專利名稱：燒結(jié)金屬濾砂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建成開采井所需裝置，具體地則涉及從水井、油井、氣井和回采井的流入的地層流體中將未固結(jié)的物料清除掉的井下濾砂器。
在建成一口油井及/或氣井的過程中，通常是把一串套管打入到鉆孔中，然后再將生產(chǎn)管子放入套管中。在井下，在通過一個或多個生產(chǎn)區(qū)的部位在套管上打孔，以使產(chǎn)品流體進入套管內(nèi)。在生產(chǎn)過程中地層中的砂粒也隨著地層流體被沖入流道內(nèi)。地層砂是一種相對細的砂，它會刷蝕流道內(nèi)的部件。
在一些完井中，井孔內(nèi)并不放下套管，這樣在產(chǎn)生油或氣的區(qū)段就存在一個敞開面，這種敞開的鉆孔(未下套管的)方式用在諸如水井、試驗井和水平完井內(nèi)。
生產(chǎn)管子與開孔的套管間(下套管的井)或與敞開的鉆孔面(未下套管的井)之間的流道內(nèi)要設(shè)置一個或多個濾砂器。通常是在濾砂器的上方裝設(shè)一個封隔器以將產(chǎn)品流體流入生產(chǎn)管子的這個環(huán)形區(qū)段與其他區(qū)段隔開。在濾砂器周圍的環(huán)形空間內(nèi)填充著相當(dāng)粗的砂子或礫石作為一種粗濾裝置，以減少地層細砂到達濾砂器。使用一根維修套管或維修封閉裝置(SSU)來探測濾砂器周圍的礫石。在完成建井工程時，用泵將礫石沖擠入濾砂器四周的生產(chǎn)地層中，以將流入井內(nèi)的流體中的未固結(jié)物料擋住。礫石從維修套管中以與水或凝膠形成的漿液狀態(tài)泵送到封隔器的下方或濾砂器的上方。礫石也充滿了濾砂器與井壁套管間的環(huán)形空間。如果濾砂器是裝設(shè)在未下套管的敞開式井孔內(nèi)的，則礫石層就支承著四周的未固結(jié)的地層。
傳統(tǒng)的濾砂器使用一根周圍開孔的心軸，其外部用軸向布置的間隔棒、間隔桿、或間隔筋圍住，然后用一根金屬線以整齊地間隔開的螺旋形的方式纏住在間隔棒的外面，使每一匝之間都留有一個預(yù)先規(guī)定的軸向間隙。此類濾砂器可見于都屬于美國德州休斯敦霍華德·史密斯濾網(wǎng)公司的美國專利3，785，409號、3，958，634號和3，908，256號。匝間的空隙可允許地層流體流過，但卻不讓那些穿透了礫石充填層的顆粒物諸如砂或礫石通過。
有一個在生產(chǎn)初期會碰到的問題，即當(dāng)?shù)[石充填好了以后，但在礫石層還未穩(wěn)定以前，細砂會隨著地層流體通過礫石層。一種不少見的情況是，在礫石充填層最終固結(jié)而能供給清潔的產(chǎn)品之前，相當(dāng)數(shù)量的細砂已經(jīng)通過了。在礫石充填好了并將該井投入生產(chǎn)的初始階段，這些細砂會通過礫石層并進入濾砂器外面的金屬線和心軸的開孔間的環(huán)形空隙內(nèi)，并沉積在那里。在一些情況下它會引起濾砂器的嚴重磨損并最終使它失效。在另外一些情況下，這些細砂會挾帶一些含碳的、含硅的、或有機的物質(zhì)，它們會將心軸的通流面積完全塞住，這樣在完井后不久就需將該井完全停下。在深井中，當(dāng)濾砂器堵塞住后，生產(chǎn)管子內(nèi)部的壓力就降低，地層的壓力會將濾砂器和生產(chǎn)管壓垮。此外，當(dāng)周圍的地層喪失了大量砂子之后，該地層也會垮下，引起井孔套管的損壞，造成生產(chǎn)量降低或停產(chǎn)。
為了解決上述堵塞問題所進行的一個努力就是預(yù)先在中間的心軸與外面的線繞濾網(wǎng)之間的環(huán)形空隙內(nèi)充填礫石。這種預(yù)充填的礫石尺寸選擇得可以在生產(chǎn)初期排除隨著地層流體而來的細砂。這種預(yù)充填的濾砂器大量使用了天然礫石，也使用了環(huán)氧樹脂涂面的礫石。有些預(yù)充填的井下過濾器遇上了回收的困難，因為它們的外徑大于傳統(tǒng)的井下過濾器。為了使得預(yù)充填的井下過濾器便于回收，往往只得將心軸做得細些，但這樣就限制了生產(chǎn)孔徑和完井工具套管的孔徑。
有一些現(xiàn)有技術(shù)的井下過濾器使用了內(nèi)置的金屬網(wǎng)或鋼絲編織的濾芯以取得最大的環(huán)形空間和保持住預(yù)充填的過濾物料。這類結(jié)構(gòu)在美國專利4，858，691和4，856，591號中有述及。此類編織的金屬布做的保持裝置并不像傳統(tǒng)的肋骨-通道結(jié)構(gòu)那樣便于流通，后者通常是用井下過濾器習(xí)用的電阻焊工藝來制作的。金屬布做的保持裝置是直接包在有孔的心軸外面的，所以實際上可以允許流體流過的僅僅是它復(fù)蓋在孔上的那部分面積。即使如此，其流通還受到金屬布搭接處的遮蔽作用的限制。
使用細金屬布做的保持裝置的濾砂器會發(fā)生堵塞，因為金屬布的孔徑要比外部的過濾件上的流通孔小得多。在美國專利4，858，691號中使用的金屬布的孔是大約40到200號篩目，它的流通面積比外面的顆粒限制圓筒的流通面積小得多。因此可以看出，使用美國專利4，858，691號那種金屬布濾網(wǎng)的完井，當(dāng)砂粒將其堵塞時會影響這些井的初期試生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的在于，上面提到的現(xiàn)有技術(shù)的一些限制條件在本發(fā)明中可以被克服，它是應(yīng)用一種用金屬粉末模壓形成一根冶金學(xué)上是一體的、剛性的管形結(jié)構(gòu)結(jié)而成的管形濾砂器。這是用了“在冶金學(xué)上是一體的”這樣一個詞，其含義是集在一起的金屬顆粒是由高溫高壓條件下的結(jié)所引起的原子間的擴散作用粘合在一起的。燒結(jié)金屬的濾體用電拋光工藝來改善其抗腐蝕性能、降低其機械應(yīng)力、減少其表面阻力、并減少其被例如粒度為74～100微米的細砂或其他顆粒堵塞的發(fā)生率。此外，電拋光還使其孔徑增大到相當(dāng)于具有40～60目有效孔徑的篩孔，其孔的平均尺寸為150微米。
在本發(fā)明的第一實施方案中，該管形的燒結(jié)金屬濾砂器是裝在一根連續(xù)長度為20到30英尺(約6～9米)的心軸上的。在這樣的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，此濾砂器的抗破碎強度和抗拉強度與傳統(tǒng)的預(yù)充填式的濾砂器可以比擬;該管形的燒結(jié)金屬濾砂器可以起到常規(guī)的預(yù)充填層功能和過濾器的功能。
在本發(fā)明的另一個替代實施方案中，不使用心軸而該燒結(jié)金屬濾砂器端部具有帶螺紋的銷套連接附件，該具有附件的端部是與管形的中間段一體形成的，這樣該濾砂器的外表面上就完全沒有焊縫和表面變形了。在此一體結(jié)構(gòu)的實施方案中，該燒結(jié)金屬濾砂器具有最大的內(nèi)孔徑和最小的外徑。
因為螺旋形纏繞的金屬線和軸向布置的間隔棒都不用了，因此該燒結(jié)金屬濾砂體可以有預(yù)充填礫石的作用但仍具有所要求的孔隙度而不致減少生產(chǎn)所需的開孔尺寸。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點對于熟悉本行業(yè)的專業(yè)人員來說，在閱讀了后面結(jié)合附圖敘述的詳細說明以后，就可以充分地體會出來。


圖1是簡化了的示意圖，它示出含油氣地層的垂直斷面，地層中開有一口已建成的生產(chǎn)井，井中裝有多個按照本發(fā)明的濾砂器;
圖2是一個裝配在支承心軸上的部分切開了的燒結(jié)金屬濾砂器的透視圖;
圖3是圖2中所示的濾砂器的部分切開的正視圖;
圖4是圖3中沿4-4線切開的斷面圖;
圖5是圖4中沿5-5線切開的斷面圖;
圖6是具有整體形成的端部結(jié)構(gòu)的燒結(jié)金屬濾砂器的部分切開正視圖;
圖7是與圖6相似的視圖，圖中燒結(jié)金屬濾砂器的內(nèi)孔直徑放至最大;
圖8是根據(jù)本發(fā)明制成的燒結(jié)金屬濾砂器的外表面區(qū)的放大了的顯微圖;
圖9是簡化了的斷面圖，示出了裝在水平完井中的按本發(fā)明的燒結(jié)金屬濾砂器;
圖10是兩個裝在一起并由心軸支承著的燒結(jié)金屬濾砂器的部分切開、部分斷面的正視圖;
圖11是簡化了的斷面圖，圖中示出未下套管的水平完井;
圖12是簡化了的示意圖，圖中示出在薄油氣層中的水平生產(chǎn)完井。
在下面的說明中，類似的部件都用同一個代號來表示，為了很清楚地顯示本發(fā)明的一些細節(jié)和特征，附圖不是按比例尺畫的，某些部分是放大了的。
現(xiàn)參閱圖1，地層10中穿過一口生產(chǎn)井12。一串油井套管14穿過多層頂巖16，再穿過含油氣層10，然后穿過一層或幾層底巖18。穿過含油氣層10的那段套管14壁上開有許多穿透的孔20，以便附近含油氣的地層10中的地層流體可以流入套管。套管14的下端裝有一個井底封隔器22，該井底封隔器22與套管14的內(nèi)壁形成密封連接，最好位于低于含油氣層10的標高處。
含油氣層夾在頂巖16和底巖18之間，后兩者是典型的不透水粉砂巖或其他不含油氣的巖石。本發(fā)明的濾砂器特別適合于在水平延伸的含油氣層中使用，例如在圖中所示出者，其厚度在100英尺左右(約30米)到500英尺左右(約152米)。為了說明起見，假定該含油氣層10在地面下7500英尺(約2286米)深處，具有約2000磅/英寸2(約140公斤/厘米2)的油層壓力和約130°F(約54℃)的油層溫度。含油氣層10上面的頂巖16和下面的底巖18都是不透氣的。
建成后的生產(chǎn)井內(nèi)裝有多個管形濾砂器S1、S2、S3、S4，這些濾砂器由下部生產(chǎn)套管24支承，著該生產(chǎn)套管24懸掛在生產(chǎn)封隔器26上。生產(chǎn)封隔器26含有錨定卡瓦28和彈性密封件30。生產(chǎn)封隔器26以可松開的方式密閉性地撐住在油井套管14的內(nèi)壁上。通過濾砂器S1-S4和生產(chǎn)套管24收集到的地層流體流經(jīng)上部套管32到達井口置34。井口裝置34支承著生產(chǎn)套管32的上端并封閉套管14。地層流體36經(jīng)由管道38送到地面儲槽內(nèi)。
現(xiàn)參閱圖2 3、4和5。濾砂器S1與濾砂器S2、S3、和S4是同型的。濾砂器S1有一個管形的心軸40，在該心軸上套有一個按規(guī)定長度，例如20英尺(6米)制作的管形濾砂體42。該管形心軸徑向地開有流通孔44，這些流通孔44沿著心軸40長度上的平行螺旋線開設(shè)。徑向流通孔44是使能夠通過外層的燒結(jié)金屬濾砂體42的流體都流入心軸。流通孔可以按任何排列方式開設(shè)，也可以有任何個數(shù)，例如每英尺29個孔(每米95個孔)，總之要能滿足預(yù)期流入生產(chǎn)套管24的地層流體量通過所需的流通面積。
帶孔的心軸40最好具有一個帶螺紋的銷連接端46，而在其另一端則有一個帶螺紋的接箍48，以供與生產(chǎn)套管24或與其他濾砂器連接。燒結(jié)金屬濾砂體42則是通過其兩端的環(huán)形焊縫50同心軸40聯(lián)結(jié)的。
該濾砂體42是一個允許流體流過它的微孔，但能阻攔顆粒通過的物體。它是同心軸40分開制成的。在推薦的實施方案中，該濾砂體42是由金屬粉末燒結(jié)成的單元多孔體。使用的金屬粉末最好是一種耐腐蝕的金屬，諸如不銹鋼、鎳、鎳鉻合金，例如以商品名“蒙乃爾合金”(Monel)和“因科鎳合金”(Inconel)出售的合金。該燒結(jié)金屬濾砂體42最好具有孔徑為100-150微米，相當(dāng)于40-60目篩孔的基體。
該燒結(jié)金屬的管形濾芯42是用等靜壓成型技術(shù)制成的。使用該技術(shù)時，將具有合適粒度的金屬粉末，例如0.001-0.002英寸(0.0254-0.0508毫米)的不銹鋼碎料，倒入合適長度和直徑的管狀模子內(nèi)，然后將在模子內(nèi)的金屬粉末加壓20分鐘至2個小時，壓力為65，000磅/英寸2(4，569公斤/厘米2)，使之形成一根金屬粉末構(gòu)成的管子。然后將這根壓成的管子移置入一臺燒結(jié)爐，在爐內(nèi)加熱到1，600-1，800°F(871-982℃)。完成燒結(jié)以后，該壓成的管子被冷卻并接受進一步的加工，包括切割至所需的長度并在兩端形成帶螺紋的銷箍接頭。
由于采用了上述的燒結(jié)工序，完全由燒結(jié)的金屬粉末做成的濾砂體42是一個治金學(xué)上一體的剛性的管子結(jié)構(gòu)。在加熱工序中，集在一起的金屬碎料由于原子間的擴散作用而粘結(jié)起來，原子擴散是高壓高溫下將顆粒燒結(jié)時的一種現(xiàn)象。形成的物體的孔隙度是與原始的顆粒度和成型時使用的等靜壓成比例的。使用的不銹鋼碎料的長度是0.001-0.002英寸(0.0254-0.0508毫米)，當(dāng)它們在60，000磅/英寸2(4，218公斤/厘米2)的壓力下壓制成型并在1，800°F(982℃)下，亦即是前面提到的條件下，燒結(jié)后，所形成的孔隙約100微米，相當(dāng)于40目的篩孔。
希望得到能允許74-100微米粒徑的細砂通過的孔徑，這是在油井進行生產(chǎn)初期所產(chǎn)生的細砂粒的粒徑，此時礫石充填層還未最終固化，因而產(chǎn)品還不是十分干凈。相應(yīng)地，在某些場合下，希望將孔徑增至100-200微米，這樣的孔徑將會允許粒徑為74-100微米的細砂粒通過。這種粒徑的砂粒將會在礫石充填層固化前引起堵塞。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，該燒結(jié)金屬的濾砂體42要經(jīng)受一道電拋光的工序來增加它的孔徑，使之達到具有相當(dāng)于40-60目篩孔有效直徑，亦即是孔徑為100-200微米，其平均孔徑在150微米左右。
在推薦的實施方案中就是將燒結(jié)金屬濾砂體42進行電拋光的。電拋光是一種電化學(xué)過程，在該過程中金屬被電流帶走，而不是被其沉積。在進行電拋光時，燒結(jié)金屬體42作為陽極放入一個合適的電解池，當(dāng)通以電流時，燒結(jié)體42的整個表面上形成一層極化的薄膜。在燒結(jié)的金屬濾砂體表面上的微型凹坑處的極化薄膜厚度最大，而在微凸出點上的薄膜厚度最小。在極化薄膜最薄處的電阻值最低，因此金屬的溶解率最高。這樣，在電拋光過程中，那些微型凸出點比微型凹坑處的金屬消失得快得多，從而形成一個非常平滑和光亮的表面。
電拋光帶來的一個意外的好處，是當(dāng)燒結(jié)體上凹坑內(nèi)的金屬被消蝕時，它擴大了孔徑。按上述例子中的用0.001-0.002英寸(0.0254-0.0508毫米)不銹鋼碎料在60，000磅/英寸2(4，218公斤/厘米2)壓力下成型燒結(jié)后的濾砂體42來說，得到的原始平均孔徑為100微米或更小一些，但當(dāng)進行電拋光使其表面光滑化以后，其平均孔徑被擴大到150微米，相當(dāng)于40-60目的篩孔。
電拋光帶來的后果是，由于去掉了毛刺、金屬末和嵌置在表面內(nèi)的刮削性顆粒，該物體的抗腐蝕性提高了。由于電拋光將管形濾芯42表面上的損傷以及表皮內(nèi)的冷作效應(yīng)去除了，因而消除原先存在的內(nèi)應(yīng)力。此外，電拋光可使燒結(jié)金屬體具有非顆粒化的表面，使原先外表面上的暴露面積減少90%。去掉了表面上的不平整處以后，可使粒度為74-100微米的顆粒被俘獲住的立足點很少存在，也就是消除了引起堵塞的顆粒滯留點。電拋光還降低了燒結(jié)金屬濾砂體外表面的摩擦阻力系數(shù)，因為毛糙的突出點不是被去除，就是被圓整了。
現(xiàn)參閱圖6和圖7，圖中示出了燒結(jié)金屬濾砂器的代替實施方案52和54，在這兩個實施方案中，心軸40不用了。而燒結(jié)金屬濾砂體42的兩端帶有螺紋段56、58，以供與一個帶內(nèi)螺紋的套管連接。濾砂器54也類似地帶有螺紋段60、62以供與帶內(nèi)螺紋的套管連接。在圖6所示實施方案中，濾砂體42具有加至最大的徑向厚度以取得最大的機械強度和抗機械應(yīng)力的能力，其內(nèi)孔52A也加至最大了。
在圖7所示的濾砂器54的壁厚減薄，以使其內(nèi)孔直徑54A能放大。在圖7中的結(jié)構(gòu)型式下，濾砂器54具有最大的內(nèi)孔直徑和最小的外徑。
圖8所示的顯微圖是將濾砂體42經(jīng)過電拋光處理后使基體內(nèi)的微孔擴大后的圖象?？梢钥闯鲭m然顆粒本身形狀是不規(guī)則的，但每個顆粒42A的邊緣都變得圓滑了;這些顆粒的平均粒度在100至200微米左右。
現(xiàn)在參閱圖9、圖10、圖11和圖12，它們示出了裝在水平完井內(nèi)的多段濾砂器S1、S2、S3……串接的狀況。在圖9中，串接的濾砂器S1、S2、S3……設(shè)置在水平井孔64內(nèi)，該井孔鉆在一個狹小的生產(chǎn)性地層66內(nèi)。該水平延伸的地層66的深度20尺至500英尺(約6米至152米)之間，其典型的水平延伸范圍在500至4000英尺(約152米至1220米)。該水平的井孔用一根開槽的套管68支撐著，該套管是在水平孔內(nèi)由可充氣的環(huán)形封隔器70支承著的。這些封隔器將裂縫區(qū)分隔開。
在圖11中，燒結(jié)金屬的濾砂器S1、S2、S3裝在一個未下套管的水平鉆孔72內(nèi)，該鉆孔水平地穿過一個未經(jīng)固結(jié)的地層74。礫石76被充塞到濾砂器S1、S2和S3之間的環(huán)形空間內(nèi)以支撐住其周圍的未經(jīng)固結(jié)的地層74。
在圖12中，是由多個具有圖7所示的一體形成的連接段的燒結(jié)金屬濾砂器54，構(gòu)成了長達數(shù)百英尺的濾砂段，裝設(shè)在一個水平完井內(nèi)穿過三個生產(chǎn)性地層的情景。
本發(fā)明的燒結(jié)金屬濾砂器為石油生產(chǎn)工業(yè)提供了顯著的技術(shù)優(yōu)點。該多孔性的燒結(jié)金屬濾砂器通過電拋光工藝保持了合適的孔徑，從而可以排除預(yù)先規(guī)定粒度的細砂;它具有與常規(guī)的線繞式濾網(wǎng)相當(dāng)?shù)臋C械強度而且具有固有的穩(wěn)定性，并且不需金屬線、骨料、間隔條等材料。濾砂器表面上的不規(guī)則處由拋光去除了，從而減少了顆粒的立足點因而可以避免細砂卡住而引起的堵塞。
濾砂器的燒結(jié)金屬原料是一種抗腐蝕的合金碎料，因此濾砂器可抗拒酸侵蝕和活性物質(zhì)的影響，也經(jīng)得住井下的高氯化物和高溫的考驗。
由于該燒結(jié)金屬濾砂器可以制造成20～30英尺(6～9米)，甚至更長些的成品，它具有相對大的流入表面積，這一特點特別適用于地層流體流入速度較低的完井內(nèi)，例如，用在水平完井內(nèi)。
此外，該濾砂器是用具有固有穩(wěn)定性的原料燒結(jié)而成的，它可以在模具中成型、車削、攻螺紋、按尺寸切割、焊接等按照常規(guī)的制造工藝利用常規(guī)的工具如同生產(chǎn)常規(guī)的管子一樣來加工。燒結(jié)成的管子可以加工成所需的長度，如同加工一般管子一樣。另外，該管形的濾砂器還可以加工成具有一體的螺紋銷套連接件，以與常規(guī)的生產(chǎn)用管件相連接。
本發(fā)明結(jié)合著一些實施例進行了說明，也描述了它們用于垂直的和水平完井中的方式。對公開了的實施方案作各種修改以及在完井中的不同使用方式對于本行業(yè)中專業(yè)人員來說都是可以設(shè)想的。因此本說明書所附的權(quán)利要求將包括這一類符合本發(fā)明精神和范圍的修改或變型實施方案。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)金屬濾砂器，是用于從地層流體中分離顆粒物質(zhì)的井下過濾裝置，它包括一根心軸，其管形的外壁上開有軸向分布的、徑向穿透的孔，以及一個能使地層流體透過但能阻住顆粒通過的裝在該心軸上的過濾體，其特征在于所述的阻住顆料通過的過濾體是一個金屬粉末燒結(jié)成的管形件；該燒結(jié)金屬的管形件的外表面經(jīng)過電拋光工藝的平整處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的井下過濾裝置，其特征是，所述的金屬粉末是不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的井下過濾裝置，其特征是，所述的金屬粉末是鎳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的井下過濾裝置，其特征是，所述的金屬粉末包含鎳鉻合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的井下過濾裝置，其特征是，所述的金屬粉末包含金屬碎料，其平均長度在0.001～0.002英寸(0.0254～0.0508毫米)范圍內(nèi)，其直徑顯著地小于其長度。
6.一種燒結(jié)金屬濾砂器，用于在水井、油井、氣井和回收井中將流入的井下流體中所含的未固結(jié)物料進行分離的井下過濾器，其特征在于，它是由金屬粉末燒結(jié)而成的一個管形的多孔體，該燒結(jié)金屬的多孔體有一個經(jīng)過電拋光工藝平整處理過的外表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的井下濾砂器，其特征是，所述的金屬粉末是不銹鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的井下濾砂器，其特征是，所述的金屬粉末是鎳。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的井下濾砂器，其特征是，所述的金屬粉末包含鎳鉻合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的井下濾砂器，其特征是，所述的金屬粉末包含金屬碎料，其平均長度在大約0.001到大約0.002英寸(0.0254～0.0508毫米)范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的井下濾砂器，其特征是，所述的管形多孔體的兩端分別形成帶螺紋的配件，以供與具有螺紋的連接套管相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的井下濾砂器，其特征是，所述的管形多孔體具有一個位于第一和第二徑向呈階梯形的端部段之間的中間段，所述的第一和第二徑向呈階梯形的端部段各自有一個帶螺紋的、供與具有螺紋的連接套管相連接的配件。
13.一種燒結(jié)金屬濾砂器的制造方法，包括下列步驟形成一個一體的、金屬粉末燒結(jié)成的管形多孔體;以及對所述的管形體進行電拋光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的制造井下濾砂器的方法，其特征是，所述的步驟里由下列內(nèi)容完成的將金屬碎料放入一個模子;向模子內(nèi)的金屬碎料施加壓力，直至這些碎料交錯地連結(jié)起來;將壓制成型的碎料放入爐內(nèi)焙烤，使用的溫度要足以使碎料變成帶有粘性并互相粘合起來，從而形成一個按冶金學(xué)是一體的、多孔的結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的制造井下濾砂器的方法，其特征是，所述的成型步驟是由下列內(nèi)容完成的制造平均長度約為0.001英寸至0.002英(0.0254～0.0508毫米)范圍內(nèi)的金屬碎料;向置于模子內(nèi)的金屬碎料施加大約60000至65000磅/英寸2(約4，218～4，571公斤/厘米2)的壓力;以及將壓制成型的碎料放在爐內(nèi)培烤，使用的溫度在大約1600～1800°F(871～982℃)，直至碎料變成帶有粘性并互相粘合起來。
16.一種具有流體能通過、但顆粒被阻住的物體構(gòu)成的供用于從地層流體內(nèi)清除未固結(jié)物料的改進型井下濾砂器，其特征在于，該阻擋顆粒通過的物體是一個金屬粉末燒結(jié)成的管形多孔體，其制造包括下列幾個步驟將平均長度約為0.001至0.002英寸(0.0254～0.0508毫米)的金屬碎料放入一個模子;向模子內(nèi)的金屬碎料施加壓力，直至這些碎料交錯地連接成一個結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的一體;以及將壓制成形的碎料放入爐內(nèi)焙烤，使用的溫度要足以使碎料變成帶有粘性并互相粘合起來，從而形成一個按冶金學(xué)是一體的、多孔的結(jié)構(gòu)，其在流通截面上的孔徑在74～100微米之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的井下濾砂器，其特征是，它包括將所述的管形井下過濾體進行電拋光的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的井下濾砂器，其特征是，所述的電拋光進行到直至所述的管形體內(nèi)的流通截面上的平均孔徑被擴大到在流通截面內(nèi)的尺寸為100～200微米之間，形成相當(dāng)于40～60目的有效篩孔。
全文摘要
一種用金屬碎料模壓并燒結(jié)成型的。按冶金學(xué)是一體的剛性管狀結(jié)構(gòu)(42A)的濾砂器(42)。金屬顆粒，例如不銹鋼碎料在高壓高溫條件下成型并燒結(jié)，通過原子間的擴散作用粘接起來，該燒結(jié)的金屬濾砂器通過電拋光處理后形成40～60目的有效篩孔，其孔隙(42B)的平均孔徑為150微米。電拋光將表面上的大部分不規(guī)則起伏去除了，使得粒經(jīng)在74～100微米的細砂很少有立足點以卡住或堆積起來堵塞該過濾器。
文檔編號C25F3/24GK1060886SQ9110923
公開日1992年5月6日 申請日期1991年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月22日
發(fā)明者布賴恩特·A·阿特伯里, 詹姆斯·E·斯潘格勒 申請人:奧蒂斯工程有限公司