專利名稱：用于完井、生產(chǎn)和注入的井筒裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于井筒的裝置和方法。更具體地，本發(fā)明 涉及這樣的井筒裝置和方法，其適合于通過在單次繞絲工藝(single wrapping process)中的冗余卩方€^、 (redundant sand control)進《亍流體生 產(chǎn)和礫石充填。
背景 本部分意圖向讀者介紹本領(lǐng)域的各個方面，這可能與下面描述 的和/或要求保護的本發(fā)明的示例性實施方式有關(guān)。該討論被認(rèn)為有助 于為讀者提供有助于更好理解本發(fā)明具體技術(shù)的信息。因此，應(yīng)當(dāng)理 解，這些陳述將按此閱讀，而不必被理解為對現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
烴的生產(chǎn)，例如油和氣，已進行了許多年。為生產(chǎn)這些烴，生 產(chǎn)系統(tǒng)可利用各種裝置，例如濾砂管和其它工具，用于具體的井內(nèi)任 務(wù)。通常，這些裝置被放入以下套管完井或裸眼完井進行完井的井筒 中。在下套管完井中，將井筒套管置于井筒中，并進行射孔，穿過套 管進入地層，以提供地層流體例如烴進入井筒的流動路程?？蛇x地， 在裸井完井中，生產(chǎn)套管被置于無井筒套管的井筒內(nèi)。地層流體流經(jīng) 井下地層和生產(chǎn)套管之間的環(huán)空，進入生產(chǎn)套管。
然而，當(dāng)從地層生產(chǎn)烴時，正變得越來越有挑戰(zhàn)性，原因在于 某些地層的位置。例如， 一些地層位于超深水中、深度超出鉆井作業(yè) 的范圍、在高壓/高溫儲集層中、處于長的層段中、在高生產(chǎn)速率下以說 及處于邊遠地區(qū)。如此，地層的位置可能帶來問題，其急劇增加了單 口井成本。也就是說，對于經(jīng)濟的油田開發(fā)而言，進入地層的成本可 能導(dǎo)致更少的井被完井。因此，井的可靠性和壽命成為設(shè)計考慮因素， 以避免這些井的不期望的生產(chǎn)損失和昂貴的各種采油修理或修井作 業(yè)。作為例子，當(dāng)從位于深水中的地層生產(chǎn)地層流體時，與地層流 體一起產(chǎn)生固體物質(zhì)例如砂是可能的，因為地層是不良固結(jié)的或者地 層被由于井筒挖掘和地層流體采出而產(chǎn)生的井下應(yīng)力所削弱。防砂裝 置通常沿著這些地層安裝于井下，以保持固體物質(zhì)，而允許流體產(chǎn)生。 防砂失敗可能導(dǎo)致在地表產(chǎn)生砂、井下設(shè)備損壞、降低的井產(chǎn)能和/或 井的損失。在愈加苛刻的環(huán)境下，防砂裝置更易于受到由于高應(yīng)力、 侵蝕、堵塞、擠壓/下沉等導(dǎo)致的損壞。這類損壞可能在運輸、安裝、 完井、注入、生產(chǎn)或增產(chǎn)期間發(fā)生于防砂裝置。事實上，對防砂裝置 的損壞難以預(yù)測或預(yù)防。因此，防砂裝置一般與其它方法一起使用， 以控制來自地層的砂的產(chǎn)生。防砂的最常用方法之一是礫石充填。對井進行礫石充填包括將 礫石或其它顆粒物放在連接到生產(chǎn)套管的防砂裝置的周圍。防砂裝置 可具有孔或可用篩管(或濾管)纏繞。例如，在裸井完井中，礫石充 填通常位于井筒壁和圍繞帶眼中心管的篩管之間?？蛇x地，在下套管 完井中，礫石充填通常位于具有射孔的套管柱和圍繞帶眼中心管的油 井篩管之間。無論完井的類型，地層流體經(jīng)過礫石充填和防砂裝置從 地層流入生產(chǎn)套管。其它防砂方法設(shè)備可包括獨立的篩管和壓裂充填，以解決產(chǎn)生 砂的問題。近來防砂方面的技術(shù)進展已經(jīng)集中于監(jiān)測井下條件、改善 擋砂、增加流動特征以及降低侵蝕潛力。例如，篩管可被設(shè)計來增強 擋砂效率和流動特征。類似地，篩管中的孔可被調(diào)節(jié)，以降低侵蝕。 同樣，傳感器可被安裝在濾砂管中的空心金屬線或空心抽油桿中，以 監(jiān)測壓力、溫度、密度等，提供與防砂性能有關(guān)的信息。
目前，防砂設(shè)備包括很小的——如果有的話——冗余度 (redundancy)，這種冗余解決導(dǎo)致流動能力下降的失敗帶來的問題。 在許多情況下，井以其設(shè)計容量或接近設(shè)計容量進行生產(chǎn)的能力僅通也就是說，濾砂管可以是用于 在未固結(jié)地層中防砂的唯一裝置。結(jié)果，任何對安裝的濾砂管的損壞 可能導(dǎo)致砂連同烴一起產(chǎn)生。如果礫石充填被安裝，則篩管損壞可能 導(dǎo)致礫石和砂的產(chǎn)生。固體的產(chǎn)生可導(dǎo)致井下設(shè)備侵蝕、產(chǎn)能下降、 在地面砂處理遇到挑戰(zhàn)和/或井產(chǎn)能的部分或全部喪失。結(jié)果，最終需 要修井或另鉆新孔。因此，完井的總體系統(tǒng)可靠性具有大的不確定性。因此，對于更可靠的完井裝置和方法存在需求，以提供篩管冗 余(redundancy for screen)、在篩管中的可選流動路程和自減輕功能， 這包括進行劃分，以解決防砂篩管的機械損壞不確定性。
其它相關(guān)材料可以在至少美國專利4,945,991、美國專利 5，095，990、美國專利5,113,935 、美國專利5,293,935、美國專利 5,476,588、美國專利5，515，915、美國專利5,642,781 、美國專利 5，642，781、美國專利5,938,925、美國專利6,125,932、美國專利 6,227,303、美國專利6,554,064、美國專利6,684,951 、美國專利 6,715,544、美國專利6,745,843和美國專利申請公布第2005/0034860 號中找到。
概述在一個實施方式中，公開了與烴生產(chǎn)有關(guān)的裝置。該裝置包括 管狀元件，在該管狀元件的內(nèi)部中具有中心孔，其中所述中心孔使得 烴經(jīng)由所述管狀元件流動。此外，所述管狀元件包括在中心孔和管狀 元件的外部區(qū)域之間的孔。除了管狀元件之外，至少兩個相鄰的金屬 絲段(wire segment)被布置在管狀元件的周圍。所述至少兩個相鄰的 金屬絲段形成到達中心孔的至少兩個流動路程。此外，所述至少兩個 相鄰的金屬絲段形成至少兩個孔，配置用于防止大于特定尺寸的顆粒 進入管狀元件的孔。在第一可選的實施方式中，公開了防砂裝置。防砂裝置包括多 個布置在中心孔周圍的金屬絲段。所述多個金屬絲段的至少兩個相鄰 金屬絲段形成至少一個在所述至少兩個相鄰金屬絲段和中心孔周圍之 間的周邊通道。此外，至少兩個相鄰金屬絲段形成至少兩個孔，其配 置用于防止大于特定尺寸的顆粒進入中心孔。
在第二可選的實施方式中，公開了與烴生產(chǎn)有關(guān)的系統(tǒng)。該系 統(tǒng)包括用于從地下儲集層生產(chǎn)烴的井筒。同樣，該系統(tǒng)包括布置在井 筒中的生產(chǎn)套管柱。最后，該系統(tǒng)包括連接于生產(chǎn)套管柱并布置在井 筒中的至少一個防砂裝置。所述至少一個防砂裝置包括多個布置在中 心孔周圍的金屬絲段，其中所述多個金屬絲段的至少一對相鄰金屬絲 段在所述至少一對金屬絲段和中心孔之間形成周邊通道。進而，所述 至少一對相鄰金屬絲段形成至少兩個冗余孔(redundant opening),以 防止大于特定尺寸的顆粒進入中心孔。在第三可選的實施方式中，公開了與烴生產(chǎn)有關(guān)的方法。該方 法包括提供防砂裝置，其具有布置在中心孔周圍的金屬絲段。所述金 屬絲段的至少一對相鄰金屬絲段在該對相鄰金屬絲段和中心孔周圍之 間形成周邊通道。同樣，所述至少一對相鄰金屬絲段形成至少兩個冗 余孔，以防止大于特定尺寸的顆粒進入中心孔。然后，防砂裝置被布 置在井筒中。在第四可選的實施方式中，公開了制造防砂裝置的方法。所述 方法包括形成金屬絲段。然后，金屬絲段在單次繞絲工藝中被纏繞在 中心孔周圍。至少一對相鄰金屬絲段在所述至少一對相鄰金屬絲段和 中心孔周圍之間形成周邊通道。同樣，所述至少一對相鄰金屬絲段形 成至少兩個冗余孔，其被配置以防止大于特定尺寸的顆粒進入中心孔。
附圖簡述在閱讀了下面的詳細描述并參考附圖后，本技術(shù)的前述優(yōu)勢和 其它優(yōu)勢可變得明顯，其中
圖1是根據(jù)本技術(shù)的某些方面的示例性生產(chǎn)系統(tǒng)；圖2A和2B是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，在圖1的生產(chǎn)系統(tǒng)中
使用的防砂裝置一部分的示例性實施方式；圖3是在防砂裝置中連接于軸向桿的金屬絲段的示例性實施 方式。圖4A-4D是根據(jù)本技術(shù)的某些方面在圖1的防砂裝置中的金 屬絲段的示例性實施方式；
圖5A-5G是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，由在圖1的防砂裝置中 的金屬絲段形成的通道的示例性實施方式；和圖6A-6D是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，由在圖1的防砂裝置中 的金屬絲段形成的通道的另一示例性實施方式。
詳細描述在下面的詳細描述中，本發(fā)明的具體實施方式
將連同其優(yōu)選實 施方式被描述。然而，就下列的描述特定于本技術(shù)的具體實施方式
或 具體用途而言，這預(yù)期僅僅是闡述性的并僅僅提供對示例性實施方式 的精確描述。因此，本發(fā)明不限于下面描述的具體實施方式
，而相反 地，本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求真正范圍內(nèi)的所有選擇、修改和等 價物。本技術(shù)包括防砂裝置，其可被用于完井、生產(chǎn)或注入系統(tǒng)，以 增強完井，例如礫石充填，和/或增強井的烴生產(chǎn)和/或增強流體或氣體 注入井中。在可稱為"迷宮金屬線系統(tǒng)(Mazewire system)"的本技 術(shù)下，金屬線線段具有特殊的幾何構(gòu)造，以通過防砂裝置的金屬線段 提供冗余和額外的流動路程。除了金屬絲段的特殊幾何構(gòu)造外，不同 類型的金屬絲段可一起被用于形成具有分隔、區(qū)劃和阻隔的通道，其 控制流體流經(jīng)金屬絲段。也就是說，通過繞絲篩管的金屬絲段，金屬 絲段可用于為防砂裝置提供冗余、阻遏(交錯)和區(qū)劃。因此，可以 是連續(xù)的金屬線或連接在一起的單獨金屬線的金屬絲段可形成具有各 種幾何形狀組合的通道。通過在具有中心孔的管狀元件上的軸向桿周 圍纏繞這些金屬絲段，兩個相鄰的金屬絲段之間的孔可提供徑向、外 周、軸向、螺旋或混合方向上的多個通道或流動路程。由此，本技術(shù) 可用于完井——具有或不具有用于流動控制的礫石充填，烴生產(chǎn)和/或 流體注入。 進一步，應(yīng)當(dāng)注意到，國際專利申請PCT/US04/01599描述了 井筒裝置，其組合了冗余、阻遏(交錯)的、和區(qū)劃的防砂，以自減 輕由于侵蝕、擠壓和其它機械原因?qū)е碌暮Y管損壞。然而，在本技術(shù) 中，具有不同幾何式樣的金屬絲段被用于提供冗余、阻遏(交錯)和 區(qū)劃，用于在防砂裝置中進行防砂。因此，這些金屬絲段——其可以是連續(xù)金屬線或獨立的金屬絲段，可自減輕由于侵蝕、擠壓和其它機 械原因?qū)е碌暮Y管損壞。由此，金屬絲段可增強在越來越有挑戰(zhàn)性的 井下條件下的井可靠性和壽命?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，并首先參考圖1，根據(jù)本技術(shù)的某些方面的示 例性生產(chǎn)系統(tǒng)100被闡述。在示例性生產(chǎn)系統(tǒng)100中，浮式采油設(shè)施 102被連接到位于海底106上的水下采油樹104。通過該水下采油樹 104，浮式采油設(shè)施102接近包括烴例如油和氣的地層108。有益地， 設(shè)備例如防砂裝置138a-138n，可用于防止砂的產(chǎn)生并增強來自該地層 108的烴的產(chǎn)生。如可被理解的，數(shù)字n可包括任何整數(shù)。然而，應(yīng)當(dāng) 注意到，生產(chǎn)系統(tǒng)100出于示例的目的被闡述，并且本技術(shù)可用于來 自任何水下、臺地或陸地位置的流體的生產(chǎn)或注入。
浮式采油設(shè)施102被配置以監(jiān)測并從地層108生產(chǎn)烴。浮式采 油設(shè)施102可以是能夠控制從水下井生產(chǎn)流體例如烴的浮式容器。這 些流體可儲存在浮式采油設(shè)施102上和/或被提供至油罐(未示出)。為 接近地層108，浮式采油設(shè)施102通過控制管纜112被連接至水下采油 樹104和控制閥110。控制管纜112可包括用于從水下采油樹104提供 烴至浮式采油設(shè)施102的生產(chǎn)套管、用于水力或電力設(shè)備的控制管、 和用于與井筒114中其它設(shè)備通信的控制電纜。 為接近地層108，井筒114鉆入海底106，到達與地層108交 界的深度。如可被理解的，地層108可包括多個巖石層，其可包括或 不包括烴，且可稱為帶。水下采油樹104，其在海底106處位于井筒 114之上，在井筒114中的設(shè)備和浮式采油設(shè)施102之間提供了對接。 因此，水下采油樹104可被連接至提供流體流動路程的生產(chǎn)套管柱128 以及提供通信路徑的控制電纜(未示出)，該通信路徑可在水下采油樹 104處與控制管纜112對接。 在井筒114內(nèi)，生產(chǎn)系統(tǒng)100還可包括提供進入地層108的不 同設(shè)備。例如，地面套管柱124可從海底106安裝至在海底106下一 特定深度的位置。在地面套管柱124中，中間或生產(chǎn)套管柱126——其 可向下延伸至地層108附近的深度，可被用于為井筒114的壁提供支 撐。地面和生產(chǎn)套管柱124和126可被膠結(jié)入井筒114中的固定位置， 以進一步穩(wěn)定井筒114。在地面和生產(chǎn)套管柱124和126中，生產(chǎn)套管柱128可用于為烴和其它流體提供經(jīng)由井筒114的流動路程。沿著該 流動路程，地下安全閥132可用于在地下安全閥132上面的斷裂或破 裂的情況下，阻斷來自生產(chǎn)套管柱128的流體的流動。進一步，封隔 器134和136可用于將井筒環(huán)內(nèi)的特定帶互相隔離。
除了上述設(shè)備，其它設(shè)備或工具，例如防砂裝置138a-138n和 礫石充填140，可用于控制流體和顆粒流入生產(chǎn)套管柱128。防砂裝置 138a-138n——其在此處可稱為防砂裝置(一個或多個)138，可包括 繞絲篩管、隔膜篩管、膨脹式篩管和/或金屬絲篩網(wǎng)。為了示例目的， 防砂裝置138在此處被描述為包括許多金屬絲段的繞絲篩管。同樣， 在防砂裝置138周圍，礫石充填或天然砂粒填充140可被布置，以提 供控制流體和顆粒流入生產(chǎn)套管柱128的附加機構(gòu)。防砂裝置138可 控制烴從地層108到生產(chǎn)套管柱128的流動。通常，繞絲篩管包括成螺旋地纏繞在一組循環(huán)間隔且軸向延伸 的桿上的連續(xù)金屬線。金屬線通過在每一個接觸點處焊接而被連接于 該軸向桿。焊接過程被設(shè)計和控制，以在兩個相鄰的金屬絲之間獲得 期望的孔大小。繞絲篩管可以在帶眼管狀元件或中心管上滑動，作為 滑套式繞絲篩管，或以直接繞絲篩管形式直接纏繞在中心管上，如本 領(lǐng)域已知。金屬絲段形成篩管，其防止顆粒例如砂、砂?；蚱渌笥?特定尺寸的固體顆粒進入生產(chǎn)套管柱128。因此，用在防砂裝置138 中的示例性金屬絲段示于更大的圖2A和2B中。 圖2A和2B是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，在圖1的生產(chǎn)系統(tǒng)100 中采用的防砂裝置一部分的示例性實施方式，例如防砂裝置138a-138n 之一。因此，通過同時觀察圖l，圖2A和2B可被最好地理解。在圖 2A中，防砂裝置138包括各種用于控制流體和顆粒流入或流出生產(chǎn)套 管柱128的組件。例如，防砂裝置138可包括具有一個或多個孔204 的管狀元件或中心管202，所述孔204提供了從中心管202外部到中心 管202內(nèi)的中心孔205的流動路程。為提供含砂量控制，可采用布置在一個或多個軸向桿206周圍 的具有金屬絲段208a-208n的篩管。軸向桿206,其可包括任意數(shù)量的 軸向桿206，可通過焊接或其它類似技術(shù)被固定在中心管202上。軸向 桿206為一個或更多個可被稱為金屬絲段208的金屬絲段208a-208n提供支撐。這些金屬絲段208防止或限制顆粒例如砂粒流入中心管202的中心孔205，如在下面更詳細討論。金屬絲段208可被連續(xù)纏繞并焊接在軸向桿206上。所得到的空心圓柱形金屬線-桿實施方式在中心管202上滑動，并通過在兩個相對端悍接金屬環(huán)而固定于中心管202。金屬環(huán)還密封金屬絲段208、軸向桿206和中心管202之間的開放端。可選地，金屬絲段208可以被直接纏繞在軸向桿206上，軸向桿206沿著中心管202的外部表面布置。直接纏繞將金屬絲段208和軸向桿206固定于中心管202。金屬環(huán)在兩個相對端被焊接，以密封金屬絲段208、軸向桿206和中心管202之間的開放端。因此，這些金屬絲段208可以或者是滑套式繞絲絲段或者是連接于軸向桿206的直接繞絲段，這是附加防砂裝置中的金屬絲段的已知方法。同樣，金屬絲段208和軸向桿206可以用抗侵蝕材料(例如鎳基熱噴霧或金屬防護層)部分或完全涂覆，以進一步防止損壞。 此外，替換路徑技術(shù)(alternate path technology)也可與軸向桿206和金屬絲段208—起使用。替換路徑技術(shù)可包括分流管210，其布置于金屬絲段208外面之上——其描述于美國專利4,945,991和5，113，935，或布置在中心管202和金屬絲段208之間——其描述于美國專利5，515，915和6,227,303。分流管210可包括沿著分流管210的長度安置的一個或多個噴嘴212。如果分流管210位于中心管202和金屬絲段208之間(圖2A和2B)，噴嘴212可延伸至金屬絲段208之外，以提供從分流管210至金屬絲段208的外部位置如井筒環(huán)帶的流動路程。對于防砂裝置138的局部視圖的可選透視圖，沿著線2B的各種組件的剖面圖被示于圖2B中。為增強防砂裝置，金屬絲段208可以以各種方向以及不同的間距纏繞在中心管202的周圍。例如，繞絲篩管可以包括以恒定間距或變化間距纏繞在中心管202周圍的金屬絲段。恒定間距可用于防止一定大小的顆粒進入生產(chǎn)套管柱128，而變化間距的金屬絲段208可用于控制流體流經(jīng)金屬絲段208各部分的量。此外，金屬絲段208的方向可被調(diào)節(jié)，以在金屬絲段208內(nèi)提供通道或流動路程，如在下面更詳細地討論。方向上的變化可形成垂直于經(jīng)由中心管202的流體流動的流動路程、平行于經(jīng)由中心管202的流體流動的流動路程、或相對于經(jīng)由中心管202的流體流動的其它角度變化。
此外，金屬絲段208的幾何形狀變化可在金屬絲段208內(nèi)形成獨特的孔和通道。該孔可被描述為設(shè)計孔(designing opening)和限制性孔(restrictive opening)。設(shè)計孔可出于防砂和井性能的目的加以使用，以維持砂粒和允許流體和細粒(粉砂和粘土)通過所述孔。限制性孔可用于維持砂粒和限制流體和細粒的流動。取決于限制程度，限制性孔可以允許無流動、最小流動和/或細粒堵塞導(dǎo)致的逐漸減小的流動，如上所述。通過纏繞金屬絲段208以具有較窄的孔、延長的孔、彎曲的孔、拱頂形孔和/或它們的任何組合，可提供限制性。
通過利用各種幾何形狀以及設(shè)計孔和限制性孔的組合，金屬絲段208可用于通過相鄰對的金屬絲段208構(gòu)建彎曲流動路徑或通道。例如，因為限制性孔比設(shè)計孔更堅固且更耐侵蝕，限制性孔可被排列，以限制沿著通道的流動，這可被稱為分隔。具體而言，在金屬絲段的每一通道中的孔的特征可以在于具有至少一個限制性孔和至少一個設(shè)計孔。可選地，任何兩個相鄰的孔可包括設(shè)計孔和限制性孔的不同組合，以交錯或阻礙流體流入通道。因此，金屬絲段208中不同孔和幾何形狀的使用可為防砂裝置提供額外的流動路程和冗余。
作為例子，流體從地層108流入井筒114并經(jīng)過金屬絲段208形成的孔。在具有金屬絲段208中形成的通道的情況下，流體可流經(jīng)金屬絲段208中形成的通道和/或可通過中心管202中的孔204直接進入中心孔205。從中心孔205，流體經(jīng)由生產(chǎn)套管柱128流至浮式采油設(shè)施102。通常，在受損的防砂裝置中，砂?？蓪?dǎo)致生產(chǎn)套管柱128和/或井筒114形成砂堵、井下設(shè)備損壞或在地面產(chǎn)生大量砂。
然而，由于金屬絲段208的構(gòu)造和幾何形狀，顆粒例如砂?？杀唤饘俳z段208形成的通道、孔或區(qū)室保持。因此，如果一對金屬絲段208被侵蝕或受到損壞，流體連同砂?？蛇M入與該對金屬絲段208相關(guān)的通道之一。在該通道內(nèi)，進入的砂粒的動量在通道中被降低，原因在于與金屬絲段208形成的壁碰撞。取決于砂粒/流體動量的大小和方向，砂?？杀幌拗菩钥撞东@、被相鄰的交錯設(shè)計孔捕獲、當(dāng)進一步沿著通道行進時失去動能、或在金屬絲段208形成的分隔處被停止和俘獲。當(dāng)額外的砂粒沿著通道堆積回受侵蝕的位置，流動阻力增加，
而砂粒/流體流動被轉(zhuǎn)向進入金屬絲段208的另一個未受侵蝕的部分。即，在金屬絲段208的侵蝕部分的流體流動被降低或切斷，而井生產(chǎn)通過金屬絲段208內(nèi)的其它流動路程或通道得以持續(xù)。如此，金屬絲段208可在各個位置自減輕對防砂裝置的損壞，無需井的修理。
作為具體的例子，圖3闡述了在防砂裝置中連接于軸向桿的金屬絲段的示例性實施方式。在該實施方式中，其在本文通過參考數(shù)字300被提及，具有中心孔312的中心管310被連接到軸向桿308和金屬絲段302-306。金屬絲段302-306可具有拱頂形，并在金屬絲段302-306之間具有流體孔或間隙307a和307b。然后，流體或顆?？山?jīng)由金屬絲段302-306之間的孔307a和307b沿著流體流動路徑314流動。然后，流體或顆?？闪鹘?jīng)中心管310中的孔(未示出)，進入中心孔312。如此，流體攜帶的顆?？勺钄嗷蜃矒艚饘俳z段302-306，這可能導(dǎo)致對金屬絲段302-306的機械損傷。對金屬絲段302-306的機械損傷的另一例子可以由地層巖石的擠壓和下降所導(dǎo)致。在運輸或安裝過程中對篩管過多的負載也可導(dǎo)致機械損傷。 在圖3的例子中，金屬絲段302-306的孔307a和307b是防止顆粒進入中心管310的中心孔312的唯一機制。如果金屬線302-306之間的流體孔307a和307b之一受到侵蝕或損傷，則金屬絲段302-306可能無法防止顆粒進入中心管310的中心孔312和生產(chǎn)套管柱128。也就是說，如果孔307a和307b之一故障，利用這些金屬絲段302-306的防砂裝置可能產(chǎn)生過量的固體顆粒，例如砂粒。
然而，在本技術(shù)下，圖4A-4D的金屬絲段可提供金屬絲段冗余和金屬絲段內(nèi)額外的流動路程。圖4A是根據(jù)本技術(shù)的某些方面連接至在圖1的防砂裝置138中的軸向桿206之一的金屬絲段的示例性實施方式。在該實施方式中，其在本文通過參考數(shù)字400被提及，具有中心孔205的中心管202被連接到軸向桿206和金屬絲段402-406，其可以是金屬絲段208a-208n的例子。金屬絲段402-406可具有雙疊加拱頂形，并在金屬絲段402-406之間具有流體孔或間隙408a、 408b、 410a和410b。在每一金屬絲段402-406的下拱頂部分上的突起可用于將金屬絲段402-406固定于軸向桿206。這些拱頂形部分可通過將金屬絲段402-406焊接于軸向桿206或其它類似技術(shù)加以固定。
在該模式下，冗余和額外的流動路程由金屬絲段402-406提供。如沿著流體流動路程412所示，冗余由雙疊加拱頂形提供，這在每一對金屬絲段402-406之間提供兩種限制性孔408a和410a或者408b和410b。實際上，在金屬絲段402-406中的孔408a、 410a、 408b和410b具有可最小化堵塞的倒拱頂幾何形狀?？?08a、 408b、 410a和410b允許流體通過，但防止特定大小的顆粒通過。進一步，如果金屬絲段402-406以相對于經(jīng)由中心管202的流體流動有一定角度的方向布置，則流體流動路程414和416可用于提供經(jīng)由金屬絲段402-406的彎曲流體流動路程。如此，兩種流動路程被提供經(jīng)過金屬絲段402-406，連同流體流動路程412，進入中心孔205。在可選的實施方式中，圖4B是根據(jù)本技術(shù)的某些方面連接至在圖1的防砂裝置138中的軸向桿206的金屬絲段的可選實施方式。在該實施方式中，其在本文通過參考數(shù)字420被提及，具有中心孔205的中心管202被連接到軸向桿206和金屬絲段422-426，其可以是金屬絲段208a-208n的另一例子。金屬絲段422-426可具有三疊加拱頂形，并在金屬絲段422-426之間具有流體孔或間隙428a、428b、430a、430b、432a和432b，以提供比圖4A的實施方式更多的流動路程。類似于上面的討論，在拱頂部分底部上的突起可用于將金屬絲段422-426固定于軸向桿206。 在該模式下，冗余和額外的流動路程再次由金屬絲段422-426提供。如沿著流體流動路程434所示，冗余由三疊加拱頂形提供，這在每一對金屬絲段422-426之間提供三種限制性孔428a、430a和432a，以及428b、 430b和432b。再者，倒拱頂幾何形狀可使金屬絲段422-426的堵塞最小化。此外，如果金屬絲段422-426以相對于經(jīng)由中心管202的流體流動有一定角度的方向布置，則流體流動路程436、 437和438可用于提供經(jīng)由金屬絲段422-426的彎曲路程。如此，三種流動路程436-438被提供經(jīng)過金屬絲段422-426，連同流體流動路程434，進入中心孔205。
在第二種可選的實施方式中，圖4C是根據(jù)本技術(shù)的某些方面連接至在圖1的防砂裝置138中的軸向桿206的金屬絲段的第二可選實施方式。在該實施方式中，其在本文通過參考數(shù)字440被提及，具有中心孔205的中心管202被連接到軸向桿206和金屬絲段442-446，其可以是金屬絲段208a-208n的另一例子。金屬絲段442-446可具有雙曲面形，并在金屬絲段442-446之間具有流體孔或間隙448a、 448b、450a和450b，以提供在注入方向具有倒拱頂孔的雙重冗余防砂。在每一金屬絲段442-446上的底部突起可用于將金屬絲段442-446固定于軸向桿206，其可包括將金屬絲段442-446焊接到軸向桿206。
在該模式下，冗余和額外的流動路程由金屬絲段442-446提供。如沿著流體流動路程452所示，冗余由雙曲面形提供，這在每一對金屬絲段442-446之間提供兩種限制性孔448a、448b、 450a和450b。因為拱頂形易于堵塞，雙曲面形提供了沿著流動路程452在注入方向上具有倒拱頂孔的雙重冗余防砂。此外，如果金屬絲段442-446以相對于經(jīng)由中心管202的流體流動有一定角度的方向布置，則流體流動路程454可用于提供經(jīng)由金屬絲段442-446的彎曲路程。如此，額外的流動路程被提供經(jīng)過金屬絲段442-446，連同流體流動路程452，進入中心孔205。在圖4D中，示出了根據(jù)本技術(shù)的某些方面連接至在圖1的防砂裝置138中的軸向桿206的金屬絲段的第三可選實施方式。在該實施方式中，其在本文通過參考數(shù)字460被提及，具有中心孔205的中心管202被連接到軸向桿206和金屬絲段462和464，其可以是金屬絲段208a-208n的另一例子。金屬絲段462和464可具有與部分雙曲面或中間部分疊加的下部或拱頂形部分，以及上部或矩形部分，以形成獨特的幾何形狀。該幾何形狀在金屬絲段462和464之間形成流體孔或間隙468和470。上部形成平的限制性路程，而中部和下部提供經(jīng)由金屬絲段462和464的流動路程。由于在金屬絲段462和464的每一個上，底部具有拱頂形，所以它可用于將金屬絲段462和464固定于軸向桿206。如上所述，這些可通過將金屬絲段462和464焊接于軸向桿206或其它類似技術(shù)加以固定。
在該幾何形狀下，冗余和額外的流動路程由金屬絲段462和464提供。如沿著流體流動路程472所示，冗余由該幾何形狀提供，這在每一對金屬絲段462和464之間提供第一限制性孔468和第二限制性孔470。此外，如果金屬絲段462和464以相對于經(jīng)由中心管202的流體流動有一定角度的方向布置，則流體流動路程476可用于提供經(jīng)由金屬絲段462和464的額外流動路程。也就是說，外周通道可在金屬絲段462和464內(nèi)形成。如此，額外的流動路程476被提供經(jīng)過金屬絲段462和464，連同流體流動路程472，進入中心孔205。
為提供經(jīng)由金屬絲段462和464的特定流動限制和彎曲路程，金屬絲段462和464的每一個的寬度可被改變。例如，金屬絲段462的上部可被構(gòu)造以具有寬度;c，其比下部的寬度y更寬。在這些寬度下，直孔468更耐顆粒侵蝕，同時仍提供流體流動路程。g卩，在金屬絲段462和464的矩形部分之間形成的孔468比在金屬絲段462和464的拱頂形部分之間形成的孔470更窄。作為具體的例子，寬度x可以比寬度7寬大約0.005毫米(mm)至大約1 mm。 進一步，金屬絲段462和464的每一個的高度也可被改變，以提供經(jīng)由該對金屬絲段462和464的特定流動限制和彎曲路程。例如，上部可被構(gòu)造以具有高度z，中部可被構(gòu)造以具有高度《，而下部可被構(gòu)造以具有高度w。為提供經(jīng)由金屬絲段462和464的更加限制性的流動路程，上部的高度z可以比下部和中部的高度《和w長?？蛇x地，為提供更大體積的流動路程，下部和中部的高度《和w可被增加，以在金屬絲段462和464之間形成較大的通道。有利地，在這些實施方式的每一個中，金屬絲段提供冗余防砂，以及經(jīng)由所述金屬絲段的額外流動路程。事實上，在圖4A、 4B和4D的金屬絲段中的孔采用倒拱頂幾何形狀或部分倒拱頂形幾何形狀，以使堵塞最小化，而在圖4C中的雙曲面形降低了注射流動路程的堵塞。此外，因為每一實施方式包括由金屬絲的連續(xù)段形成的形狀獨特的金屬絲段，所以單個繞絲工藝可用于將這些金屬絲段連接于軸向桿。該單次繞絲工藝可通過減少在形成例如冗余防砂裝置中的多次繞絲工藝的步驟而降低成本。
如可被理解的，金屬絲段的具體幾何形狀可包括不同變化，其仍提供冗余防砂和經(jīng)由金屬絲段的額外流動路程。這些幾何形狀可包括不同的形狀，其被設(shè)計來增強特定方向上的操作，例如注射井或生產(chǎn)井?？蛇x地，所述幾何形狀還可包括用于在注射和生產(chǎn)井中作業(yè)的形狀，如圖4C所示。除了金屬絲段的具體幾何形狀外，不同類型的金屬絲段可被一起使用，以形成分隔、區(qū)室和阻隔，它們控制繞絲篩管中的流體流動。如上所述，在本技術(shù)下，不同類型的金屬絲段也可用于提供冗余、阻遏(交錯)和區(qū)劃，用于具有繞絲篩管的防砂，例如防砂裝置138。因此，金屬絲段208——其可以是連續(xù)金屬線或連接的獨立金屬絲段，可被用于形成通道，其具有彎曲的、波狀或平直的幾何形狀的不同組合。因此，通過金屬絲段形成的通道在圖5A-5G和6A-6D中更詳細論述。
圖5A-5G是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，通過在圖1的防砂裝置中的金屬絲段形成的通道的示例性實施方式。在該實施方式中，其在本文通過參考數(shù)字500被提及，中心管202被連接到軸向桿206和金屬絲段502-514，其可以是金屬絲段208a-208n的例子。金屬絲段502-514的每一個可包括用于將金屬絲段固定于軸向桿206的部分，如上所論述。金屬絲段502-514還可包括不同幾何形狀和各種孔520-540的組合，以提供經(jīng)由金屬絲段502-514的通道。例如，孔520、 524、530、 534和538可以是設(shè)計孔，而522、 526、 528、 532、 536和540孔可以是限制性孔。 在該實施方式中，金屬絲段502-514包括沿著單根金屬線的三個交替的式樣或形狀。具體而言，金屬絲段502和504具有第一式樣，其包括與矩形部分疊加的局部雙曲面部分。金屬絲段506、 512和514具有第二式樣，其包括矩形部分，而金屬絲段508和510具有第三式樣，其包括互相疊加的矩形部分、局部雙曲面部分和拱頂形部分。每一金屬絲段形狀的長度可以變化，但對于這個例子，每一金屬絲段是至少兩次繞纏(繞絲)在中心管202周圍，對于任何金屬絲段，不超過一千英尺。 因此，在該結(jié)構(gòu)中，金屬絲段502-514通過孔520、 524、 528、532、 536和540形成第一或外篩管層，并且通過孔522、 526、 530、說 534和538形成第二或內(nèi)篩管層。外篩管層和內(nèi)篩管層提供流體流動路程541至中心孔205或者提供沿著金屬絲段502-514形成的通道的流體流動路程542。沿著流體流動路程542，流體通過一對金屬絲段502-514直接流入中心孔205。然而，沿著該流動路程542，不同的金屬絲段502-514形成螺旋狀或圓周通道，其形成流體的流動迷宮。通過這些金屬絲段502-514形成的通道可以通過觀察圖5B-5G而被更清楚地理解。
在圖5B-5G，通過金屬絲段502-514形成的通道被示出。在圖5B和5E中，倒拱頂形通道544和550分別形成于金屬絲段502和504之間以及金屬絲段508和510之間。在圖5C、 5D和5F中，半拱頂形通道546、 548和552分別形成于金屬絲段504和506之間、金屬絲段506和508之間以及金屬絲段510和512之間。通道544、 546、 548、550和552的平坦部分被用于錯開流體流動，這可以堵塞或限制流體中顆粒的流動。在圖5G中，矩形通道554形成于金屬絲段512和514之間。該矩形通道554形成分隔，其阻塞外篩管層和內(nèi)篩管層之間的通道中的流動路程。該矩形通道554還形成阻塞圖5A中的螺旋流動路程542的分隔。
在井生產(chǎn)期間，流經(jīng)外篩管層中的孔520、 524、 528、 532、536和540之一的流體沿著金屬絲段502-514之間的通道流動，直到經(jīng)由內(nèi)篩管層中的孔522、 526、 530、 534和538之一流出。然而，當(dāng)外
篩管層的孔例如孔520受損時，流體和砂粒進入該通道，并沿著流動路程542前進。盡管流體可通過內(nèi)篩管層中的孔522、 526、 530、 534和538進入中心孔205，但是砂?？裳刂鲃勇烦?42持續(xù)被阻塞在由金屬絲段512和514形成的分隔處。當(dāng)砂粒沿著流動路程542流動時，砂粒持續(xù)脫水，原因在于由于與形成通道壁的金屬絲段碰撞導(dǎo)致的流體損失或損失動量(動能)。結(jié)果，砂?？裳刂鲃勇烦?42至金屬絲段的侵蝕部分堆積并充填通道。也就是說，砂粒和顆?？商畛渫ǖ?，以自減輕的方式減小或切斷從受侵蝕孔的流體流動。因此，井筒中的砂粒和流體可被轉(zhuǎn)流至完整的并正作業(yè)的金屬絲段中的其它孔，如此設(shè)計以便不中斷地產(chǎn)生烴。圖6A-6D是根據(jù)本技術(shù)的某些方面在圖1的防砂裝置138中的金屬絲段中形成的通道的另一實施方式。在該實施方式中，其在本文通過參考數(shù)字600被提及，中心管202被連接到軸向桿206和金屬絲段602-608，其可以是金屬絲段208a-208n的其它例子。金屬絲段602-608的每一個可包括用于將金屬絲段固定于軸向桿206的部分，并包括不同的幾何形狀，如上所論述。然而，在該結(jié)構(gòu)中，金屬絲段602-608的孔612-622可具有更復(fù)雜的幾何形狀并可被構(gòu)造，以具有延長的限制性孔。這些延長的限制性孔，例如孔614、 616、 620和622，提供額外的機械強度和抗流動性，以增強限制性孔614、 616、 620和622以及設(shè)計孔612和618之間的反差。因此，通過這些幾何形狀形成的限制性孔更耐侵蝕。在該實施方式中，金屬絲段602-608包括三個交替的沿著單根金屬線的幾何式樣。具體而言，金屬絲段602和604具有第一式樣，金屬絲段606具有第二式樣，而金屬絲段608具有第三式樣。這些式樣的每一個都是獨特的幾何式樣，其可與相鄰的式樣一起被用于形成延長的限制性孔614、 616、 620或622。再者，每一金屬絲段的長度可以變化，但對于這個例子，每一金屬絲段602-608是大約至少兩次繞纏(纏絲)在中心管202周圍。
因此，類似于上面的討論，金屬絲段602-608形成第一篩管層或外篩管層——由孔612、 616和620形成，以及第二篩管層或內(nèi)篩管層——由孔614、 618和622形成。外篩管層和內(nèi)篩管層提供到達中心孔205的流體流動路程623或者提供沿著金屬絲段602-608形成的螺旋通道的流體流動路程624。沿著流體流動路程623，流體通過金屬絲段直接流入中心孔205。然而，由于孔614中的限制，流動通過孔612優(yōu)選地沿著流動路程624。沿著該流動路程624，不同的金屬絲段602-608形成螺旋狀通道，其形成流體的流動迷宮。通過這些金屬絲段602-608形成的通道可以通過觀察圖6B-6D而被更清楚地理解。
在圖6B-6D中，通過金屬絲段602-608形成的通道被示出。在圖6B中，梯形通道626形成于金屬絲段602和604之間。應(yīng)當(dāng)理解，梯形通道模擬圖4A-4D和5A中的倒拱頂形孔，以最小化小于或等于特定尺寸的顆粒的堵塞。在圖6C中，部分矩形通道628形成于金屬絲段604和606之間。最后，在圖6D中，窄矩形通道630形成于金屬絲段606和608之間。該矩形通道630形成分隔，其阻塞外篩管層和內(nèi)篩管層之間的流動路程。該矩形通道630還形成阻塞螺旋流動路程624 的分隔。在井生產(chǎn)期間，流經(jīng)外篩管層中的孔612和616之一——但優(yōu) 選孔612——的流體沿著金屬絲段602-608之間的螺旋通道流動，直到 經(jīng)由內(nèi)篩管層中的孔614、 618或622之一流出。然而，當(dāng)外篩管層的 孔例如孔612受損時，流體和砂粒進入該通道，并沿著流動路程624 前進。盡管流體可通過內(nèi)篩管層中的孔614、618和622進入中心孔205， 但是砂?？裳刂鲃勇烦?24持續(xù)被阻塞在由金屬絲段606和608形 成的分隔處。當(dāng)砂粒沿著流動路程624流動時，砂粒持續(xù)脫水，原因 在于由于與形成通道壁的金屬絲段602-608碰撞導(dǎo)致的流體損失或損 失動量(動能)。結(jié)果，砂?？裳刂鲃勇烦?24至金屬絲段602和604 的侵蝕部分堆積并充填通道。也就是說，砂粒和顆?？商畛渫ǖ溃?自減輕的方式減小或切斷從受侵蝕孔612的流體流動。因此，井筒中 的砂粒和流體可被轉(zhuǎn)向至完整的并正作業(yè)的金屬絲段中的其它孔，如 此設(shè)計以便不中斷地產(chǎn)生烴。有利地，在圖5A-6D中的這些金屬絲段的各種組合可形成自 減輕在任何孔的篩管損傷而無需井修理的通道。因此，不同的結(jié)構(gòu)提 供了具有外篩管層和內(nèi)篩管層的冗余防砂、在螺旋通道中的流動阻遏 和通過不同的金屬絲段形成的流動迷宮、以及通過隔離金屬絲段中的 不同螺旋流動路徑的分隔進行的區(qū)劃。如此，這些和其它具有不同幾 何形狀的金屬片段的具體組合可被用于為防砂裝置提供區(qū)室、阻隔和 冗余。應(yīng)當(dāng)注意到，金屬絲段的其它組合也可被采用。這些其它組合 可以基于具體的設(shè)計期望的可靠性、生產(chǎn)率、生產(chǎn)特性、可及性和井 的其它功能性要求。例如，由金屬絲段形成的區(qū)室和阻隔的設(shè)計可取 決于多個因素，例如制造、材料和/或安裝場所。功能性要求可包括但 不限于排除產(chǎn)生的固體(防砂)；改善的機械強度或柔性；特定流體 的排除或包括(井下分流和流體一致性)；處理化學(xué)品的輸送(例如， 防垢劑、防蝕劑等)；具體地層類型的分隔；生產(chǎn)速率或壓力的控制； 和/或流體性質(zhì)的測量。同樣，任意數(shù)量的金屬絲段可被結(jié)合，以形成 通道或流動迷宮。
同樣，通過金屬絲段形成的區(qū)室或阻隔的數(shù)目可基于其它設(shè)計 考慮因素。例如，更少的區(qū)室可使得區(qū)室尺寸更大，并導(dǎo)致更少的經(jīng) 過金屬絲段的冗余流動路程。在另一方面，數(shù)目過多的區(qū)室可降低區(qū) 室尺寸、增加冗余流動路程、并增加制造復(fù)雜性。類似地，區(qū)室的變 化還可用于為井的某些層段提供特定的功能。對于阻隔，金屬絲段可 包括壁，以使流體流動完全或部分改道或改變流體流動速率。如此， 區(qū)室或阻隔可在金屬絲段內(nèi)形成，以行使井的具體功能。
此外，應(yīng)當(dāng)注意，本技術(shù)還可用于礫石充填。在礫石充填期間， 流動方向類似于井生產(chǎn)，但礫石充填被連續(xù)布置于篩管周圍。因此， 金屬絲段可被構(gòu)造，以為礫石充填提供具體的功能，或者可被設(shè)計以 同時在礫石充填和井生產(chǎn)中作業(yè)。 此外，應(yīng)當(dāng)注意，本技術(shù)還可用于注入井。在井注入期間，流 動方向被反轉(zhuǎn)，但金屬絲段可類似于井生產(chǎn)發(fā)揮作用。因此，金屬絲 段可被構(gòu)造，以為注入井提供具體的功能，或可被設(shè)計以同時在注入 井和生產(chǎn)井中作業(yè)。 盡管本發(fā)明的技術(shù)可具有各種改變和可選的形式，但是上面討 論的示例性實施方式已舉例方式示出。然而，應(yīng)當(dāng)再次理解，本發(fā)明 不意圖受限于本文公開的具體實施方式
。實際上，本發(fā)明的技術(shù)將覆 蓋落入所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有變化、等價物 和替代物。
權(quán)利要求
1.一種與烴生產(chǎn)有關(guān)的裝置，包括管狀元件，其包括在所述管狀元件的內(nèi)部中的中心孔，其中所述中心孔使得烴經(jīng)由所述管狀元件流動；和在所述中心孔和所述管狀元件的外部區(qū)域之間的多個孔；及至少兩個相鄰的金屬絲段，其布置在所述管狀元件的周圍，其中所述至少兩個相鄰的金屬絲段形成到達所述中心孔的至少兩個流動路程，并且所述至少兩個相鄰的金屬絲段形成至少兩個孔，該孔被配置以防止大于特定尺寸的顆粒進入所述多個孔。
2. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個相鄰的金屬絲段被 配置，以在所述至少兩個流動路程的至少一個內(nèi)形成阻隔。
3. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個相鄰的金屬絲段被 配置，以在所述至少兩個流動路程的至少一個內(nèi)形成區(qū)室。
4. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述區(qū)室防止大于特定尺寸的顆 粒進入所述中心孔。
5. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述管狀元件包括帶眼中心管。
6. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述具有不同幾何形狀的所述至 少兩個相鄰的金屬絲段被纏繞在所述管狀元件周圍，以沿著所述管狀 元件形成不同水平的流動迷宮和孔幾何形狀。
7. 權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括至少一個分流管，其布置 于所述管狀元件和所述至少兩個金屬絲段之間或所述至少兩個金屬絲 段和所述井筒之間。
8. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置被用于生產(chǎn)烴或用于注入作業(yè)。
9. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置被用于礫石充填井。
10. 權(quán)利要求1所述的裝置，其包括布置于所述管狀元件和所述至 少兩個相鄰的金屬絲段之間的多個桿。
11. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個相鄰的金屬絲段的 每一個具有不同的幾何形狀。
12. 權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述至少兩個相鄰的金屬絲段 沿著所述至少兩個流動路程的至少一個形成區(qū)室和至少一個阻隔。
13. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個相鄰的金屬絲段的 每一個包括重疊的拱頂形狀。
14. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個相鄰的金屬絲段包 括具有第一形狀的第一金屬絲段、具有第二形狀的第二金屬絲段和具有第三形狀的第三金屬絲段。
15. 權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述第一金屬絲段、第二金屬 絲段和第三金屬絲段以交替結(jié)構(gòu)被布置在所述管狀元件周圍。
16. 權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個孔包括形成于所述 至少兩個相鄰的金屬絲段之間的限制性孔和設(shè)計孔。
17. 防砂裝置，包括布置在中心孔周圍的多個金屬絲段，其中所述多個金屬絲段的至 少兩個相鄰金屬絲段在所述至少兩個相鄰金屬絲段和所述中心孔周圍 之間形成至少一個周邊通道，且所述至少兩個相鄰金屬絲段形成至少 兩個孔，該孔被配置來防止大于特定尺寸的顆粒進入所述中心孔。
18. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其中所述多個金屬絲段被配置， 以在所述至少一個周邊通道內(nèi)形成阻隔。
19. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其中所述至少兩個相鄰的金屬 絲段被配置，以在所述至少一個周邊通道內(nèi)形成區(qū)室。
20. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其中所述多個金屬絲段包括設(shè) 計孔和限制性孔的不同組合，以阻擋流體流入所述至少一個周邊通道。
21. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其包括在所述多個金屬絲段內(nèi) 的帶眼中心管，其中所述帶眼中心管具有在所述中心孔和所述帶眼中 心管外部區(qū)域之間的多個孔。
22. 權(quán)利要求21所述的防砂裝置，其進一步包括布置于所述帶眼 中心管和所述多個金屬絲段之間或者所述多個金屬絲段和所述井筒之 間的至少一個分流管。
23. 權(quán)利要求21所述的防砂裝置，其包括布置于所述帶眼中心管 和所述多個金屬絲段之間的多個桿。
24. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其中所述防砂裝置被用于生產(chǎn)烴。
25. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其中所述多個金屬絲段的至少 兩個金屬絲段具有不同的幾何形狀。
26. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其中所述至少兩個相鄰金屬絲 段包括具有第一形狀的第一金屬絲段、具有第二形狀的第二金屬絲段 和具有第三形狀的第三金屬絲段。
27. 權(quán)利要求26所述的防砂裝置，其中所述第一金屬絲段、第二 金屬絲段和第三金屬絲段以交替結(jié)構(gòu)被布置在所述管狀元件周圍。
28. 權(quán)利要求17所述的防砂裝置，其中所述至少兩個孔包括形成 于所述至少兩個相鄰金屬絲段之間的限制性孔和設(shè)計孔。
29. 與烴生產(chǎn)有關(guān)的系統(tǒng)，包括 井筒，用于從地下儲集層生產(chǎn)烴； 生產(chǎn)套管柱，其布置于所述井筒內(nèi)；至少一個防砂裝置，其連接于所述生產(chǎn)套管柱并布置于所述井筒 內(nèi)，所述至少一個防砂裝置包括布置在中心孔周圍的多個金屬絲段， 其中所述多個金屬絲段的至少一對相鄰金屬絲段在所述至少一對相鄰 的金屬絲段和所述中心孔之間形成周邊通道，且所述至少一對相鄰的 金屬絲段形成至少兩個冗余孔，以防止大于特定尺寸的顆粒進入所述 中心孔。
30. 權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述多個金屬絲段被配置，以 在所述至少一個周邊通道內(nèi)形成阻隔。
31. 權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述多個金屬絲段被配置，以 在所述至少一個周邊通道內(nèi)形成區(qū)室。
32. 權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其包括在所述多個金屬絲段內(nèi)的帶 眼中心管，其中所述帶眼中心管具有在所述中心孔和所述帶眼中心管 外部區(qū)域之間的多個孔并被連接于所述生產(chǎn)套管柱。
33. 權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進一步包括布置于所述帶眼中心管 和所述多個金屬絲段之間或者所述多個金屬絲段和所述井筒之間的至 少一個分流管。
34. 權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進一步包括連接于所述生產(chǎn)套管柱 并布置于所述井筒上面的采油樹。
35. 權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進一步包括連接于所述采油樹并用于從所述地下儲集層生產(chǎn)烴的浮式采油設(shè)施。
36. 與烴生產(chǎn)相關(guān)的方法，其包括提供防砂裝置，其具有布置在中心孔周圍的多個金屬絲段，其中 所述多個金屬絲段的至少一對相鄰金屬絲段在所述至少一對相鄰金屬 絲段和所述中心孔周圍之間形成周邊通道，且所述至少一對相鄰金屬 絲段形成至少兩個冗余孔，以防止大于特定尺寸的顆粒進入所述中心 孔；和將所述防砂裝置布置在所述井筒內(nèi)。
37. 權(quán)利要求36所述的方法，包括將帶眼中心管布置在所述多個 金屬絲段內(nèi)，其中所述帶眼中心管具有在所述中心孔和所述帶眼中心 管外部區(qū)域之間的多個孔。
38. 權(quán)利要求37所述的方法，包括在所述多個金屬絲段和所述帶 眼中心管之間或者所述多個金屬絲段和所述井筒之間布置至少一個分 流管。
39. 權(quán)利要求36所述的方法，包括在所述井筒內(nèi)的所述防砂裝置 周圍進行礫石充填。
40. 權(quán)利要求36所述的方法，包括通過所述防砂裝置從地層生產(chǎn)烴。
41. 權(quán)利要求36所述的方法，其中所述至少一對相鄰的金屬絲段 具有不同的幾何形狀。
42. 權(quán)利要求36所述的方法，包括通過所述防砂裝置將流體注入 所述井筒。
43. 制造防砂裝置的方法，包括 形成金屬絲段；和將所述金屬絲段在單次繞絲工藝中纏繞在中心孔周圍，其中至少 一對相鄰的金屬絲段在所述至少一對相鄰的金屬絲段和所述中心孔周 圍之間形成周邊通道，且所述至少一對相鄰的金屬絲段形成至少兩個 冗余孔，該孔被配置以防止大于特定尺寸的顆粒進入所述中心孔。
44. 權(quán)利要求43所述的方法，包括將所述金屬絲段纏繞在布置于 所述中心孔周圍的多個桿的周圍。
45. 權(quán)利要求44所述的方法，包括將所述金屬絲段焊接于所述多 個桿。
46. 權(quán)利要求45所述的方法，包括將所述金屬絲段布置在帶眼中 心孔周圍，其中所述帶眼中心管具有在所述中心孔和所述帶眼中心管 外部區(qū)域之間的多個孔。
47. 權(quán)利要求46所述的方法，包括在所述帶眼中心管上滑動焊接 在所述多個桿上的金屬絲段。
48. 權(quán)利要求46所述的方法，包括將金屬環(huán)焊接至所述帶眼中心 管的至少一個的相對端、所述金屬絲段、所述多個桿和它們的任何組
全文摘要
公開了與烴生產(chǎn)相關(guān)的方法和裝置。在一個實施方式中，裝置包括管狀元件，其在管狀元件的內(nèi)部中具有中心孔，其中所述中心孔使得烴經(jīng)由所述管狀元件流動。此外，所述管狀元件包括在中心孔和管狀元件的外部區(qū)域之間的孔。除了管狀元件之外，至少兩個相鄰的金屬絲段被布置在管狀元件的周圍。所述至少兩個相鄰的金屬絲段形成到達中心孔的至少兩個流動路程。此外，所述至少兩個相鄰的金屬絲段形成至少兩個孔，該孔被配置以防止大于特定尺寸的顆粒進入管狀元件的孔。
文檔編號E21B43/08GK101542069SQ200680034692
公開日2009年9月23日 申請日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者B·A·戴爾, C·葉 申請人:埃克森美孚上游研究公司