[发明专利]割缝筛管及其制造方法

说明书

本发明涉及一种主要用于油田油井、气井完井，砾石充填防沙的割缝筛管，该筛管的内缝宽大于外表面缝宽。本发明的另一主题是关于制造这种割缝筛管的工艺方法。

多年来，国内外许多专家均在研究如何加工制造一种用于油田油井、气井完井，砾石充填防沙和组成某些油井生产管柱的梯形割缝筛管。所谓梯形割缝筛管，就是在油管或套管上，用一定方式割出多条一定长度的纵向或横向缝，而这些缝的横剖面均是呈梯形结构，即管子外表面缝口宽度小于内表面缝口宽度。对于一根较长的管子（通常为2米以上），要在管子上割出多条表面缝宽仅为0.1mm或稍宽而缝的形状呈梯形向管内壁伸展，这种筛管的加工是十分困难的。西德DE2600897号专利曾经介绍应用激光技术在管子上割出V形缝，通过移动和旋转管子相对于照射在管子上的激光束而获得螺旋形缝隙，为了在缝隙横截面产生V形缝隙，采用两束激光加工，这种筛管应用于深井汲水防沙，筛管外表面缝口比汲油防沙筛管外缝口宽，加工难度相对较小;特别是两束激光切割的这种V形缝，由于从外表缝直接以一定角度向内扩展，缝口形成角刃所承受的压力小，容易受泥石流冲压变形发生阻塞，而且应用激光割缝技术复杂，加工费用较昂贵，很难形成工业化生产。到目前为止，还未找到一种有效的方法，加工制造出适于汲油防沙且缝口承受外力高，不易变形阻塞，具有实用价值的梯形割缝筛管。

本发明的任务是提供一种简单实用的机械加工方法，利用此方法仅需要普通的车、铣设备，即可加工所需用的筛管。本发明的另一任务是利用该方法来得到一种适于汲油防沙缝口不易变形阻塞的梯形割缝筛管。

为了实现上述目的，本发明采取的技术措施是：在油管或套管上开出多条预定长度的缝，管内壁表面缝口宽度大于管外壁表面缝宽，本发明所制筛管的割缝是由直缝和梯形缝组合而成，即在管缝处与缝长相垂直作切，缝的截面形状为：从管外壁缝表面到管缝向内延伸的一段距离为直缝，从直缝末端互管内壁为梯形缝。要使该筛管适用于油井、气井完井汲油阻沙，根据地层部位的勘测情况，管外表面即直缝的缝宽为0.1～2mm，由于割缝初始就产生斜面，管缝承受的压力小，为防止缝口变形阻塞，从管外壁缝表面到管缝向内延伸一定深度开成直缝，直缝深度为0.5～2mm。

制作本发明筛管的具体方法是：在管上需要割缝的位置加工出预定长度且比要求缝稍宽的开口，开口两端加工出凹台，开口边加工出一段直边和斜边，金属块加工出端部凸台，金属块的边加工出一段直边和斜边，开口斜边与金属块斜边的倾斜方向相反，与其相适应在开口中放入比开口稍小的金属块，使开口与金属块之间的直边和斜边组成的割缝形状是：从管外壁到管缝内的一段距离为直缝，直缝末端到管内壁缝的横截面呈梯形，再将未构成割缝的金属块与开口处焊接在一起，焊接后将管子修整。

本发明与现有筛管及其加工方法相比具有如下优点：

1.按照本发明所述的加工方法制造的梯形割缝筛管外表面缝宽可达到0.1mm，误差不超过0.02mm，而且缝内形状严格地保持梯形结构，这是现有的加工方法所无法达到的;

2.加工该割缝筛管仅需普通车，铣床等设备，与以往的加工方法相比较大大降低了成本，使梯形割缝筛管真正进入了工业性生产和达到实用阶段;

3.由于在缝口部位采用直缝结构，增大了割缝承受外力的能力，汲油防沙效果好，适于油田油井、气井完井，特别是弯井和水平井时使用。

下面通过附图结合本发明的具体实施方式作一详细描述。

图1a为割缝呈纵向排列的筛管示意图;

图1b为沿图1a中A-A方向的割缝剖示图;

图2为割缝呈纵向螺旋状排列的筛管示意图;

图3为割缝呈横向排列的筛管示意图;

图4和图6分别为割缝呈横向螺旋状排列的筛管示意图;

图5a为割缝呈横向排列的筛管示意图;

图5b为沿图5a中B-B方向的割缝剖示图;

图7a为一次镶装组两条缝的筛管割缝排布图;

图7b为沿图7a中C-C方向的割缝剖示图;

图8a和图8b分别为一次镶装组一条缝的金属块示意图及金属块横截面图;

图9a和图9b分别为一次镶装组二条缝的金属块示意图及金属块横截面图;

图10a和图10b分别为一次镶装组三条缝的金属块示意图及金属块横截面图;

图11为一次组一条缝镶块前开口剖视图;

图12为一次组二条缝镶块前开口剖视图;

图13为一次组三条缝镶块前开口剖视图;