[发明专利]用于将分流管连接于筛砂器组件的方法和装置

说明书

相关申请

本申请要求2007年7月6日提交的、发明名称为“筛砂器的制造”的美国 临时申请NO.60/948,308的优先权。

技术领域

本发明总的涉及地下构造中的碳氢化合物的回收，更具体地涉及用于制造 筛砂器组件的工具、系统和方法。

背景技术

碳氢化合物流体，如石油和天然气是从被称为储层的地下地质构造中通过 钻探穿透承载有碳氢化合物的构造的井而获得的。一旦井筒被钻开，在从井中 产出碳氢化合物之前井必须被完成。完成工作包括设计、选择和安装井筒内或 井筒周围的设备和材料以用于传输、泵送或控制流体的生产或贯入。在井完成 之后，石油和气体的生产才能开始。

从松散构造中流入井筒的砂或淤泥会导致井筒中填充物的堆积、降低生产 速度和破坏地下生产设备。迁移砂有可能从地下生产设备周围离开，或者进入 生产管道并被带入生产设备。由于其较高的腐蚀性，包含于产品流中的砂可能 导致管道、出油管、阀和加工设备的腐蚀。由砂产品引起的问题会极大增加操 作和维护成本并导致井的全面损失。

一种用于控制砂生成的方法是在开槽的、多孔的或其它类型的衬或筛砂器 的外部周围放置相对大的颗粒状砂(即砂砾)。该砂砾作为过滤器有助于确保结 构细粒和砂不会同生产的流体一起迁移进入井筒。在典型的砂砾包裹整体中， 筛砂器被置于井筒中并被定位于用于生产的将要完工的松散结构中。该筛砂器 通常被连接于包括产品封隔器和转线轨道的设备，且该设备接着被连接于工作 或生产管线。砂砾与运输流体混合并沿着管道和经过转线轨道以泥浆状被泵送， 从而流入筛砂器和井筒之间的环状空间。泥浆中的运输流体渗入结构和/或经过 筛砂器。筛砂器被设计成防止泥浆中的砂砾(和其它污物，如砂和淤泥)流过 它并进入产品管道。结果，砂砾沉积在筛砂器周围的环状空间中，其在那里形 成砂砾包裹。使砂砾的尺寸适于结构砂的适当屏蔽是重要的，且筛砂器必须以 一一定方式设计以阻止砂砾流过筛砂器。

传统的砂砾包裹操作的潜在的问题在于流体可能过早地离开泥浆。这一问 题对于包裹长的水平物或倾斜的空隙的砂砾尤其突出。在这些情况下，很难沿 着整个填充空隙获得砂砾的等量分配(即在装入的孔整体中完全包裹位于筛砂 器和外壳之间的环状空间，或者在开放孔整体中完全包裹位于筛砂器和井筒之 间的环状空间)。砂砾的不均匀的分配(即由砂砾包裹中的空的/未包裹区域导致 的空隙的不完全包裹)通常是由于砂砾脱水成为结构空隙的更能渗透的部分导 致的，从而造成在所有的砂砾被放置之前在环状空间中形成了砂砾“桥”。这些 桥进一步阻碍了泥浆通过环状空间从而造成砂砾的不适当放置的流动。随后， 筛砂器的未被砂砾覆盖或包裹的部分因此被暴露受到生产的液体或气体中的固 体的腐蚀，和/或筛砂器的那部分然后容易被结构颗粒(即砂)堵塞或“塞入”。

Jones，L.G.的美国专利US4945991“砂砾包裹井的方法”中公开了一种具有 矩形多孔分流管的筛，该分流管在筛的整个长度上纵向地连接于筛的外侧。在 该方法中，多孔分流管(即流动导管)沿筛的长度延伸并且当砂砾泥浆进入临 近筛的井筒中的环状空间时与砂砾泥浆流体连通以提供可替换的流动路径。

在许多现有技术中，可替换流动路径的井筛、单独多孔导管或分流管被示 出为优选被在外部携带于筛的外侧表面上，参见美国专利US4945991、 US5082052、US5113935、US5417284和US5419394。分流管的这种位置布置在 大量应用起作用，但是，这种外部安装的多孔分流管不仅在安装时易遭到损坏， 而且更重要的是，极大地增加了筛的整体直径。当筛将于小直径井筒内运行时， 后者是极其重要的，此时即使是筛的有效直径中的一英寸的小部分也可能使筛 不能使用或至少难以安装于井中。并且，在组装筛和使它们下降到井筒中的过 程中，将连接于筛外侧的各个分流管连接至连接于下一个筛外侧的分流管是极 其困难和耗费时间的。

此外，为了保持筛的有效直径尽可能地小，外部多孔分流管通常由“平” 的矩形管形成，尽管公知的是制造圆管更容易和花费更少，并且与矩形管相比 圆管具有更大和更均匀的抗裂强度。