[发明专利]具有防磨损内管的油井套管组件

说明书

本发明涉及一种用于地下钻进和泵送自然资源例如油和气的油井套管。

全世界的能源生产在很大程度上依赖于地下的自然资源，例如油和气。为此，人们始终在探寻从地下岩层中抽取流体(例如油和气)的改进方法和装置。

油气井一般包括一个细长的管柱，该管柱由多个套管组件构成，每个套管组件都包括一个圆筒形的内管和一个同心的外部部件。外部部件和内管上都设置有通孔。外部部件上的通孔可允许来自地层的流入物进入外部部件与内管之间的环形区域内。内管上设置有一覆盖通孔的滤网，从而使夹带在流体中的微粒物质从环形区域流入内管并穿过内管沿轴向导向地面之前，将其从流体中除去，以用于流体的回收。

外部部件上的通孔通常具有足够大的尺寸，例如6.3mm，以不使沙粒滞留在地层中。这种尺寸的通孔通常可防止定位于通孔之下的内部滤网部件受损。但是，在某些地层中，如果一些锐利的突出物，例如页岩袋穿过外部部件上的孔并使滤网表面的一部分变形，从而使滤网上的孔眼增大，那么这些突出物将损坏下面的滤网。当油井相对垂直或水平方向以一角度偏移，从而当外部部件沿井孔延伸，使外部部件以相当大的力支撑在地层壁上时，尤其如此。此外，在流体流量很大的情况下，穿过外部部件上的孔流入的流体将以足够大的速度和力撞击滤网的某些区域，从而使滤网损坏。对于由杆或金属线制成的滤网，当包含流体的流入颗粒物在滤网的很小面积上作用一个太大的力时，由金属线形成的狭缝将会变大。这种增大不仅会降低滤网的效率，而且还会在该区域内的压降降低，从而使包含流体的更多颗粒物撞击金属线，从而进一步使滤网的网眼增大，并使滤网的设置失去意义。

为减少作用于油井套管组件上的流体力的强度，有人提出在外部部件上设置狭槽或开口，这些狭槽或开口被加工成可使径向流过开口的流体在其径向向里通过滤网部件之前沿轴向移动一个较短的距离。关于这一点，见授权给Voll等人的美国专利5,624,560。但是，在该专利中所示的结构并未解决当地下岩层中的突出物进入通孔并使下面的滤网表面变形时，滤网受损的问题。尽管在现有技术中，在相对同心管件的偏移位置上设置入口通孔和出口通孔已经是公知的，如授权给Byerly的美国专利1,604,386所述，但是通孔的设置并没有给我们其能够保护设置于套管组件内的滤网的启示或建议。

因此，本发明的一个目的在于：提供一种用于防止油井滤网受到突出物和/或流体力损坏的装置。本发明的另一目的在于：在大流量的地层部分形成改进的流量分配，从而减少油井滤网的磨损。

参照附图，通过对最佳实施例的具体说明，将会清楚本发明的上述和其它目的、特征及优点，其中在所有的附图中，同一附图标记表示相同的部件。附图没有必要按比例绘制，其目的主要在于说明本发明的原理。

图1为根据本发明之第一实施例的油井套管的侧面剖视图；

图1A为根据本发明之第二实施例的油井套管的侧面剖视图，该实施例在内管和外管部件之间采用了以流量控制环形式存在的流量控制装置；

图2为油井套管沿图1A之剖面线2-2的剖视图。

在如下的说明中，出于解释而不是限制的目的，对具体的特征例如具体的结构、技术等等作出了描述，以充分理解本发明。但是，本领域的技术人员应该清楚：在不脱离这些具体特征的范围内，可以其它实施例实施本发明。在其它的实施例中，省去了对公知设备的具体说明，以使本发明的说明更加清楚。

图1示出了根据本发明之一个实施例的油井套管组件20。油井套管组件20包括一基本为圆筒形的内管22和一个同心的外部保护罩部件24，在图中保护罩24由一管件所表示，但其可具有当套管部件进入井孔时用于保护下面的滤网部件的其它结构。内管22和外部部件24平行套管的轴线25延伸。内管22在其内部形成一通道26，象油和气这样的流体可沿箭头28所示的方向通过该通道26导向。一般情况下，套管组件20的长度为9-12米。该组件在其每个端部上都设置有螺纹部分22’，以使每个部件能够通过一接头23与另一相同的部件连接。在很多情况下，连接在一起的一串套管组件可延伸600米或更长。