一种免填充可膨胀筛管技术领域
本发明创造属于石油天然气钻探完井防砂技术领域，尤其是涉及一种免
填充可膨胀筛管。
背景技术
油藏开发过程中，油井广泛存在出砂现象，出砂会影响油井正常生产、
增加生产成本、减小产量并且污染环境，防砂对于油藏开发非常重要。现在
使用较多的防砂技术包括化学防砂和机械防砂，其中机械防砂是较为可靠的
防砂手段。筛管防砂是使用最为广泛的机械防砂技术，为了改善防砂效果，
一般都需要进行砾石填充。虽然砾石填充可以改善防砂效果，但操作工艺复
杂且成本较高，同时无法改变近井地层随着开采持续而出砂增加的情况。针
对这种情况，后来开发出膨胀筛管使筛管外壁紧贴井壁，增大了通径大小，
同时减小了筛管与井壁间的空隙，改善了出砂增加的情况；但由于膨胀筛管
无法完全紧贴井壁，且膨胀后筛管过滤孔径变大导致其无法有效防砂。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种免填充可膨胀筛管，解决目前油气
井完井作业复杂且成本高、防砂效果差等问题，实现各类油井的完井防砂作
业简化、提高防砂效果、降低成本的目的。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种免填充可膨胀筛管，包括膨胀基管、在该膨胀基管外侧设置的过滤
筛管、以及过滤筛管外侧的膨胀体；所述膨胀体包括在所述过滤筛管外侧包
覆的形状记忆聚合物层，以及整体包覆在所述形状记忆聚合物层外侧的水溶
性聚合物层；所述过滤筛管两端通过第一定位环固定在所述膨胀基管上；所
述形状记忆聚合物层两端通过第二定位环固定在所述过滤筛管上；所述膨胀
基管两端分别设置有突出于所述第一定位环的膨胀基管延长段。
进一步，所述过滤筛管为双层结构，包括绕丝筛管及其外侧的网状筛管。
进一步，所述网状筛管两端设有用以包裹所述绕丝筛管的挡边。
进一步，所述膨胀体两端均形成外圆周面呈锥面的引导端。
进一步，所述膨胀基管延长段可拆卸的连接在所述膨胀基管上。
进一步，所述膨胀基管延长段螺纹连接在所述膨胀基管上。
相对于现有技术，本发明创造所述的免填充可膨胀筛管具有以下优势：
本发明创造下入油井中，无需砾石填充，避免填充不实影响防砂效果，
同时有效减少了下入管柱的次数，减少了作业成本。在膨胀体膨胀后，可以
实现形状记忆聚合物海绵体与过滤筛管的双层过滤防砂，且膨胀后能够有效
支撑井壁防止出砂井壁坍塌。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，
本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发
明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造下入到油井内膨胀前的结构示意图；
图2为本发明创造下入到油井内膨胀后的结构示意图；
图3为本发明创造中过滤筛管的结构示意图；
图4为本发明创造中过滤筛管的剖视图。
附图标记说明：
1-膨胀基管；2-过滤筛管；3-膨胀体；4-形状记忆聚合物层；5-水溶性
聚合物层；6-第一定位环；7-第二定位环；8-膨胀基管延长段；9-绕丝筛管；
10-网状筛管；11-挡边；12-引导端；13-环空；14-地层；15-油层；16-筛
管内孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中
的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横
向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水
平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不
是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和
操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”
等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指
示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示
或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有
说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，
也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；
可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连
通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本
发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
一种免填充可膨胀筛管，如图1至4所示，包括膨胀基管1、在该膨胀
基管1外侧设置的过滤筛管2、以及过滤筛管2外侧的膨胀体3；所述膨胀
体包括在所述过滤筛管2外侧包覆的形状记忆聚合物层4，以及整体包覆在
所述形状记忆聚合物层4外侧的水溶性聚合物层5；所述过滤筛管2两端通
过第一定位环6固定在所述膨胀基管1上；所述形状记忆聚合物层4两端通
过第二定位环7固定在所述过滤筛管2上；所述膨胀基管1两端分别设置有
突出于所述第一定位环6的膨胀基管延长段8。需要说明的是，膨胀基管为
中空结构，其内部为筛管内孔16，其两端连接膨胀基管延长段，膨胀基管延
长段8用于连接其他辅助设备。为防止膨胀过程过滤筛管发生轴向位移，因
此在过滤筛管沿轴线两端设置第一定位环。为防止膨胀过程形状记忆聚合物
层发生轴向位移，形状记忆聚合物层沿轴线两端置有第二定位环。
第二定位环7的轴向位置处于第一定位环6的内侧，即第二定位环7处
于第一定位环6朝向所述膨胀体3中部位置的一侧。形状记忆聚合物层4外
部覆盖水溶性聚合物层5，水溶性聚合物层5在工本免填充可膨胀筛管下入
预定位置后逐渐溶解，露出形状记忆聚合物层4。
形状记忆聚合物层4在设定温度下和液体接触充分时间后，逐渐膨胀至
填满本免填充可膨胀筛管与油井之间的环空13，形成海绵状硬质过滤层。膨
胀基管1通过膨胀扩张器实现管径扩张，需要强调的是，管径扩张过程须在
遇水可溶聚合物5溶解前完成。使用膨胀管技术，增大了通径大小；一次实
现多个产层的防砂处理。
其中，所述过滤筛管2为双层结构，包括绕丝筛管9及其外侧的网状筛
管10。所述网状筛管10两端设有用以包裹所述绕丝筛管9的挡边11。通过
挡边11，这样，就相当于绕丝筛管9稳固的内嵌在所述网状筛管10内，确
保过滤筛管2的双层结构稳定可靠。
为防止本免填充可膨胀筛管在到达指定位置前形状记忆聚合物层4提前
遇水受热膨胀，造成工具下入遇卡，在形状记忆聚合物层4外部覆盖水溶性
聚合物层5，遇水可逐渐溶解露出内侧包裹的形状记忆聚合物层4。
其中，所述膨胀体3两端均形成外圆周面呈锥面的引导端12，非常方便
本免填充可膨胀筛管下入到井内。
其中，所述膨胀基管延长段8可拆卸的连接在所述膨胀基管1上，二者
通常可采用螺纹连接。这样，非常方便膨胀基管延长段8与膨胀基管1的连
接，可以根据工况的需求，选用不同长度或不同规格的膨胀基管延长段8，
可以按实际需要连接相应的辅助设备。
本免填充可膨胀筛管在下井前管径较小，能够非常方便的下入。当下入
到指定位置后，通常是下放到地层14内分布的油层15处，使用膨胀扩张器
使内部的膨胀基管9管径扩张，受扩张作用力影响，绕丝筛管9与网状筛管
10管径随之扩张。待水溶性聚合物层5逐渐溶解后露出形状记忆聚合物层4，
形状记忆聚合物层4遇水受热膨胀，其厚度显著增加且保持膨胀基管1扩张
后管径不收缩。
本发明创造下入油井中，无需砾石填充，避免填充不实影响防砂效果，
同时有效减少了下入管柱的次数，减少了作业成本。在膨胀体2膨胀后，可
以实现形状记忆聚合物海绵体与过滤筛管的双层过滤防砂，且膨胀后能够有
效支撑井壁防止出砂井壁坍塌。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创
造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进
等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。