防砂筛管及其制作方法技术领域
本发明涉及油气井的防砂结构，尤其涉及防砂筛管及其制作方法。
背景技术
油气井开采过程中，普遍存在地层出砂现象，采取防砂措施是解决油气井出砂问
题的主要手段，而防砂筛管是防砂措施中最重要、应用最广泛的工具。
目前在油气井中使用的防砂筛管容易产生堵塞、冲蚀破坏、腐蚀破坏等故障，导致
筛管失效，并且筛管失效后，往往难以打捞，甚至有油气井因筛管不能成功打捞，而被迫关
井，甚至报废。对于筛管打捞困难或打捞成本高的油气井，可以采取筛管钻磨的方式，将井
内防砂筛管全部或部分钻磨掉，再重新进行防砂完井。目前油井多采用割缝防砂筛管，该割
缝防砂筛管实际是在基管侧壁上设置多个平行于该基管中心轴的缝隙。
然而，该割缝防砂筛管的过流面积低，过流能力差，难以满足防砂需求。
发明内容
本发明提供一种防砂筛管及其制作方法，以提高过流面积，提高过流能力，从而满
足防砂需求。
本发明提供的防砂筛管，包括：基管和多个过滤单元；所述基管的管壁上设置有多
个通孔，一个过滤单元设置在一个通孔内；每个过滤单元包括：过滤组件和保护片，所述过
滤组件沿所述基管的外管壁到所述基管的内管壁的方向设置有多个环形缝，所述保护片上
设置有通孔；所述过滤组件设置在所述管壁上的通孔内远离所述外管壁的位置，所述保护
片设置在所述管壁上的通孔内靠近所述外管壁的位置。
可选的，所述保护片为圆形片状结构，所述保护片上设置有多个通孔。
可选的，所述保护片上设置有多个扇形通孔，所述扇形通孔呈辐射状排列，其中，
所述扇形通孔的尖端指向所述保护片的中央，所述扇形通孔的弧边朝向所述保护片的边
缘。
可选的，所述管壁上的通孔为由所述外管壁至所述内管壁方向上半径减小的台阶
通孔，所述过滤单元设置在所述管壁上的通孔内最大半径位置对应的台阶上。
可选的，所述管壁上的通孔为由所述外管壁至所述内管壁方向上半径减小的台阶
通孔；
所述每个过滤单元还包括支撑座，所述支撑座包括侧板、底板和空腔；所述侧板与
所述底板垂直设置，所述底板上设置有至少一个通孔，所述空腔为所述侧板和所述底板所
形成的空腔；所述底板设置在所述管壁上的通孔内最大半径位置对应的台阶上；
所述侧板与所述管壁上的通孔贴合，所述过滤组件设置在所述空腔内。
可选的，所述过滤组件由半径不同的多个过滤环套设组成，相邻过滤环之间设置
有支撑条，用以在所述相邻过滤环间形成环形缝，且相邻环形缝宽度相等。
可选的，在所述外管壁到所述内管壁方向上，每个过滤环厚度逐渐减小，所述相邻
过滤环间的环形缝宽度逐渐增大。
可选的，所述基管的一端设置有连接件，所述连接件为接箍；所述基管的一端与所
述连接件螺纹连接。
本发明提供的防砂筛管的制作方法，包括：
在基管的管壁上均匀钻取多个通孔；
将一个过滤组件和一个保护片组装，形成多个过滤单元中的一个过滤单元；其中，
所述过滤组件沿所述基管的外管壁到所述基管的内管壁的方向设置有多个环形缝；所述保
护片上设置有通孔；
将每个过滤单元中的过滤组件安装在所述管壁上的通孔内远离所述外管壁的位
置，所述保护片安装在所述管壁上的通孔内靠近所述外管壁的位置。
本发明提供的防砂筛管，包括：基管和多个过滤单元；该基管的管壁上设置有多个
圆形通孔，一个过滤单元设置在一个通孔内；每个过滤单元包括：过滤组件和保护片，该过
滤组件沿该基管的外管壁到该基管的内管壁的方向设置有多个环形缝，该保护片上设置有
通孔；该过滤组件设置在该管壁上的通孔内远离该外管壁的位置，该保护片设置在该管壁
上的通孔内靠近该外管壁的位置。该防砂筛管中，由于基管的管壁上设置有多个圆形通孔，
每个通孔内包括一个过滤组件，且过滤组件沿基管的外管壁到基管的内管壁的方向设置有
多个环形缝，因而增加了防砂筛管的过流面积，提高过流能力，从而提高防砂效率。
附图说明
图1为本发明的防砂筛管的结构示意图；
图2为图1中A处局部放大图；
图3为图1中B处局部放大图；
图4为本发明的保护片的主视图；
图5为本发明的保护片的俯视图；
图6为本发明基管上的通孔的径向剖视图；
图7为本发明的过滤单元的径向剖视图；
图8为本发明的支撑座的主视图；
图9为本发明的支撑座的俯视图；
图10为本发明过滤组件的俯视图；
图11为本发明的过滤环的俯视图；
图12为本发明的过滤环的剖视图；
图13为本发明的防砂筛管与连接件的连接结构示意图；
图14为本发明防砂筛管制作方法的流程图。
附图标记说明：1-基管；2-连接件；3-过滤单元；4-通孔；31-过滤组件；32-支撑座；
33-保护片；311-过滤环；312-环形缝；313-支撑条；321-通孔；331-通孔。
具体实施方式
本发明提供的防砂筛管可以应用于油井、气井等油气井的开采作业，主要用于将
砂粒阻挡在筛管之外实现防砂作用。应用时，首先需要将防砂筛管置入井中，可以为将防砂
筛管通过连接件2与油管连接后入井，置于产层附近，经防砂筛管过滤后的介质进入油管中
并被抽出，产层中的砂粒被阻挡在防砂筛管之外，从而隔离在油管或套管之外，使得砂粒留
在产层中能对地层起到支撑作用。
图1为本发明的防砂筛管的结构示意图。如图1所示，本发明提供的防砂筛管，包
括：基管1和多个过滤单元3；该基管1的管壁上设置有多个通孔，一个过滤单元3设置在一个
通孔4内。
举例来说，该基管1的长度为9.4m，外径139.7mm，内径为118.6mm。
通孔4为圆形，避免出现现有技术中使用矩形割缝，在矩形顶角处出现应力集中现
象，降低防砂筛管的抗挤压强度。而将过滤单元3设置在通孔4内，与基管1形成一体式结构，
同样避免了割缝筛管的过滤缝存在的应力集中问题，提高了抗挤压强度。同时可以避免将
过滤单元3设置在基管1外部，避免基管1外径尺寸过大，减小对完井后井眼尺寸的影响。
图2为图1中A处局部放大图，图3为图1中B处局部放大图。如图2、图3所示，每个过
滤单元3包括：过滤组件31和保护片33，该过滤组件31沿该基管1的外管壁到该基管1的内管
壁的方向设置有多个环形缝312。举例来说，每个过滤组件31上设置的环形缝312可以为1-9
条。过滤组件31上的环形缝312可使得流体中的杂质颗粒无法通过，用以对流体进行过滤。
该过滤组件31设置在该管壁上的通孔4内远离该外管壁的位置，该保护片33设置
在该管壁上的通孔4内靠近该外管壁的位置。具体地，该过滤组件31的外侧壁可以是与该通
孔4的内侧壁紧密结贴合，以防止流体中的杂质颗粒从过滤组件31的外侧壁与通孔4的内侧
壁之间的缝隙进入基管1中。
保护片33设置在该管壁上的通孔内靠近该外管壁的位置；保护片33上设置有通孔
331。该保护片33上的通孔为扇形通孔，该扇形通孔呈辐射状排列，其中，该扇形通孔的尖端
指向所述保护片的中央，该扇形通孔的弧边朝向保护片33的边缘。保护片33设置在该管壁
上的通孔内靠近该外管壁的位置，因而，保护片33还可称为外部保护片。通过在过滤组件31
上方设置保护片33，能有效减缓流体对过滤组件31的冲击，对过滤组件31具有保护作用，降
低了过滤组件31被冲蚀破坏的可能性，保证了过滤组件31的使用寿命。
本实施例中，由于基管1的管壁上设置有多个通孔4，每个通孔4内包括一个过滤组
件31，且过滤组件31沿基管1的外管壁到基管1的内管壁的方向设置有多个环形缝312，因而
增加了防砂筛管的过流面积，提高了过流能力，从而提高防砂效率；通过在过滤组件31上方
设置保护片33，能有效减缓流体对过滤组件31的冲击，对过滤组件31具有保护作用，降低了
过滤组件31被冲蚀破坏的可能性，保证了过滤组件31的使用寿命。
同时，本发明提供的防砂筛管还避免了过滤缝导致的应力集中，提高抗挤压强度。
可选的，在如上所述的防砂筛管的基础上，本发明还提供一种保护片。图4为本发
明的保护片33的主视图，图5为本发明的保护片33的俯视图。如图4、图5所示，该保护片33为
圆形片状结构，该保护片33上设置有多个扇形通孔331，该扇形通孔331呈辐射状排列，其
中，该扇形通孔331的尖端指向保护片33的中央，扇形通孔331的弧边朝向保护片33的边缘。
本实施例通过在保护片33上设置多个通孔331，能增大环形缝312与沙体的接触面
积，增加过滤沙体的体积，进而提高过流能力，从而提高防砂效率。
需要说明的是，图4和图5所示的保护片33的结构仅为一种结构实例，本发明提供
的防砂筛管中的保护片33还可以为其他类似的结构，在此不再赘述。
进一步的，图6为本发明基管1上的通孔4的径向剖视图，如图6所示，管壁上的通孔
4为由该外管壁至该内管壁方向上半径减小的台阶通孔，举例来说，该台阶通孔的半径最大
为13mm，最小为8mm，该过滤单元3设置在该管壁上的通孔4内最大半径位置对应的台阶上。
通孔4内部的台阶对过滤组件31有支撑作用，同时圆形台阶通孔4受力更为均匀，可以最大
程度上保持基管1的强度。
进一步的，在如上所述的防砂筛管的基础上，本发明还提供一种过滤单元。图7为
本发明过滤单元3的径向剖视图，如图7所示，每个过滤单元3还包括支撑座32，该支撑座32
包括侧板、底板和空腔；该侧板与该底板垂直设置，该底板上设置有至少一个通孔321，该空
腔为该侧板和该底板所形成的空腔；该底板设置在该管壁上的通孔4内最大半径位置对应
的台阶上；该侧板与该管壁上的通孔4贴合，该过滤组件31设置在该空腔内。其中，支撑座32
用于对过滤组件31进行支撑，将支撑座32设置为上述结构，可以对过滤组件31的侧壁进行
保护。
可选的，如图7所示的过滤单元3中还包括内支撑泄流片。内支撑泄流片设置在空
腔内靠近底板的位置。内支撑泄流片可对过滤单元中的过滤组件起到支撑作用，同时，内支
撑泄流片上开设的通孔具有泄流的功能，因为内支撑泄流片的通孔面积大于支撑座底板的
通孔321的孔面积，当沙体通过环形缝312后，首先接触内支撑泄流片，而后接触支撑座32；
孔面积沿沙体流动方向依次减小，保证细小的沙体能快速通过过滤单元3，避免造成堵塞。
需要说明的是，内支撑泄流片的具体结构可以与上述保护片的具体结构类似，在
此不再赘述。
进一步的，在如上所述的防砂筛管的基础上，本发明还提供一种过滤单元的支撑
座。图8为本发明的支撑座32的主视图，图9为本发明的支撑座32的俯视图，如图8、图9所示，
支撑座32的底板至少设置有一个通孔321，流体流经环形缝312进行过滤之后，通过通孔321
进入基管1内部，该通孔321可均匀设置多个，保证经过过滤组件31过滤的流体快速进入基
管1内部。
可选的，该支撑座是将直径为24-32mm的铝合金金属棒切成厚度为1-2mm的铝合金
片后，再通过冲压方式加工而成。
需要说明的是，图8和图9中所示的支撑座32的结构仅为一种结构实例，本发明提
供的防砂筛管中的支撑座32还可以为其他类似的结构，在此不再赘述。
进一步的，在如上所述的防砂筛管的基础上，本发明还提供一种过滤组件。图10为
本发明过滤组件31的俯视图，如图10所示，过滤组件31由半径不同的多个过滤环311套设组
成，相邻过滤环311之间设置有支撑条313，内过滤环311外侧壁设置有2-8个支撑条313，用
以在该相邻过滤环311间形成环形缝312，且相邻环形缝312宽度相等。
进一步的，该过滤组件的直径最大例如可以是25mm。
进一步的，在如上所述的防砂筛管的基础上，本发明还提供一种过滤组件中的过
滤环。图11为本发明的过滤环311的俯视图，图12为本发明的过滤环311的剖视图，如图11、
图12所示，沿该基管1外壁到该基管1内壁的方向，每个过滤环311厚度逐渐减小，每个环形
缝312宽度逐渐增大。外窄内宽的环形缝312设计，使得泥质颗粒和细砂进入过滤缝后不会
在过滤缝中停留而造成堵塞，具有“自洁”功能，抗堵塞能力强。
进一步的，该环形缝312宽度为最小例如可以是0.05mm，最大例如可以是1mm。
需要说明的是，图11和图12所示的过滤环311的结构仅为一种结构实例，本发明提
供的防砂筛管中的过滤环311还可以为其他类似的结构，在此不再赘述。
进一步的，在如上所述的防砂筛管的基础上，本发明还提供一种防砂筛管与外部
连接件的连接结构。图13为本发明的防砂筛管与连接件的连接结构示意图，如图13所示，防
砂筛管中的基管1一端与连接件2之间螺纹连接，即在基管1的一端设置有外螺纹，在连接件
2的一端设置有与基管1的外螺纹相匹配的内螺纹，基管1与连接件2之间以螺纹方式固定为
一体，本实施例中，连接件2另一端需要与油管相连，因此，连接件2另一端也可以与油管以
螺纹方式连接，本实施例中，基管1与连接件2以螺纹方式连接时，基管1与连接件2之间为可
拆卸的，这样方便安装和拆卸。
需要说明的是，图13所示的基管1与连接件2的螺纹连接方式仅为一种连接方式的
实例，本发明提供的防砂筛管中的基管1与连接件2的连接方式还可以为其他类似的连接方
式，在此不再赘述。
进一步的，本实施例基管1和连接件2采用可钻性良好的铝合金材料加工制成，过
滤组件31、支撑座32、保护片33则采用不锈钢材料加工制成。
现有技术防砂筛管多由合金钢制成，但合金钢硬度、强度较大，抗压性较强，但是
现有防砂筛管一旦堵塞或掩埋，砂子难以清理，同时防砂筛管不易钻成碎片，这样现有的防
砂筛管出现堵塞或掩埋一般都无法打捞出来，严重影响油井开采效率，甚至造成油井报废，
本实施例中，防砂筛管的基管1采用铝合金制成，与合金钢相比，其密度较低，相同体积下质
量较轻，硬度低，耐腐蚀性好，使用寿命长，易破碎，当防砂筛管被掩埋后，只需要一般的钻
磨工具即可将防砂筛管钻成碎片，同时由于其密度较小，钻成碎片后易于打捞，将筛管碎片
打捞出来后可以继续对油井进行开采，从而减少油井报废量，进而减少了经济损失。
优选的，本实施例中，过滤组件31、支撑座32、保护片33采用不锈钢材料制成，不锈
钢材料耐冲蚀、耐腐蚀，降低了过滤组件31被冲蚀破坏的可能性。
本发明还提供一种防砂筛管的制作方法。图14为本发明防砂筛管制作方法的流程
图。如图14所示，该方法可包括以下步骤：
S1401、在基管1的管壁上均匀钻取多个通孔4。
具体的，该管壁上的通孔4为由该外管壁至该内管壁方向上半径减小的台阶通孔，
该过滤单元3设置在该管壁上的通孔4内最大半径位置对应的台阶上。通孔4内部的台阶对
过滤组件31有支撑作用，同时圆形台阶通孔受力更为均匀，可以最大程度上保持基管1的强
度。
S1402、将一个过滤组件31和一个保护片33组装，形成多个过滤单元3中的一个过
滤单元3；其中，该过滤组件31沿该基管1的外管壁到该基管1的内管壁的方向设置有多个环
形缝312；该保护片33上设置有通孔331。
可选的，该保护片33采用直径为22-24mm的铝合金金属棒切割成厚度为1-2mm的铝
合金片，通过冲压方式加工成为圆形片状结构，该保护片33上设置有多个通孔331；该过滤
组件31由半径不同的多个过滤环311套设组成，该过滤环31由不同直径的不锈钢金属棒切
割成厚度为3-6mm的金属片后，采用数控机床通过切削方式将金属片加工而成，相邻过滤环
311之间设置有支撑条313，用以在该相邻过滤环311间形成环形缝312，且相邻环形缝312宽
度相等；在该外管壁到该内管壁方向上，每个过滤环311厚度逐渐减小，该相邻过滤环311间
的环形缝312宽度逐渐增大；该防砂筛管中，由于基管1的管壁上设置有多个通孔，每个通孔
内包括一个过滤组件31，且过滤组件31沿基管1的外管壁到基管1的内管壁的方向设置有多
个环形缝312，因而增加了防砂筛管的过流面积，提高过流能力，从而提高防砂效率。
S1403、将每个过滤单元3中的过滤组件31安装在该管壁上的通孔4内远离该外管
壁的位置，该保护片33安装在该管壁上的通孔4内靠近该外管壁的位置。
采用该方法制造的防砂筛管，将过滤单元3安装在通孔4内，与基管1形成一体式结
构，避免了割缝筛管的过滤缝存在的应力集中问题，提高了防砂筛管的抗挤压强度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。