专利名称：制造选择性隔离屏的方法
技术领域：
本发明涉及矿井过滤器，例如油井过滤器，更具体地，涉及制造其内的选择性隔离屏的方法，就一种金属线包钆的隔离屏而言，作为隔离和封闭环形体用的密封装置在纵向范围被装置在所选位置上，其中环形体是由安装在底层部件例如开槽的管子的外表面上的隔离部件所限定。
最经常使用作为深井屏的隔离屏，例如油井屏，含有一个造型有许多园形孔眼或细长孔洞作为它的底层部件的多孔管、许多纵向延伸按间隔环绕排列在底层部件的外表面上的隔离棒、加一根按预定间隙呈螺旋形地卷绕在隔离棒的周边外侧的金属线。通过装置隔离棒，由隔离部件所限定并纵向延伸的环形体是在金属线内侧和底层部件的外表面之间遍及底层部件的整个周边形成。
这个被限定在金属线内侧和底层部件的外表面之间的环形体对于使液体能够从金属线的间隙均匀流向底层部件的孔洞以保证足够的液体流量是必要的。但是，装置环形体导致下列问题。
在隔离屏内发生堵塞的情况下，就会采取措施在径向压力下从底层部件的内侧就地注入液体，例如盐酸、柴油、轻油或表面活化剂，来溶解或排除导致堵塞的物质。但是，这液体是垂直地通过环形体扩散，结果相当数量的液体不是集中地注射到发生了堵塞的部位，溶解或排除堵塞物质也就没有达到预期的程度。
在一种类型的隔离屏内，其中砂砾围绕隔离屏填满了钻井以便用填满的砂砾阻止砂子进入隔离屏，当井内填满了砂砾，就把液体从底层部件的内侧径向射向砂砾，借助注入液体的压力迫使砂砾往下降。也在这情况下，注入的液体是垂直地通过该环形体扩散，因而砂砾没有像预期的那样往下移，由此导致钻井内砂砾的均匀分布被破坏，并减少阻止沙子进入隔离屏的效果。
为了克服上述问题，美国专利第4771829号提出了一种选择性隔离屏，其中用于把纵向延伸的由上述类型的隔离屏的隔离棒所限定的环形体隔离和封闭起来的密封装置是沿纵向装置在所选位置上。在这隔离屏内，如图6所示，许多隔离棒b排列在由多孔管组成的底层部分a的外表面上，金属线c呈螺旋形地卷绕在隔离棒b的外侧，半径长度与隔离棒b的半径长度相同的园柱形套管e沿纵向间隔地安装在金属线c内侧所选位置上，并被固定在隔离棒b上。借助在所选位置上纵向安装这些构成密封装置的套管e，被隔离棒所限定并纵向延伸的环形体就在纵向范围内被隔离和封闭。因此，在采取步骤排除堵塞和在钻井内填满砂砾时，比已经发生堵塞或存在要强迫下降的砂砾的屏蔽段的底层部件内侧注入的液体经过金属线c的间隙径向地被注入钻井内，因为环形体内液体的垂直流动是由装置在注入液体的屏蔽段的上部和下部位置上的套管e所限定。
如上所述，选择性隔离屏对于达到有效地排除堵塞和使砂砾往下流是有用的，但是现有技术的选择性隔离屏存在以下问题。
在现有技术的选择性隔离屏中，如图6所示，金属线c卷绕在套管e上。通常金属线e被点焊在隔离棒b上。如众所周知，由于点焊是通过将电流集中在一个比较小的面积上局部加热而实现的，所以，如图6所示，把金属线e点焊于具有较大面积的套管e的表面就非常困难了。
另外，在现有技术的选择性隔离屏中，套管e被金属线c所覆盖，而金属线c的间隙通常是一个大约0.3mm的很小数值，因此，从外部看不见套管e，套管e的位置和安置状态就不能用肉眼检查。尽管套管的安装会存在缺点，但这种结构在没有检查套管的状态就使用隔离屏的情况下是不适宜的。
因此，本发明的目的是克服现有技术的选择性隔离屏的上述问题并提供制造选择性隔离屏的方法，借此方法可以避免焊接作业中的困难，而套管的位置和安置状态能够容易地用肉眼检查。
达到上述发明目的方法就是一个制造选择性隔离屏的方法，该隔离屏包括一个具有许多孔的普通园柱形的底层部件、许多纵向延伸彼此间隔围绕安装在底层部件的外侧园周表面上的隔离部件、一个按预定间隙卷绕在隔离部件的周边外侧的金属线、在金属线内侧和底层部件的外表面之间遍及底层部件的整个周边形成而且被隔离部件所限制并纵向延伸的环形体以及，作为隔离和封闭用的沿纵向装置在底层部件所选位置上的密封装置，在纵向范围，这个被隔离部件所限制并纵向延伸的环形体，其特征在于所述方法包括以下步骤在底层部件上一个一个地装配众多的屏蔽套，各个屏蔽套包含许多纵向延伸的隔离部件，彼此间隔环绕安装在底层部件上，一个金属线按预定的间隙卷绕在隔离部件的周围，并把各个屏蔽套的终端部分焊接在底层部件，从而使屏蔽套固定于底层部件，而且还构成密封装置，因而组成一个单独的隔离屏装置。
通过把包含隔离部件和金属线的屏蔽套一个个地装配在底层部件并把屏蔽套的终端部分焊接在底层部件，该屏蔽套就被固定在底层部件，密封措施也就在各个密封装置之间形成。由于金属线不是缠绕在这样形成的密封装置上，故能够消除焊接过程中的困难，而且能够用肉眼检查密封装置的安装位置和状态。
现参照附图描述本发明的最佳实施例。
在附图中
图1是一个垂直截面图，显示由本发明的一个实施例方法所制造的隔离屏的一个部分;
图2是一个垂直截面图，显示在上述实施例中所使用的一个屏蔽套;
图3是一个垂直截面图，显示由本发明的另一个实施例所制造的隔离屏的一个部分;
图4是一个垂直截面图，显示在这实施例中所使用的一个屏蔽套;
图5是一个垂直截面图，显示由本发明的又一个实施例所制造的隔离屏的一个部分;
图6是一个垂直截面图，显示现有技术的选择性隔离屏;以及图7是焊接部分的另一个例子的局部截面图。
图1和2显示按照本发明制造选择性隔离屏的方法的一个实施例。图1是一个垂直截面图，显示由本实施例的方法所制造的隔离屏1的一个部分。作为底层部件，使用了由有许多洞口a形成的多孔管3并在其上安装了两个屏蔽套2而且彼此连接。图2是各个屏蔽套2的垂直截面图。
各个屏蔽套2是由在纵向延伸的隔离部件4的外侧园周表面上按预定宽度的间隙d卷绕金属线5所构成，该隔离部件彼此间隔环绕安装在多孔管3的外侧表面上，并使环形套管6附着于套管6的终端部分。金属线5在包括它们在内的各7交叉点上点焊于隔离部件4。
屏蔽套2是安装在多孔管3上面的一个预定位置上，然后下一个屏蔽套2照样安装在多孔管3上面。使邻近屏蔽套2的相邻环形套管6彼此紧靠啮合，而且必要时，相互焊接从而把屏蔽套2连接在一起。照这样，把必要数量的屏蔽套2一个个地装配在多孔管3上面并相互连接起来。然后，如图1所示，借助于已知的焊接方法，例如TIG，把相关的环形套管6内侧下面的周边部分与多孔管3的外侧表面焊牢。屏蔽套2的相邻环形套管66相互连接，组成了密封装置。最上的套管6a是一个无端的套管。
图3和4显示按照本发明制造隔离屏的方法的另一实施例。图3是由使用本实施例的方法所制造的隔离屏10的一个垂直截面图，它显示装配在一个多孔管3上的两个屏蔽套12的状态。图4是各个屏蔽套12的一个垂直截面图。在图3和4中，当那些在图1和2的一样的组成部分是由相同的参考号码标明，详细的说明因而被省掸。
正如从图4就会明显地看到的那样，使用于本实施例的屏蔽套12只包括隔离部件4和一个金属线5而没有像在图1和2的实施例中所使用的屏蔽套2那样的环形套管6。
把这些必要数量的屏蔽套12在相邻屏蔽套12之间按预定的间隔e一个个地装配在多孔管3上面之后，借助已知的焊接方法，例如TIG，就把隔离部件4的终端部分4a焊按在多孔管3的外侧表面，为的是从外部借助焊接方法中所使用的焊接材料把隔离部件4的相关终端部分4a之间的间隙封闭起来从而形成焊接部分14。这样，借助在各个屏蔽套12的终端所形成的焊接部分，就建立了密封措施。焊接部分的表面最好能在与套管表面相同的平面上形成。这样更便于砂砾的平稳填充。
在钻井过程中把砂砾均匀地填入被限制在井身壁和隔离屏的外侧表面之间的环形体是很重要的。如果把相邻屏蔽套12，12之间隔离屏的外侧表面从屏蔽套12，12的表面凹入，则有时不是把砂砾填入这凹口内，结果是在填入井壁和隔屏外侧表面之间环形体内的砂砾中产生了一个中空部分。这中空部分过后或者由于汲取石油或者由于井内压力差而从中空部分周围转移了的砂砾所填满，但是往往又会引起钻井壁倒塌，结果导致石油的生产效率降低。在本发明的现有实施例中，焊接部分14(或图1和6实施例中套管6和26的表面)是在与屏蔽套相同的平面上形成，因此保证了砂砾的平稳填充，而且能够防止在砂砾层产生中空部分的情况。
在一般类型的隔离屏中，其中底层部件是由一个造型有许多洞口的管子制造的，洞口的数量是每一呎隔离屏长度100-180个。在本发明中，管子洞口的数量被限制在每一英尺，隔屏长度1-60个。洞口的形状可为园形或槽形。如果洞口的形状是园形，它们最好能有一个范围从1/16英寸到2英寸的直径。如果洞口的形状是槽形，它们最好能有一个范围从1/16英寸到2英寸的宽度和一个范围从1英寸到10英寸的长度。把这洞口数量的限制跟一般的隔离屏比较，连同密封装置的形成，有助于减少由一部分从上面灌入钻井壁与隔离屏外侧表面之间的环形体的水偏位所引起的水的损失，上述偏位是由通过金属线内侧隔离部件之间的水的流动而且也由水通过管子的洞口流入管子所引起的。所以能保证足够的水的流速把砂砾填入隔离屏底部。
图5是一个视图用来解释按照本发明制造一个隔离屏的方法的又一个实施例。图5是由本实施例的方法所制造的隔离屏20的一个垂直截面图，其中两个屏蔽套被装配在一个多孔管3上面。在图5中，与那些在图1和2的相同的组成部分由相同的参考号码标明，详细的说明因而被省略。参考号码26a指的是一个终端套管。
在这实施例中，各个屏蔽套22是由一个包括隔离部件4和一个与示于图2的实施例的屏蔽套一样结构的金属线5的内部的屏蔽套22a以及一个按预定间隙装置在内部屏蔽套222外侧的外部屏蔽套22b所组成，所述外部的屏蔽套22b具有隔离部件24和一个在外侧卷绕，其间隙D大于间隙d的金属线25。通用的环形套管25被固定在这些屏蔽套22a和22b的隔离部件4和24的终端部分。金属线25在包括它们的各个交叉点上被点焊在隔离部件24。金属线25并非如所示限于螺旋形的金属线，但是也可以把按间隔排例的许多园环焊接在隔离部件24。必要时，间隙D可以做成等于或小于间隙d。
按照和图1的实施例一样的方式把必要数量的屏蔽套22装配在多孔管3上面，而且如果必要的话，把环形套管彼此焊接。通过把相关的环形套管26在它们的内部下面的边缘部分焊接在多孔管3的外侧表面，从而沿屏蔽套22的相邻环形套管26，26形成密封装置。
由图5的方法所制造的隔离屏20使用于一个具有水平延伸部分的水平井或使用于一个具有沿油层倾斜延伸部分的斜面井的情况下，当这隔离屏被推入井内时，隔离屏20的外部屏蔽套22b穿过井的弯曲部分而被井的弯曲壁面所损坏。内部屏蔽套22a的金属线5没有和井的弯曲部分的壁面发生接触，但在外部屏蔽套22b的内侧则受到弹性变形，此后，在到达井的水平部分之后就恢复原来的形状。由于间隙是设置在外部屏蔽套22b的隔离部件24和内部屏蔽套22a的金属线5之间，故可以通过适当地调整这间隙来进行修正，结果是当隔离屏穿过井的弯曲部分时金属线5不会与隔离部件24接触，或者，即使金属线5接触隔离部件24，金属线5在超载的影响下不会受到塑性变形。因此，依据此实施例，当被迫入井的隔离屏20穿过井的弯曲部分时，能有效地防止势必会发生的对隔离屏的破坏或变形，而且能使内部屏蔽套22a的金属线5的间隙d保持一个常数。这双层隔离屏对于防止沙子成形和保护隔离屏免于来自液体和沙子移动的侵蚀也是有效的。
在上述实施例中，多孔管3是用作底层部件。然而，该底层部件不限于多孔管，它可以是，例如，一种沿隔离屏的轴线方向延伸的螺旋形金属线。另一方面，底层部件可以由许多沿隔离屏的轴线方向按预定的间隔平行排列的园环组成，以便形成沿隔离屏的园周方向延伸的狭长切口。这些底层部件在日本专利公报第32275/1983号予以公开。
底层部件可以是一个园柱形部件，它是由一根螺旋形金属线卷绕在沿轴线方向按预定间隔排列的许多棍棒的外侧形成园柱形并把棍棒和金属线焊接在一起形成一个完整的园柱体而制成的。这种类型的底层部件应用于双园柱型隔离屏，该隔离屏由日本专利公报第54516/1989号予以公布。
在上述实施例中，楔形金属线作为金属线5和25来使用。但是该金属线不限于楔形金属线，其它横截面的，例如菱形、园形和方形金属线也都可以使用。根据情况来使用金属线5和25，这些金属线5和25可仅被焊接在隔离部件的某一部分而不是在所有交叉点被焊接在隔离部件上。
密封装置和屏蔽套的长度可以根据井的情况相应地予以确定。密封装置可以是长度范围从1英尺到大于底层部件的一半长度，在单一的底层部件上改变多个密封装置的长度也是可能的。屏蔽套的长度等于底层部件的一部分长度，这部分长度不为密封装置所遮盖或者它不需要用来穿过或提供定中心装置。
在图3的实施例中，不是如所示全部用焊接材料来形成焊接部分14的，而是如图7所示把钢制的短圆柱体装配在相邻屏蔽套之间的底层部件上，而且有可能把这短园柱体30和相邻屏蔽套12，12焊接在一起以形成焊接部分14。
权利要求
1.一种制造选择性隔离屏的方法，该隔离屏包括一个具有许多孔眼而呈普通园柱形构型的底层部件，许多纵向延伸彼此间隔安装在底层部件的外园周表面上的隔离部件，和一根按预定间隙缠绕在隔离部件的外周边的金属线在金属线内侧和底层部件的外表面之间遍及底层部件的整个周边形成并被隔离部件所限定沿纵向延伸的环形体，以及用于在纵向范围隔离和封闭由隔离部件所限制并纵向延伸的环形体的沿纵向安装在底层部件所选位置上的密封装置，其特征在于所述方法包括以下步骤在底层部件上一个个地装配众多的屏蔽套，各个屏蔽套包括许多纵向延伸的隔离部件，彼此间隔环绕地安装在底层部件上，一个金属线按预定的间隙卷绕在隔离部件的周围；并且把各个屏蔽套的终端部分焊接在底层部件，从而使屏蔽套固定于底层部件，而且还构成密封装置，因而组成一个单独的隔离装置。
2.一种如权利要求1所述的制造选择性隔离屏的方法，其特征在于所述底层部件是一个造型为每英尺隔离屏长度有1-60个洞口的管子。
3.一种如权利要求1所述的制造选择性隔离屏的方法，其特征在于所述底层部件是一个沿隔离屏轴线方向延伸的螺旋形金属线。
4.一种如权利要求1所述制造选择性隔离屏的方法，其特征在于所述底层部件是由许多按预定间隔平行安装的园环组成的，以便形成沿隔离屏的园周方向延伸的陕长切口。
5.一种如权利要求1所述的制造选择性隔离屏的方法，其中所述底层部件是一个园柱形部件，它是由一个螺旋形金属线缠绕在沿轴线方向按预定间隔排列的许多棍棒的外侧成园柱形外形，然后把棍棒和金属线焊接在一起以形成一个完整的园柱体而制成的。
6.一种如1-5中的任一权利要求中所述的制造选择性隔离屏的方法，其特征在于所述屏蔽套构成了内部的屏蔽套，在内部屏蔽套的外侧，装置了外部的屏蔽套，它包括许多纵向延伸彼此沿园周间隔的隔离部件和一个按预定的间隙卷绕在隔离部件的外周边的金属线。
7.一种如权利要求1-6中的任一项所述的制造选择性隔离屏的方法，其特征在于在各个屏蔽套的终端部分装置了环形套管，密封装置是通过使相关隔离屏的相邻套管彼此邻接并把这些套管焊接在底层部件而形成。
8.一种如权利要求1-6中的任一项所述的制造选择性隔离屏的方法，其特征在于密封装置是通过把各个屏蔽套的终端部分用这样的方式焊接而形成，即在隔离部件的终端部分之间彼此沿园周方向邻接的环形体从外侧加以封闭。
9.一种如权利要求1-8中的任一项所述的制造选择性隔离屏的方法，其特征在于所述密封装置的外侧表面是在和所述屏蔽套的外侧表面相同的平面上形成的。
全文摘要
制造选择性隔离屏的方法，包括以下步骤，在底层部分一个个地装配众多的屏蔽套，各个屏蔽套包括许多纵向延伸的隔离部件，彼此间隔环绕安装在底层部件上，一个金属线按预定的间隙卷绕在隔离部件的周围，并且把各个屏蔽套的终端部分焊接在底层部件上，从而使屏蔽套固定于底层部件，而且还构成密封装置，因而组成一个单独的隔离屏装置。这样即可避免焊接作业中的困难，而套管的安置状态也能够用肉眼检查。
文档编号B01D29/15GK1073742SQ9211515
公开日1993年6月30日 申请日期1992年12月25日 优先权日1991年12月27日
发明者永冈忠义, D·D·施帕林 申请人:株式会社永冈