[发明专利]预包装平接式井管滤网

说明书

本发明涉及一种在油井、水井或其他类似应用中防止砂粒或其他碎石进入产油或产水管子的滤网。

多年来，井管滤网用于限制在水、油及气井中产生砂粒或其他碎石。井管滤网就是留住井中砂粒的一个简单的过滤器，以免在生产后期再从所生产的流体中清除砂粒。

在一种典型的结构中，一个井管下伸到井眼中，所生产的流体被泵吸到井管内。在许多井中，都可使用一种有孔井管收集其流体。在某些地区，有一些可能夹入流体的岩层松散颗粒(通常称为“砂粒”，尽管在技术上不是砂粒)。非常需要防止这类砂粒进入生产井管。因此，把一种砂粒过滤器或井管滤网安装在这种井管的底部。这样一种井管滤网可以通过含矿岩层几英尺。

某些井管滤网的设计相当简单：它们是穿越其管壁切出或钻出许多小的开口的一种钢管。管壁上机加工的这些开口小于井中的砂粒，或者，颗粒尺寸大于开口的砂粒围绕井眼滤网包装作为过滤器。围绕井管滤网的这种“砾石滤”过滤出较小的砂粒。其他滤网较复杂，要使用一种过滤介质如多孔金属或可控粒度砂，或者使用一种细滤网滤出砂粒。

最近发展了预包装砂的玻璃纤维井管滤网，一种典型预包装玻璃纤维井管滤网包括内、外纤维增强环氧管。管之间的环形空间用作为过滤介质的可控粒度的砂粒填充。内外管均有切口，切口宽度小于填充在环形空间的砂粒尺寸。

普通的井管滤网用连接器头尾相连地安装，以达到井中滤网所要求的总长度。管连接器直径大于井管滤网直径。希望有一种大直径井管滤网，因为这将提高滤网面积，即不仅提高通过滤网的流量，而且延长到被堵住前滤网的寿命。现用连接器的一个问题在于：装于一个井眼的滤网必须明显小于这个井眼，这样，连接器才可装入这个井中。例如，在一个4英寸(100mm)的井眼中，其井管滤网的连接器接近孔眼直径，这种滤网本身外径仅约73mm。由于这种连接器不能装入到100mm的井眼，因此，不可使用较大的滤网。

因此，希望提供一种其外径大致与连接器外径相同的井管滤网。

在本发明的实践中，按照目前一个最佳实施例，提供一个预包装井管滤网，它有同心的内、外管子，且其内管至少沿纵向伸出外管的一端。管之间环形腔在每一端都封闭，并用过滤介质填充。内、外管壁打孔，使流体通过孔和过滤介质流动。在内管伸出端上形成一段阳螺纹，以便安装其外径与外管外径大致相同的阴螺纹连接器。

参考附图，可以更好地理解本发明的所有特点和优点。

图1显示局部纵向剖面的预包装滤网装置。

这种预包装井管滤网包括一个内管10及与其同心的外管11。内、外管均由玻璃纤维增强环氧，聚酯，酚醛或酚醛-硅氧烷树脂制造。在用于4英寸(100mm)井眼的一个典型实施例中，其外管的外径约为95mm，内径约为85mm。因此，外管壁厚约为5mm。这个实施例的内管外径约为74mm，内径约为63mm。内管壁厚约为5.7mm。内、外管之间的环形腔宽度约为5.3mm。

每个内、外管都有许多沿管壁延伸的纵向槽12。在一个典型实施例中，这些槽宽度为约0.25mm，长度为约75mm。它们是由圆盘形金刚石锯加工形成的，并在管相互装配前锯成。在图示实施例中，以三条彼此靠近的槽为一组，组与组之间有稍大的间隔，环绕管的周线有6～8组槽。沿井管滤网一个纵向截面长度上有6个槽或这样的条带。也可采用其他的槽结构。

两个管之间的环形腔用石英砂13填充。填充砂最好是通过20筛目的均匀颗粒，限制为40筛目。就是说，石英砂的粒度在0.37～0.76mm范围。通过下列步骤把砂置于环形腔中：使管直立，振动它们并注入砂粒。填充时使管保持共轴，从而使颗粒过滤器介质厚度均匀。

在内、外管之间的环形腔内也可使用其他过滤介质。例如，在插入外管之前，先绕内管缠上一层玻璃纤维。与此相类似，可在环形腔内安置一层多孔金属板。希望采用颗粒过滤介质，因为在安装管子之后容易把砂注入其中，且很便宜。

外管比内管短，因此，内管的每一端都从外管端头伸出。在接近每一端的内、外管之间粘接一个环形垫圈或“隔圈”14。其中一个隔头在填充颗粒过滤介质之前粘接定位。在环形腔内填砂后，把第二个隔圈粘接定位。

在管组件每一端的内管伸出端或销上形成一个阳螺纹16。一个典型螺纹有8圈螺纹，螺距3～6mm，螺纹深度约2mm。螺纹最好呈1°的锥形，以形成锁定螺纹。这种螺纹销在装置的一端伸出外管60～70mm。在另一端使用相同的销长度，在开始拧螺纹之前，内管超出外管端部一个短的圆柱伸长段17。虽然在图示实施例中使用一种浅的8圈螺纹，但也可使用其他螺纹形式和尺寸。