用于砾石充填系统的泄漏组件 |
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| 申请号 | CN201510033331.X | 申请日 | 2015-01-22 | 公开(公告)号 | CN104790923A | 公开(公告)日 | 2015-07-22 |
| 申请人 | 韦特福特科技控股有限责任公司; | 发明人 | 斯蒂芬·麦克纳米; 约翰·S·斯拉迪奇; 史蒂芬·里德; 安德鲁·麦杰奥奇; 马修·曼宁; 丹尼尔·乔治·珀基斯; | ||||
| 摘要 | 一种用于井眼的砾石充填组件，该砾石充填组件具有第一接合件、第二接合件和挡片。所述接合件的基管以端对端的方式连接，并且两个基管均具有用于对从井眼穿过进入基管的孔的 流体 进行过滤的 过滤器 。沿着第一接合件和第二接合件设置有输送管，并且跨接管横跨基管的经连接的端部伸展并将输送管连接在一起。挡片包围横跨经连接的端部的区域。挡片具有外表面，该外表面与井眼一起限定围绕该外表面的环形空间。挡片具有抵接接合件的过滤器的端环。挡片的至少一部分使流体从井眼 泄漏 至由挡片包围的区域，组件的至少一个过滤器部对从该区域泄漏至第一孔和第二孔中的至少一者的流体进行过滤。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于井眼的砾石充填组件，所述砾石充填组件包括： |
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| 说明书全文 | 用于砾石充填系统的泄漏组件[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2014年9月3日提交的美国临时申请No.62/045,326的权益并且要求于2014年9月3日提交的美国临时申请No.62/045,329的权益，并根据35U.S.C.§119(a)要求于2014年1月22日提交的英国申请No.1401066.4的权益。 背景技术[0004] 为了对完井进行砾石充填或压裂充填，筛管被下放到工作管柱上进入井眼中，并且被放置成邻近地层或放置到穿孔的套管中。支撑剂、砂或颗粒材料(总称为“砾石”)以及承载流体作为浆料被沿着工作管柱向下泵送。最终，浆料能够经由“跨接件(cross-over)”离开而进入形成在筛管与井眼之间的井眼环形空间中。 [0005] 浆料中的承载液通常流入地层中并且/或者穿过筛管自身。然而，筛管的尺寸被确定为防止砾石流动穿过筛管。这使得砾石被沉积或“筛出”在筛管与井眼之间的环形空间中以形成围绕筛管的砾石充填。砾石又被定尺寸为使得其形成下述的可渗透物质(即砾石充填物)，即，其允许产出流体流经该物质并进入筛管中但阻挡颗粒物流入筛管中。 [0006] 由于较差的分布，通常难以完全充填围绕筛管的井眼环形空间的整个长度使得环形空间中的间隔未被完全地砾石充填。砾石的这种较差的分布常常是由浆料中的承载液被损失到地层的更能够渗透的部分中引起的。由于承载液的损失，浆料中的砾石在所有砾石被围绕筛管放置之前在环形空间中形成“砂桥”。这种桥阻挡了浆料进一步流动通过环形空间，从而在自顶至底的充填操作中防碍了砾石被充分地放置在桥的下面或在自底至顶的充填操作中防碍了砾石被充分地放置在桥的上方。 [0007] 称为分流管(shunt tube)的交替的流道能够通过围绕这种趋于形成砂桥的区段提供用于浆料的流路来减轻这种桥堵(bridging)问题。该分流管通常沿着井筛管的长度延伸并通过焊接而附接至筛管。一旦筛管组件被连接，必须提供在邻近的筛管组件上的分流管之间的流体连续性，已经开发出用于提供这种连续性的多项技术。 [0008] 图1A和图1B为设置有井筛管组件10的分流管30a、30b的砂筛管18a、18b的示例的示意图。图2A示出了用于在裸眼井中使用的井筛管组件10的部件的分解图。作为替代，图2B示出了用于在套管井中使用的井筛管组件10的部件的分解图。 [0009] 在组件10中，第一防砂装置12a联接至第二防砂装置12b，并且每个装置12a、2b具有基管接合件14，所述基管接合件14接合在一起以限定生产井16。具有过滤介质的筛管18a、18b围绕基管接合件14并由肋部19支承。组件10设置有分流管30a、30b，所述分流管30a、30b在该示例中为具有大致矩形截面的钢管。分流管30a、30b支承在筛管18a、18b的外部上，并且提供了交替的流路32。 [0010] 为了提供相邻的防砂装置12a、12b之间的流体连通，在分流管30a、30b之间设置有跨接管40。以此方式，分流管30a、30b和跨接管40在组件10的长度外侧保持流路32，即使在井眼的环形空间B例如因地层F的一部分中的整体损失而被桥堵的情况下也是如此。 [0011] 可以在美国专利No.4,945,991和No.5,113,935中找到分流管布置的另外示例。分流管也可以设置在过滤介质的内部，如在美国专利No.5,515,915和No.6,227,303中描述的。 [0012] 如在图1A、1B和图2A中所示，用于裸眼完井的组件10通常具有完全遍及防砂装置12a、12b延伸的主护罩28a、28b并提供了用于过滤介质和分流管30a、30b的保护性套筒。护罩28a、28b具有允许流体流动的孔口。主护罩28a、28b终止在端环20a、20b处，所述端环20a、20b支承护罩28a、28b的端部并具有用于分流管30a、30b的端部的通道。在用于套管井的完井的情况下，图2B中示出的组件10可以无护罩。 [0013] 无论哪种方式，分流管30a、30b在距离防砂装置12a、12b的端部的某一长度处停止以允许当防砂装置12a、12b在钻井架(rig)处接合在一起时具有操作空间。一旦防砂装置12a、12b被接合，其各个分流管30a、30b被线性地对准，但是，在所述各个分流管之间仍然存在间隙。分流管的流路32的连续性通常通过在该间隙中安装短的、预定尺寸的跨接管40来建立。 [0014] 每个跨接管40在每个端部处均具有连接器50，该连接器50包括一组密封件并且设计成以伸缩接合的方式滑动至跨接管40的端部上。当跨接管40安装至分流管30a、30b之间的间隙中时，连接器50被局部地驱动离开跨接管40的端部并被驱动至分流管30a、30b的端部上直到连接器50与分流管30a、30b和跨接管40处于密封接合为止。一旦两个连接器50就位，即建立起分流管的流路32。一系列的紧定螺钉(未示出)能够接合跨接管40和相邻的分流管30a、30b。所述螺钉被抵靠管表面驱动，从而提供摩擦锁定以将连接器50固定就位。 [0015] 该连接可能不是特别牢固，并且存在下述担忧：即，当井筛管组件10延伸入井眼中时，井眼的突出表面或碎屑会使连接器50从与管30a、30b和40的密封接合中移位。因此，通常使用如图1A中示出的被称为分立盖22的装置来保护连接器50。该分立盖22为一件较薄规格的穿孔的管，其基本上与筛管组件10的主护罩28a、28b具有相同的直径并且与由跨接管40覆盖的间隙具有相同的长度。该穿孔的盖22被分成具有纵向切口的两个半部，并且所述两个半部沿着一个接缝用铰链重新接合并且沿着另一接缝用锁紧螺母和螺栓结构重新接合。分立盖22可以打开、绕防砂装置12a、12b之间的间隙区域环绕并且然后用锁紧螺栓关闭并固定。 [0016] 通常，分立盖22被穿设有不抑制砾石和浆料的运动的大的开口。分立盖22主要用作保护性护罩，使得组件10当在孔中延伸时不会挂在端环20a、20b上或者因此跨接管40、连接器50和分流管30a、30b在组件10在孔中行进期间不会被损坏。 [0017] 如可以从上文所观察到的，不论是裸眼井中还是在套管井中，在砾石充填操作或压裂充填操作中支撑剂或砾石均被沿着砂面完井的长度放置。为了在砾石充填操作中放置砾石，承载流体将砾石承载至砂面以充填位于砂面与砂筛管之间的空隙空间。在压裂充填操作中，承载流体承载砾石以压裂储层岩石并且增大砂面/砾石接触面积。然后，环形空间被套管井或裸眼井与砂筛管之间的砾石充填。 [0018] 为了在环形空间中留下全面支承的砾石充填，承载流体脱水并将砾石留在全面支承的位置。取决于操作，脱水产生为通过储层砂面进入储层中和/或通过砂筛管18a、18b并沿井眼向上。当流体通过砂筛管18a、18b脱水时，必须有充足的提供接近允许承载流体向上回流至井的流路的无阻区域(open area)。 [0019] 当大多数砂筛管组件10在孔中行进时，大多数砂筛管组件10在靠近砂筛管18a、18b形成之处的基管连接处具有空白区域(blank area)或间隙。砂筛管组件上的这些空白区域没有为流体脱水提供无阻区域。因此，砾石充填沉降(gravel pack settling)在这些空白区域中是不稳定的，从而产生围绕砂筛管的具有空隙或空间的空白区域的不稳定的充填区段。已经被充填至井口的砾石可能最终由于流体流动和重力而移动或移位。该移位可以使筛管的区段暴露并且会导致防砂损失。 [0020] 在图1A和图1B以及图2A和图2B的组件的砾石充填期间，砾石浆料可以围绕基管14上的端环20a、20b之间的空白区域容易地连通。例如，浆料可以经由护罩22容易地进入并且可以聚集在围绕基管14的端环20a、20b之间的空白区域中。这些浆料因为砾石不能脱水以及承载流体不能返回至井口而变得被捕集在该空白区域中。要解决该问题，可在端环20a、20b之间的该空白区域中定位泄漏管34。该泄漏管34具有沿其自身的开口(未示出)，所述开口允许承载流体从浆料进入空白区域中从而使砾石能够脱水。 [0021] 尽管泄漏管在使浆料在空白区域中脱水在一定程度上是有效的，但仍期望在裸眼井和已下套管的井中更好地分布砾石以改进防砂。为此，本公开的主题针对克服、或至少减小以上提到的一个或多个问题的影响。发明内容 [0022] 如在本文中公开的，用于井眼的砾石充填组件具有第一接合件、第二接合件和挡片(foil)。所述接合件的基管以端对端的方式连接，所述基管均具有用于对从井眼穿过进入基管的孔中的流体进行过滤的过滤器。沿着第一接合件和第二接合件设置有输送管。在接合件被连接之后，跨接管横跨所述基管的经连接的端部伸展并将输送管连接到一起。然后，挡片设置在接合件的连接的端部之上并且包围横跨经连接的端部的空白区域。挡片具有外表面，该外表面与井眼一起限定绕外表面的环形空间，挡片具有抵接接合件的过滤器的端环。 [0023] 为了提供空白区域中的泄漏，挡片的至少一部分将流体从井眼泄漏至由挡片包围的区域，并且组件的至少过滤器部对从空白区域至第一孔和第二孔中的至少一者的泄漏流体进行过滤。 [0024] 在一个实施方式中，提供了一种用于井眼的砾石充填组件，该组件具有管道，该管道具有孔并具有第一接合件和第二接合件，第一接合件和第二接合件在第一端部和第二端部处联接在一起。第一过滤器设置在第一接合件上并且对从井眼穿过进入孔中的流体进行过滤，并且第二过滤器设置在第二接合件上并且对从井眼穿过进入孔中的流体进行过滤。挡片抵接第一过滤器和第二过滤器并且包围横跨经联接的第一端部与第二端部的空白区域。挡片具有外表面，外表面与井眼限定围绕外表面的环形空间。挡片将流体从井眼至少泄漏至由挡片包围的空白区域；并且组件的过滤器部对空白区域至管道的孔的泄漏流体进行过滤。 [0025] 第一筛管和第二筛管可以对井眼中的浆料的回流物进行过滤并且对来自环形空间中的浆料的砾石进行保持，挡片的外表面可以提供均匀外部尺寸，砾石可以抵靠该外部尺保持在环形空间中。 [0026] 组件可以具有沿着管道设置的一个或多个输送管，并且跨接管可以设置在由挡片包围的空白区域内部，并且可以将第一输送管和第二输送管连接在一起。 [0027] 在一个布置中，挡片的端环可以限定将流体从空白区域连通至第一过滤器与第一基管之间的空间的通道。挡片的至少一部分可以具有筛管，该筛管对从井眼泄漏至由挡片包围的空白区域中的流体进行过滤。 [0028] 在另一布置中，挡片可以包围管道的接合件的至少一端上的一个或多个穿孔。组件的过滤器部随后可以对空白区域直接至所述一个或多个穿孔的泄漏流体进行过滤。例如，挡片的至少一部分可以对从井眼泄漏至由挡片包围的空白区域中的井眼的流体进行过滤。替代性地，过滤器可以设置在空白区域中并且可以对从空白区域直接至限定在第一端部中的所述一个或多个穿孔的流体进行过滤。在又一替代方案中，过滤器的位于接合件的一个端部上的一部分可以被挡片包围在空白区域中。以此方式，被包围的过滤器部可以对从空白区域直接至限定在第一接合件的第一端部中的所述一个或多个穿孔的泄漏流体进行过滤。 [0029] 在另一实施方式中，对用于井眼的砾石充填组件进行组装的方法包含：通过将第一接合件的第一端部连接至第二接合件的第二端部来组装管道；以及通过将挡片配装到第一连接的端部和第二连接的端部之上而包围横跨经连接的第一端部和第二端部的空白区域。该方法包含：将挡片的第一部分抵接到第一接合件上的第一过滤器；以及将挡片的第二部分抵接到第二接合件上的第二过滤器。该方法包含：允许流体从挡片的外部通过挡片的一部分连通至由挡片包围的空白区域；以及允许对从空白区域连通至管道的孔的流体进行过滤。 [0030] 在又一实施方式中，对井眼进行砾石充填的方法涉及：将浆料送入井眼的围绕管道的环形空间中，管道具有在第一端部处和第二端部处联接在一起的第一接合件和第二接合件；通过设置在第一接合件和第二接合件上的第一过滤器和第二过滤器对从井眼中的浆料至管道的孔的流体进行过滤；以及对围绕挡片的环形空间中的浆料进行阻挡，挡片横跨经联接的第一端部和第二端部之间的空白区域延伸。该方法包含：使流体从井眼中的浆料泄漏通过挡片并泄漏至空白区域中；以及对从空白区域至管道的孔的流体进行过滤。 [0032] 图1A示出了根据用于裸眼井的现有技术的裸眼井井筛管组件的侧视图。 [0033] 图1B示出了图1A的裸眼井井筛管组件的端视图。 [0034] 图2A示出了用于图1A的裸眼井井筛管组件的部件的分解图。 [0035] 图2B示出了用于套管井井筛管组件的部件的分解图。 [0036] 图3A、图3B示出了根据本公开的第一实施方式的井筛管组件的纵向截面图。 [0037] 图4为以局部截面示出的根据本公开的第二实施方式的井筛管组件的立体图。 [0038] 图5为以局部截面示出的第二井筛管组件的近视图。 [0039] 图6为用于第二组件的端环的端视图，其中，该端环设置在基管上并且分流管从该端环中穿过。 [0040] 图7A为以截面示出的用于第二组件的第一端环与挡片连接件的细节。 [0041] 图7B为以截面示出的用于第二组件的第二端环与挡片连接件的细节。 [0042] 图8示出设置在套管井中的第二组件，其中环形空间中以砾石充填。 [0043] 图9为根据本公开的第三实施方式的井筛管组件的立体图。 [0044] 图10为以局部截面示出的第三组件的近视图。 [0045] 图11为设置在用于第三组件的基管上的端环的端视图。 [0046] 图12A为以截面示出用于第三组件的第一端环与挡片连接件的细节。 [0047] 图12B为以截面示出用于第三组件的第二端环与挡片连接件的细节。 [0048] 图13示出设置在套管井中的第三组件，其中环形空间中以砾石充填。 [0049] 图14A示出根据本公开的第四实施方式的井筛管组件，该井筛管组件使专用的筛管位于由挡片包围的空白区域中。 [0050] 图14B示出了根据本公开的第五实施方式的井筛管组件，该井筛管组件使筛管区段中的一个筛管区段的一部分被挡片包围在空白区域中。 [0051] 图15A示出了根据本公开的第六实施方式的井筛管组件，该井筛管组件具有分流管。 [0052] 图15B示出根据本公开的第七实施方式的井筛管组件，该井筛管组件具有分流管并使专用筛管位于由挡片包围的空白区域中。 [0053] 图15C示出根据本公开的第八实施方式的井筛管组件，该井筛管组件具有分流管并使筛管区段中的一个筛管区段的一部分被挡片包围在空白区域中。 [0054] 图16A为以截面示出用于图15A的公开的组件的第一端环与挡片连接件的细节。 [0055] 图16B为以截面示出用于图15A的公开的组件的第二端环与挡片连接件的细节。 [0056] 图17为端环的端视图，该端环设置在基管上并且分流管从端环中穿过。 具体实施方式[0057] 参照图3A至图3B，诸如井下/砂筛管组件之类的第一井筛管组件100具有纵向地联接在一起的第一接合件和第二接合件或筛管区段102a、102b。如在图3B中最佳示出的，在第一筛管区段102a与第二筛管区段102b之间存在流体流路P。优选地，流体流路P呈环形。 [0058] 第一筛管区段102a包括第一基管110a，第一筛管或第一过滤器140a设置在该第一基管110a上。第二筛管区段102b包括第二基管110b，第二筛管或第二过滤器140b设置在第二基管110b上。第一基管110a和第二基管110b通过联接件104即螺纹联接件联接。 [0059] 第一筛管140a和第二筛管140b通过第一环120a、121a和第二环120b、121b联接。另外，过滤器或筛管形式的挡片150设置在端环之间的空白区域中并将两个筛管140a、140b相互连接。特别地，挡片150的端部延伸为对设置在基管110a、110b上的环121a、121b进行支承。端环120a、120b连接在支承环121a、121b的外侧并通过与分离的筛管140a、140b的一部分重叠而连接至分离的筛管140a、140b。 [0060] 在该布置中，挡片150——其可以是较短长度的线材包绕的筛管——在基管110a、110b的端部上滑动并且当两个接合件被一起扭转时被捕获在支承环121a、121b之间。这绕过联接件104形成了空隙空间或空白区域106。该空白区域106将相邻的接合件102a、 102b上的端环120a、120b和支承环121a、121b下面的流路P连接并且也允许流体穿过挡片 150进入该空白区域106中。 [0061] 挡片150当用于砾石充填操作和压裂充填操作时提供了用于组件100的泄漏路径。挡片150形成了在基管102a、102b制成之后固定在相邻的筛管区段102a与102b之间的管状泄漏套筒。在一端或两端上的端环120a、120b、121a、121b可具有位于基管110a、110b处的通道或凹槽123a、123b，所述通道或凹槽123a、123b用于使流体从泄漏挡片150内部穿过到达相邻的筛管140a、140b的下面并最终穿过基管的穿孔(未示出)向上到达基管的孔。 [0062] 特别地，挡片150通过其筛管将来自组件100外部的流体流泄漏(和过滤)至由挡片150包围的空白区域106内部。尽管挡片150的整个范围可包括筛管，但这不是严格地必须的。从空白区域106内部，泄漏的流体能够穿过环的凹槽123a、123b到达筛管140a、140b的一者或两者与相应的基管110a、110b之间的空间。 [0063] 在每个端部处，可设置用于组装目的的多个环120a、120b、121a、121b，并且所述多个环可以如图所示地焊接。另外，端环120a、120b、121a、121b能够提供用于夹具(tongs)或其它工具的区域以在操作期间接合用于把持的管形物。 [0064] 图4为以局部截面示出根据本发明的井筛管组件100的立体图。图5为以局部截面示出公开的组件100的两个接合件之间或筛管区段102a、102b之间的联接件104的近视图。每个接合件或筛管区段102a、102b具有基管110a、110b，所述基管110a、110b上设置有筛管或过滤器140a、140b。基管110a、110b上的螺纹端部114与联接构件116联接在一起以将筛管区段102a、102b在联接件104处接合在一起。通常，组件100具有通过联接件104串联地连接的多个筛管区段102以形成用于在套管井或裸眼井(未示出)中使用的完整管柱。 [0065] 筛管或过滤器140a、140b可包括用于在井下使用的任何类型的过滤器介质，包括金属网、预充填的筛管、保护性的外壳筛管、可扩张砂筛管或其它结构的筛管。如所示出的，筛管140a、140b可以是将线材144围绕沿着基管110a、110b的长度延伸的纵向肋部144包绕的线材包绕筛管。筛管140a、140b对从井眼直接进入基管110a、110b中的与基管的孔112连通的穿孔或开口118的流体进行过滤，基管的孔112构成了总体的管道的孔。 [0066] 分流管或输送管130沿着筛管140a、140b的长度行进并且在砾石充填操作或压裂充填操作期间将浆料输送或运输至交替的路径中。端环120a、120b在筛管140a、140b的相反的端部处支承输送管130并且将分流管130保持就位。输送管130的端部从端环120a、120b延伸，并且跨接管135相互连接至输送管130的在相邻筛管区段102a、102b上的横跨联接件104的端部处。具有密封件134的连接器132将跨接管135的端部与输送管130的端部连接。 [0067] 大体上，组件100可具有任何数目的输送管130，并且管130可以用于将浆料输送出管130上的注口(未示出)或可将浆料进一步沿着组件100运输至其它位置。如在图6中的端视图中示出的，端环120可围绕基管110的周部支承多个(例如，四个)输送管130。 [0068] 如在图4和图5中最佳地示出的，在端环120a、120b之间并且横跨联接件104的空白区域106，组件100具有覆盖基管110a、110b的在端环120a、120b之间的坯料端部(blank end)114的挡片150，在该挡片150处，联接构件116连接基管110a、110b。挡片150至少部分地包括一个或多个筛管区段151a、151b，所述筛管区段151a、151b在本文中示出为邻近端环120a、120b。可以使用其他布置。 [0069] 如在图5中最佳地示出的，这些筛管区段151a、151b可以具有肋部152，线材154围绕所述肋部152包缠，虽然也可以使用其他形式的过滤器或筛管。另外，挡片150的两个端部可不需要如图所示的筛管区段151a、151b。代替地，可沿着挡片150在一个端部处或其它地方处设置一个筛管区段151。另外，挡片150上可以设置更多个筛管区段151。事实上，整个挡片150可构成筛管区段。 [0070] 当在砾石充填操作和压裂充填操作中使用时，挡片150提供用于组件100的泄漏路径。挡片150在基管联接件104在相邻的筛管区段102a、102b之间制成并且跨接管135已经被安装之后形成固定的管状泄漏套筒。端环102a、102b中的一者或者两者可具有在基管110a、110b处的通道或凹槽123b，所述通道或凹槽123b用于流体从泄漏挡片150内部穿过至筛管140a、140b的下面并最终穿过基管的穿孔118并且向上到达基管的孔112。 [0071] 特别地，挡片150通过其筛管区段151a、151b将来自组件100外部的流体流泄漏(和过滤)至由挡片150包围的空白区域106内部。尽管挡片150的整个范围可包括这种筛管区段，但这不是严格地必须的。代替地，挡片150可包括沿着挡片150的大部分延伸的外部壳体或套筒156。无论哪种方式，泄漏的流体可从空白区域106的内部穿过环的凹槽123b至筛管140a、140b中的一者或两者与相应的基管110a、110b之间的空间中。 [0072] 为了控制泄漏和生产，通过挡片150提供的筛分可以与通过用于生产的接合件的筛管140a、140b提供的筛分相同或不同。在这方面，挡片150的过滤器区段151a、151b可以是线材包绕的筛管等，并且可具有间隙或槽以防止砾石通过。然而，线材的尺寸、间隙的数目、槽的数目等可以小于在生产筛管140a、140b上使用的线材的尺寸、间隙的数目、槽的数目等。替代性地，用于通过挡片150提供的筛分的表面区域的量可以构造成小于通过生产眼筛管140a、140b提供的筛分的表面区域的量。以此方式，使用任何的这些多种差异，挡片150可在砾石充填操作期间提供泄漏能力，但是由于筛管140a、140b的更大量的无阻表面区域，井眼流体会倾向于在生产操作期间更优选地穿过管的筛管140a、140b流动。可以使用其他构型，并且可以构造用于特定实施的构型。 [0073] 空白区域106的一个端部处的一个(下)端环120b在图7A中示出，而空白区域106的另一端部处的另一端环120a在图7B中示出。如在图7A中的下端环120b包括围绕基管110a设置的端壁122b。端壁122b可以通过焊接等固定至基管110，作为组件处理或接合件的一部分。端壁122b具有用于使输送管130的端部通过的开口123a。用于管130的开口123a可具有密封件(未示出)、钎焊材料、紧间隙配件等以防止流体连通。 [0074] 端壁122b也包括用于泄露的流体通过的内槽或凹槽123b。端壁122b与筛管140a中的一个筛管140a的配装在线材144的一部分和肋部142上的一部分重叠。流体可从筛管区段151a穿过进入由挡片150包围的空白区域106中并且能够然后沿着基管110a直接穿过并经由端环120b上的内槽或凹槽123b到达筛管140a下方的空间中。 [0075] 为了将挡片150的端部保持在端壁122b上，保持环124螺纹连接(或以其它方式固定)到端壁122b上并且用密封件125密封。保持环124的一个端部配装到挡片150的筛管区段151a上。保持环124利用螺纹连接到(或以其它方式固定到)端壁122b的另一端部上并且与保持环124抵接的固定环126被紧靠挡片150保持。环124、126的布置允许挡片150在端壁122b上滑动，然后被固定就位。 [0076] 如在图7B中所示，位于空白区域106的另一端部处的上端环120a类似于下端环120b。该上端环120a包括围绕基管110b设置的端壁122a，并且端壁122a可通过焊接等固定至基管110，作为组件处理或接合件的一部分。为了将挡片150的端部保持在该端壁 122a上，保持环124螺纹连接(或另外固定)到端壁122a上并通过密封件125抵靠端壁 122a密封。该布置允许挡片的端部在组装过程中被抵靠端壁122a向上推动并且通过保持环124固定。 [0077] 端壁122a具有用于使输送管130的相反的端部通过的开口123a。该端壁122a也包括用于使泄漏流体通过的内槽或凹槽123b。端壁122a与另一筛管140b的配装在线材144的一部分和肋部142上的一部分重叠。流体能够穿过筛管区段151b进入由挡片150包围的空白区域106中，并且能够然后直接地沿着基管110b穿过经由端环120a上的内槽或凹槽123b到达筛管140b下方的空间中。 [0078] 图8示出了所公开的设置在套管井10中的组件100，其中，环形空间中用砾石充填。砾石、支撑剂等(G)充填在组件100与套管10之间的环形空间12中。随着浆料在环形空间中穿行，回流流体经由筛管140a、140b泄漏以围绕筛管140a、140b填充砾石G。 [0079] 如示出的，挡片150覆盖在基管110a、110b之间的坯料连接区(blank connection)。挡片150向筛管140a、140b的两个端部处提供了可靠密封并提供了用于将砾石G容纳或保持在挡片150与套管10之间的环形空间12中的表面。内部地，挡片150提供了具有最小压降的无阻区域106，以允许流体经过挡片150并经由端环120a、120b到达筛管140a、140b的下面但在基管110外部。 [0080] 组件100提供了用于砾石G的更多的无阻区域以脱水。另外，挡片150提供了位于组件100上的外部管壁，其有助于使该砾石充填在连接器140处更均匀。挡片150的该外部管状壁相对于筛管140以及相对于围绕的套管10可以是同心的或偏心的。无论哪种方式，挡片150的外部管壁提供了连续的环状空间12以便以减小的变化用砾石G来填充，所述变化会引起套管10中的过早的桥堵。以此方式，挡片150提供了用于标准筛管140a、140b的次要防砂功能。 [0081] 在建立工具管柱并且使图4至图8的第二组件100在井下运行的操作期间，操作者将均已经具有筛管140a、140b和端环120a、120b的上基管110a与下基管110b连接。操作者通过利用用于把持的基管110a、110b的坯料部分将基管110a、110b的端部114与联接构件116连接在一起而制成了联接件104。操作者然后将跨接管135和连接件132定位在空白区域106中以将分流管130相互连接。 [0082] 在这一点上，挡片150——被保持在上部基管110a上的上部筛管140a之上——在联接件104上向下滑动以封闭空白区域106。挡片150的下端接合下接合件102b的上端环120a并通过其密封。操作者然后通过位于上接合件102a的下端环120b上的保持环126将挡片150的上端部固定就位。在接合件102之间的用于完井管柱的下一个以及之后的联接件104能够然后被制作并且以相同的方式延伸。 [0083] 图9为根据本公开的第三井筛管组件100的立体图，并且图10为以局部截面示出的公开组件100的两个接合件或筛管区段102a、102b之间的联接件104的近视图。每个接合件或筛管区段102a、102b具有基管110a、110b，其中，筛管或过滤器140a、140b设置在基管110a、110b上。基管110a、110b上的螺纹端部114与联接构件116联接在一起以在联接件104处将筛管区段102a、102b接合在一起。通常，组件100具有通过联接件104串联地连接的多个筛管区段102以形成用于在套管井或裸眼井(未示出)中使用的完整管柱。 [0084] 筛管或过滤器140a、140b可以包括用于在井底使用的任何类型的过滤器介质，包括金属网、预充填筛管、保护性的外壳筛管、可扩张砂筛管或其他结构的筛管。如图所示的，筛管140a、140b可以是将线材144绕沿着基管110a、110b的长度延伸的纵向肋部144包绕的线材包绕筛管。筛管140a、140b对从井眼直接进入基管110a、110b中的与基管孔112连通的穿孔或开口118的流体进行过滤。 [0085] 在端环120a、120b之间并且横跨联接件104的空白区域106，组件100具有在端环120a、120b之间联接构件116连接基管110a、110b处覆盖基管110a、110b的坯料端部114的挡片150。挡片150至少部分地包括此处被示出为与端环120a、120b相邻的一个或多个筛管区段151a、151b。也可以使用其他布置。 [0086] 如图10中最佳地示出的，这些筛管区段151a、151b可以具有肋部152，线材154绕肋部152包绕，但是也可以使用其他形式的过滤器或筛管。另外，挡片150的这两个端部可以不需要如所示出的筛管区段151a、151b。代替地，可以在一个端部处或者以其它方式沿着挡片150设置一个筛管区段151。另外，可以在挡片150上设置更多个筛管区段151。实际上，整个挡片150可以构成筛管区段。 [0087] 挡片150提供了在砾石充填和压裂充填操作时使用的用于组件100的泄漏路径。挡片150在基管连接部104在相邻的筛管区段102a、102b之间制成之后形成了管状的泄漏套筒。端环120a、120b中的任一者或两者可以在基管110a、110b处具有用于使流体从泄漏挡片150内穿过进入筛管140a、140b下方并且最终穿过基管穿孔118并向上达到孔112的通道或凹槽123b。在任何情况下，两个基管110a、110b在空白区域106中的把持部都被穿孔以使流体直接穿过穿孔118进入孔112。联接构件116可以平齐接合并且可以具有用于使泄漏流体直接进入基管孔112中的通道的开口或穿孔118。挡片150提供了用于使流体流动穿过基管110a、110b中的穿孔118以及空白区域106处的联接构件116的泄漏路径。 [0088] 特别地，挡片150通过其筛管区段151a、151b使流体流从组件100外部泄漏(并且过滤)至由挡片150包围的空白区域106内部。尽管挡片150的整个范围都可以包括这种筛管区段，但是其并非严格地必要的。代替地，挡片150可以包括沿着挡片150的大部分延伸的外壳或套筒156。无论哪种方式，泄漏流体都可以穿过空白区域106中的穿孔118直接进入基管110a、110b中。另外，泄漏流体可以可选地穿过环的凹槽123b行进至筛管140a、140b的一者或两者与相应的基管110a、110b之间的用于穿过基管穿孔118的间接通道的空间(图11为设置在基管110上的端环120的示出了槽或凹槽123的端视图)。 [0089] 为了控制泄漏和生产，由挡片150提供的筛分可以与由要被用于生产的接合件筛管140a、140b提供的筛分相同或不同。在这方面，挡片150的过滤器部151a、151b可以为线材包绕过滤器等并且可以具有防止砾石通过的间隙或槽。然而，线材的尺寸、间隙的数目、槽的数目等可以比生产筛管140a、140b上使用的更少。替代性地，用于由挡片150提供的筛分的表面区域的量可以构造成比由生产筛管140a、140b提供的更少。以此方式，利用这些各种差异中的任何差异，挡片150可以在砾石充填操作期间提供泄漏能力，但是井管流体因筛管140a、140b的更大量的无阻表面区域而趋于在生产操作期间更加优选地流动穿过筛管140a、140b。其他构型也可以被使用并且可以构造用于特定的实现。 [0090] 图12A中示出了位于空白区域16的一个端部处的一个(下)端环120b，而图12B中示出了位于空白区域106的另一端部处的另一(上)端环120b。如图12A中的下端环包括绕基管110a设置的端壁122b。端壁122b可以包括用于使泄漏流体通过的内槽或凹槽123b，但是其并非是严格地必要的。端壁122b与筛管140中的一个筛管140a的配装在线材144的一部分和肋部142上的一部分重叠。流体可以穿过筛管区段151a进入由挡片150包围的空白区域106并且随后可以穿过由挡片150包围的空白区域106中的穿孔118直接进入基管110a、110b。作为另外的选择，空白区域106中的流体可以经由端环120b上的内槽或凹槽123b间接地穿过筛管140b与基管110a之间的空间，但是其并非是严格地必要的。 [0091] 为了将挡片150的端部保持在端壁122b上，保持环124螺纹连接(或者以其它方式固定)到端壁122b上并且通过密封件125密封。保持环124配装到挡片150的筛管区段151a之上。保持环124利用螺纹连接(或者以其它方式固定)到端壁122b的另一端上并且与保持环124抵接的紧固环126被紧靠着挡片150保持。 [0092] 如图12B中所示，空白区域106的另一端处的上端环120a类似于下端环120b。上端环120a包括绕基管110b设置的端壁122a。为了将挡片150的端部保持在该端壁122a上，保持环124螺纹连接(或者以其它方式固定)到端壁122a上并且通过密封件125靠着端壁122a密封。 [0093] 另外，端壁122a可以包括用于使流体通过的内槽或凹槽123b，但是其并非是严格地必要的。端壁122b与另一个筛管140b的配装在线材144和肋部142的一部分上的部分重叠。流体可以穿过筛管区段151b进入挡片150并且随后可以经由空白区域106处的穿孔118直接进入基管110a、110b。作为另外的选择，空白区域106中的流体可以经由端环120a上的内槽或凹槽123b间接地穿过筛管140a与基管110b之间的空间，但是其并非是严格地必要的。 [0094] 图13示出了所公开的设置在套管井10中的组件100，其中，砾石被充填在环形空间中。砾石、支撑剂等(G)被充填在组件100与套管10之间的环形空间12中。在浆料在环形空间中行进时，回流流体穿过筛管140a、140b泄漏以绕筛管140a、140b充填砾石G。 [0095] 如所示出的，挡片150覆盖基管110a、110b之间的坯料连接区。挡片150向筛管140a、140b的两端提供了可靠密封并且提供了将砾石G保持或维持在挡片150与套管10之间的环形空间12中的表面。内部地，挡片150提供了具有最小的压降的无阻区域106，从而允许流体经过挡片150并且穿过包围在空白区域106中的穿孔118直接进入基管110a、 110b中。 [0096] 组件100提供了用于砾石G的更多的无阻区域以脱水。另外，挡片150提供了位于组件100上的外部管壁，其可以有助于使该砾石充填在联接件104处更均匀。挡片105的该外部管壁相对于筛管140以及相对于周围套管10可以是同心或偏心的。无论哪种方式，挡片150的外部管壁都提供了连续的环形空间12以便以减小的变化用砾石G填充，所述变化会引起套管10中的过早的桥堵。以此方式，挡片150提供了用于标准筛管140a、140b的次要防砂功能。 [0097] 在建立工具管柱并且使图9至图13的第三组件100在井下运行的操作期间，操作者将均已经具有筛管140a、140b和端环120a、20b的上部基管110a与下基管110b连接。操作者通过利用用于把持的基管110a、110b的坯料部分将基管110a、110b的端部114与联接构件116联接在一起而制成了联接件104。 [0098] 操作者随后在联接件104上向下滑动挡片150以包围空白区域106，该挡片150被保持在上部基管110a的上部筛管140a之上。挡片150的下端接合下接合件102b的上端环120a并且通过其密封。操作者然后通过位于上接合件102a的下端环120b上的保持环126将挡片150的上端部固定就位。在接合件102之间的用于完井管柱的下一个以及之后的联接件104能够然后被支承并且以相同的方式延伸。 [0099] 图14A至图14B示出了井筛管组件100的替代实施方式，该井筛管组件100具有根据本公开的挡片150和泄漏路径。类似的附图标记用于其他实施方式的类似部件，并且此处将不再重复对这些类似部件的描述。在图14A的第四组件100中，挡片150在空白区域106之上、经连接的基管110a、100b上的相邻筛管140a、140b之间覆盖联接件104。尽管挡片150可以包括如图所示的筛管区段151a、151b，但是挡片150也可以为带槽套筒、穿孔套筒、罩等。 [0100] 总体上，挡片150在该实施方式中可能不需要用作过滤器，这是因为基管110a、100b不具有暴露于空白区域106中的穿孔118。代替地，挡片150可以具有多个一般的开口、槽等以允许泄漏流体通过而不需要提供极大的过滤。另外，在基管(例如，110b)的一个或两个基管上设置有位于通过挡片150和端环120a、120b包围在空白区域106内的穿孔 118附近的专用泄漏筛管15c。在砾石或压裂充填期间，浆料可以穿过挡片150(即，如果没有用作过滤器，则穿过其一系列的槽、孔等)。然后，泄漏流体可以穿过专用筛管进入基管(例如110b)的一个或两个基管的穿孔118中以通过流体回流物返回。集聚在空白区域106中的浆料随后可以进行脱水，从而在筛管区段102a、102b之间的联接件104处提供更加均匀的砾石充填。 [0101] 挡片105在组装步骤期间沿着上接合件102a上的上部筛管140a保持，并且在基管110a、110b已经联接在一起时在空白区域106上向下滑动就位。挡片105的下端与下接合件102上的上端环120a密封，并且可以使用端壁122a、紧固环124、保持环126以及O型环或其他密封件。在上筛管区段102a上的下端环120b处，挡片150可以利用端壁122b上的锁定环126附接就位，并且可以设置密封件。下端环120b不具有挡片150内的空白区域106与上部筛管140a之间的环形连通。然而，下接合件102b上的上端环120a可以具有由凹槽(未示出)、槽等提供的环形连通。无论哪种方式，挡片105内的空白部内的专用泄漏罩151c允许浆料在空白部进行脱水。 [0102] 图14B中的第五组件具有在空白部之上滑动以及在接合件102b的筛管14b中的一个筛管之上部分滑动的挡片150。筛管区段102a、102b上的端环120a、120b不具有流动穿过槽或凹槽的连通。为了进行泄漏，挡片150的一部分覆盖下筛管140b并且提供了用于流体的泄漏路径。挡片150的端部上的端环127可以配装在下筛管140b的外侧上并且可以通过紧密空隙、密封件等来密封。 [0103] 在先前实施方式中，井筛管组件100不具有穿过分流管或输送管的交替流动路径。根据本公开的挡片150和泄漏可以与具有这种用于交替的流动路径的管的井筛管组件100一起使用。随后转到图15A至图15C，根据本公开的井筛管组件100的实施方式具有分流管130和跨接管135。另外，组件100具有端环120a、120b和挡片150。另外，挡片150可以构成整个筛管区段或者可以包括一个或多个筛管区段。在图15A、图15C中使用与其他实施方式的类似部件中类似的附图标记，并且此处可以不再重复对这些比较性部件的描述。 [0104] 在图15A中，第六井筛管组件100类似于以上参照图9至图13讨论的井筛管组件。此处，分流管或输送管130沿着筛管区段140a、140b的长度延伸并且在砾石充填或压裂充填操作期间在交替路径中传递或传输浆料。端环120a、120b在筛管区段140a、140b的相反两端处支承输送管130并将管130保持就位。输送管130的端部从端环120a、120b延伸出，并且跨接管135横跨联接件104相互连接至输送管130的在相邻筛管区段140a、140b上的端部。连接件132具有将跨接管135的端部与输送管130的端部连接的密封件134。 [0105] 大体上，组件100可以具有任何数目的输送管130，并且管130可以用于将浆料传送离开管130上的注口(未示出)或者可以将浆料进一步沿着组件100传输至其他位置。如图17的端视图中所示，例如，端环120可以绕基部110的周向支承多个(例如四个)支承管130。用于管130的开口123a可以具有密封件(未示出)、钎焊材料、紧间隙配件等以防止流体连通。 [0106] 图16至图16B以截面示出了用于图15A的公开组件100的连接部的细节。图16A中示出了位于空白区域106的一个端部处的一个(下)端环120b，而图16B中示出了位于空白区域106的另一端部处的另一(上)端环120b。如图16A中的下端环120b包括绕基管110a设置的端壁122b。端壁122b具有用于使输送管130的端部通过的开口123a。端壁122b还包括用于使流体通过的内槽或凹槽123b，但是其并非是严格地必要的。端壁122b与筛管140中的一个筛管的配装在线材144的一部分和肋部142的一部分上的一部分重叠。 [0107] 流体可以穿过挡片150的筛管区段151a进入空白区域106中并且随后可以穿过空白区域106处的穿孔118直接进入基管110a、110b。作为另外的选择，空白区域106中的流体可以经由内槽或凹槽123b间接地穿过筛管140b与基管110a之间的空间，但是其并非是严格地必要的。 [0108] 为了将挡片150保持在端壁122b上，保持环124螺纹连接(或者以其它方式固定)到端壁122b上并且通过密封件125密封。保持环124的端部配装在挡片150的筛管区段151a上。保持环124随后利用螺纹连接(或者以其它方式固定)到端壁122b的另一端上并且与保持环124抵接的紧固环126被紧靠着挡片150保持。可以使用将环126固定的其他形式，包括保持螺钉、锁定线材等。 [0109] 如图16B中所示，空白区域106的另一端处的上端环120a类似于第一端环120b。该端环120a包括绕基管110b设置的端壁122a。为了将挡片150的端部保持在该端壁122a上，保持环124螺纹连接(或者以其它方式固定)到端壁122a上并且通过密封件125靠着端壁122a密封。 [0110] 端壁122a具有用于使相对的输送管130通过的开口123a。端壁122a还可以包括用于使流体通过的内槽或凹槽123b，但是其并非是严格地必要的。端壁122a与另一筛管140b的配装在线材的一部分和肋部142的一部分上的一部分重叠。 [0111] 流体可以穿过筛管区段15b进入由挡片150包围的空白区域106并且随后可以穿过空白区域106处的穿孔108直接进入基管110a、110b。作为另外的选择，空白区域106中的流体可以经由内凹槽123b直接进入筛管140a与基管110b之间的空间。 [0112] 图15B至图15C示出了根据本公开的具有挡片150和泄漏路径的井筛管组件100的替代实施方式。这些组件100与以上参照图14A、图14B讨论的组件类似。然而，组件100还包括分流管130和跨接管135。先前提供的相同的说明同样应用于图15B至图15C的组件。 [0113] 本文中提及的砾石充填同样可以适用于压裂充填。例如筛管和过滤器的术语可以在本文中可互换地使用。优选实施方式和其他实施方式的前述描述并非意在限制或抑制申请人构想的发明概念的范围或应用。例如，尽管本文中公开的组件100已经被示出为使用分流管，但是应当理解到挡片150和端环120可以用在不具有分流管和跨接管的组件上。还应理解的是，对于本公开的益处，以上根据本公开的主题的任何实施方式或方面描述的特征可以单独地利用或者与在所公开的主题的任何其他实施方式或方面中的任何其他描述的特征相组合地利用。 |
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