内套筒和外套筒之间的套筒环空内，让弹簧处于拉伸状态；调整环形隔板，使第二安装孔与第一安装孔和第三安装孔相对应，依次将第三滑块、第二滑块和第一滑块由外向内插入到各安装孔内，第一滑块位于第一安装孔内，第二滑块位于第一安装孔和第二安装孔内，第三滑块位于第二安装孔和第三安装孔内，环形隔板固定于套筒环空内，避免在弹簧拉力作用下运动；将封堵板封堵连接于内套筒和外套筒上；

(二)组装变密度预充填筛管：首先将一端的解锁结构与保护套结构连接：将外保护套的一端插入一外套筒的第三凹槽内，将内保护套的一端插入一内套筒的第二凹槽内，焊接外保护套于外套筒的连接处；

通过保护套结构的另一端开口填充超低密度支撑剂：在机械震动作用下，将超低密度支撑剂填充到外保护套和内保护套之间的填充环空内；

将另一端的解锁结构与保护套结构连接：将外保护套的另一端插入另一外套筒的第三凹槽内，将内保护套的另一端插入另一内套筒的第二凹槽内，焊接外保护套于外套筒的连接处；

保护套结构及两端的解锁结构构成变密度预充填防砂短节；

将所述变密度预充填防砂短节套装在基管上，确保基管上的定位孔与内套筒上的第三安装孔连通；

焊接各内套筒远离保护套结构的端部与基管，完成变密度预充填筛管的组装；

(三)将组装好的变密度预充填筛管下入井内：变密度预充填筛管在下井过程中，基管内腔的液柱压力与变密度预充填筛管外部环空的液柱压力相等，基管内腔的液柱压力可通过基管上的定位孔传递到第三滑块，变密度预充填筛管外部环空的液柱压力直接作用到第一滑块的外表面；

(四)在堵塞压力作用下，滑块结构向内滑动，环形隔板失去位置限制，在弹簧的拉力作用下开始向封堵板方向运动，增大超低密度支撑剂的填充空间；若未堵塞时，则变密度预充填筛管处于初始状态即解锁前状态：若变密度预充填筛管在井下发生堵塞，变密度预充填筛管处于解锁后状态，变密度预充填筛管外部环空逐渐产生堵塞压力，在堵塞压力作用下，第一滑块推动第二滑块向环形隔板内移动，第二滑块推动第三滑块向基管上的定位孔滑动，当第二滑块完全处在环形隔板的第二安装孔中，环形隔板失去位置限制，在弹簧的拉力作用下开始向封堵板方向运动，增大超低密度支撑剂的填充空间，降低超低密度支撑剂的填充密实度，能让泥质类颗粒产出，有效控制筛管堵塞，更重要的是，超低密度支撑剂能够在压力和流体动力作用下向两端体积增大处运动，实现支撑剂在环形空间均匀填充，防止局部非常密实、另一局部亏空的现象，预防了局部防砂失效的发生，进而能实现有效防砂；

(五)由于环形隔板运动，与环形隔板接触处的局部超低密度支撑剂的填充空间增大，靠近环形隔板的超低密度支撑剂间的孔隙增大，导致其附近形成的砂桥坍塌，同时基管中心位置流体开始向阻力小的两端孔隙移动；在流体带动下，中间位置填充的超低密度支撑剂也开始向两端运动，变密度预充填筛管依靠堵塞后的环空堵塞压力自动调节预充填筛管环形空间的填充密实度，筛管整体填充密实度降低，导致在变密度预充填筛管表面形成的砂桥破坏，实现变密度预充填筛管解堵；

(六)既能有效地防砂，又能有效的降低筛管堵塞，进而有效解决出砂和防砂之间的矛盾，维持了出砂油井产能。