[发明专利]具有均匀外径的井滤网

说明书

本发明涉及油井、气井、水井和污染处理井设备等领域。

现有技术中已知的多种型式的滤网或过滤装置被设计成可从油、气、水或污染处理井中所产生的液体或气体中除去砂子或其它固体，而不对流体的流动速率产生过大的阻力。这些装置通常使用过滤辅件，使如砾石和/或砂子在装置内混合或独立地置于装置周围。

缠绕金属线式滤网和预叠式滤网是该装置用于钻井孔内的例子，钻井井孔可以是裸孔或具有粘合的套管或套筒的，而且预先钻孔以使该装置定位。这样的滤网的开口可以设计成关闭或者跳过流体或气体中包含的不希望要的固体。

滤网和井套管通常由过滤辅件围绕着。这些过滤辅件通常由砾石组成。当使用过滤辅件或砾石时，滤网的开口和套管被设计成关闭或分流，过滤辅件也可设计成关闭或跳过流体或气体中包含的不希望要的固体。

预叠滤网，多孔材料过滤装置和这类滤网是该装置的例子，这类装置将滤材放在滤网体的中央。这些装置用于同样的场合以及这些过滤辅件通常由砾石组成。

复合缠绕滤网具有两层或更多层的同心缠绕金属线，这些在一个装置中的多层滤材与井孔中使用的如砾石等过滤辅件一样，用于防止产生不希望要的固体。

如图13所示，普通井滤网的滤网单元通常具有5至10米的长度（接头），该长度包含在其端部间隔管（非滤网）的较短长度。在每一端设置较短长度的间隔管的目的在于：（1）提供一种在井座处连接在一起的连接装置和（2）便于在井口安装滤网接头，并将安装好的接头下到井中。

滤网接头在其端部间隔段的长度必须足够长，以允许制连接接头所需的螺纹，以及在连接接头时，给在井口悬挂接头留出空间。间隔段的总长度在两个接头完成连接后通常为0.5至1米。

由连接在一起的滤网单元组成的滤网通常放入到井孔中很低的中心部位，以接近液体或气体产生的终点位置，从该处产生的液体或气体可以从径向穿过滤网，滤网可防止不希望要的固体微粒进入而允许液体或气体向滤网内流入至地面。

为了提高油从油井中生产的效率，从大角度油井产油有增加的趋势，这种井从垂直线偏离45°至90°，井滤网可以进入大角度油井。

普通型式的井滤网安装在这样的大角度油井中产生的问题是，滤网在井孔中插入时，滤网不能象在垂直井孔中那样对中，而且沿着侧壁插入进而与井孔的底面相接触。如图14所示的井孔近乎水平，滤网S的滤网段d的最低边沿部分在井孔W的X方向前进，间隔段b上的螺纹接头e的最低边部分刮削了井孔W底表面f的土层g，这个土层g被堆积在间隔段b的接头e和滤网段d的最低边前面，因此妨碍了滤网S在X方向的推进。

由于大角度井孔而产生的另一个问题是，由于滤网中间隔段的存在，使得砾石不能均匀地叠放。

砾石通常在滤网和井孔之间的一个环形位置处堆叠得最紧，在那里液体带着砾石流过滤网。但是，砾石在间隔段的环形处不能象在滤网段的环形处堆叠得那么紧。在竖直井孔中，由于重力的作用，砾石在间隔段处可以堆叠得同样的紧，但是，在如图15所示的大角度井孔中，由于重力的作用，砾石h移向井孔的底面，使得间隔段b的空间不能被充填，这样就在间隔段b附近产生了一个未被充填的空间i。

在滤网/井孔环形处的砾石在井投入生产后会产生位移和塌落，这就会形成空洞或未充填环形区域。环形区域未被砾石填实形成通道，使不希望的砂子或未压实的砂子处来的固体颗粒进入井孔并侵蚀滤网，堵塞滤网开口，和/或在井孔中填入不希望要的固体颗粒。

授权给Jones.L.G的美国专利第4，945，991号“砾石填充井的方法”公开了一种带有矩形开孔的分流套管，该套管连接于超过滤网整个纵向长度的外侧，并连接于将从砾石中汲出流体的流体通常连在一起的滤网各段之间，而且充填滤网/井孔环形空穴或未充实的区域。该装置允许砾石/液体泥浆进入并流过滤网之上或附近的多重流体通道，进而向下流过滤网/井孔环形区域或向下流进一个或多个分流套管的附属开孔。泥浆在分流空心套管中的脱水可通过套管上开孔限制区的结合来防止，砾石泥浆向下流向滤网/井孔环形区，这样空心分流套管中的砾石泥浆比较少的被脱水了，而大多数连续流动穿过分流套管，直至它达到滤网/井孔环形段附近，这些环形段是设有砾石或未被砾石填充满的，因此，在空心分流套管中砾石泥浆将流向缺乏砾石填充的环形区。

美国专利第4，945，991号中的装置带来的一个问题在滤网段每一端的间隔段没有滤网，在井投入生产后或砾石填充时也就没流体能穿过。