JP2004324085A - Joint structure of shunt tube screen and connection method for shunt tube screen - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、、石油井戸、天然ガス井戸、水井戸などの井戸用スクリーンに関し、特にグラベルを含有するスラリーの流路を構成するシャントチューブを外側ワイヤとベースパイプの間の空間内に設けたシャントチューブスクリーンの継手構造およびシャントチューブスクリーンの接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来特許文献1により、所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するベースパイプと、該ベースパイプの外周側においてスクリーンの円周方向に所定間隔で配置されスクリーンの軸方向に延長する複数のサポート部材と、該サポート部材の外周に所定幅のスリットを形成するように巻回されたワイヤと、該ワイヤの内側においてグラベルを含有するスラリーの流路を構成しスクリーンの軸方向に延長する1または複数のシャントチューブを備え、該シャントチューブとスクリーン外部を連通させる複数の開口を形成したシャントチューブスクリーンが開示されている。
【0003】
この井戸用スクリーンを複数本順次接続して井戸穴に設置する場合に、隣合う2本のスクリーンを接続するには、図8の部分断面図に示す継手構造が用いられている。図8において、スクリーン100、100のベースパイプ102、102の対向する接続端部102a、102aはネジが切られており、両端部にネジが切られた短筒状のカップリング130によって相互に接続されている。各スクリーン100、100のシャントチューブ106、106の端部はベースパイプ102に対し環状に溶接されていて環状シール部131、131が形成されている。両シャントチューブ106、106はジョイント133、133によって接続管134に連結されており、これによって両シャントチューブ106、106は相互に連通している。なお、符号105はシャントチューブ106の外周にらせん状に巻回されたワイヤを示す。
【0004】
図9は、上記従来のシャントチューブスクリーンの接続方法の他の例を示す部分断面図である。図9において、スクリーン100、100のベースパイプ102、102の対向する端部102a、102aにはネジが切られていて相互に螺合しており、ベースパイプ102、102は同一外周面を形成している。各シャントチューブ106、106の端部はベースパイプ102、102に対し環状に溶接されていて環状シール部131、131が形成されている。両シャントチューブ106、106の端部を覆うようにして両シャントチューブ106、106間に短筒状のカバープレート135が跨設されており、このカバープレート135の両端部はスチールバンド137、137によってシャントチューブ106、106の端部06a、106aに対し固定されている。このカバープレート135の内周面と前記接続されたベースパイプ102、102の外周面との間の空間136が両シャントチューブ106、106を相互に連通させる環状空間を形成しており、この空間136はまた円周方向に間隔をおいて配置された各シャントチューブから流れ出したグラベル含有スラリーを相互に混合させる混合室として機能する。
【0005】
【特許文献1】
米国特許第5,476,143号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のシャントチューブスクリーンの接続方法において、図9の方法は、単一種類のグラベルを井戸穴に供給する場合には問題なく機能するが、井戸穴の状況により井戸穴におけるある場所においてはタイプAのグラベルを使用し他の場所においてはタイプBのグラベルを使用する必要がある場合は、シャントチューブをタイプAのグラベルを供給するものとタイプBのグラベルを供給するものとに分けて両グラベルが目的の供給場所に到達するまで相互に混合しないように配慮しなければならず、図9の方法は空間136がグラベル含有スラリーの混合室として機能するので使用することができない。
【0007】
また、図8の方法によれば接続すべき各シャントチューブは接続管134によって相互に接続されるので、上記図9に示す方法のように異なる種類のグラベルが混合してしまうという問題は生じないが、接続現場においてシャントチューブ106とジョイント133の人手による嵌め合わせ作業やその後のジョイント133、133におけるボルト止め作業が必要であり、作業に手間と時間がかかり作業効率が悪いという欠点がある。
【0008】
本発明は、上記従来のシャントチューブスクリーンの接続方法における問題点を解決するためになされたものであって、シャントチューブにより異なる種類のグラベルを井戸穴の異なる場所に供給する必要がある場合でも効率的にスクリーンを接続することができるシャントチューブスクリーンの継手構造および接続方法を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するシャントチューブスクリーンの継手構造は、所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するベースパイプと、該ベースパイプの外周側に設けられた外側スクリーン部材と、該外側スクリーン部材の内側においてグラベルを含有するスラリーの流路を構成しスクリーンの軸方向に延長する1または複数のシャントチューブを備え、該シャントチューブとスクリーン外部を連通させる複数の開口を形成したシャントチューブスクリーンどうしを接続する継手構造であって、
接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングを備え、該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ該整列した両シャントチューブの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面が該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面に当接していることを特徴とするものである。
【0010】
本発明によれば、上方のスクリーンを回転することによってカップリングに下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、下方のスクリーンのシャントチューブと上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ整列した両シャントチューブの間に隙間が生じることないようにして、下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面が上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面に当接することにより両スクリーンの接続が完了するので、接続管やジョイント部材を使用する現場作業は一切不要であり、したがって、シャントチューブと接続管の嵌め合わせ作業やボルト止め作業を省略することができ、スクリーン接続における作業効率を大幅に改善することができる。
【0011】
本発明の一側面においては、該外側スクリーン部材は、スクリーンの円周方向に所定間隔で配置されスクリーンの軸方向に延長する複数のサポート部材と、該サポート部材の外周に所定幅のスリットを形成するように巻回されたワイヤを含む巻き線型スクリーンである。
【0012】
本発明の他の側面においては、該外側スクリーン部材は、該ベースパイプの外周側において該ベースパイプと同軸に配置され所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するスクリーンパイプである。
【0013】
本発明の一側面においては、該下方および上方のスクリーンのシャントチューブの少なくとも一方はカップリングの外周側に延長しており、該延長したシャントチューブの外周側には円筒状のシャントチューブ保護カバーが設けられていることを特徴とする。
【0014】
本発明のこの側面によれば、シャントチューブ保護カバーが設けられているので、スクリーンが井戸穴の中を進行する際にシャントチューブが外部から保護されるとともにスクリーンの進行を円滑に行うことができる。
【0015】
本発明の他の側面においては、該下方のスクリーンの上端部において該シャントチューブの外周側に設けられスクリーン支持具が嵌合する凹部が円周方向に形成されたスクリーン支持用リングと、該上方のスクリーンの下端部において該シャントチューブの外周側に設けられパワートングによって把持されるパワートング把持部が形成されたクランプ用リングとをさらに備えることを特徴とする。
【0016】
本発明のこの側面によれば、スクリーンを接続する際に下方のスクリーンはスクリーン支持用リングの凹部にスクリーン支持具を嵌合させることにより井戸穴に吊るされ、上方のスクリーンはクランプ用リングをパワートングによって把持することにより回転させることができるので、スクリーンのワイヤ部分を損傷するおそれがなく安全にかつ効率的にスクリーン接続作業を行うことができる。
【0017】
本発明の他の側面によれば、該シャントチューブ保護カバーは該スクリーン支持用リングの上端部と該クランプリングの下端部を覆うようにして配置されており、該スクリーン支持用リングおよび該クランプ用リングのそれぞれ外周面と該シャントチューブ保護カバーの内周面との間にはシール用リングが介装されていることを特徴とする。
【0018】
本発明のこの側面によれば、保護カバーと支持用リングおよびクランプ用リングの間がシールされるので、外部から砂や水がスクリーン内に侵入することを防止することができる。
【0019】
本発明の他の側面によれば、継手構造は、所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するベースパイプと、該ベースパイプの外周側に設けられた外側スクリーン部材と、該外側スクリーン部材の内側においてグラベルを含有するスラリーの流路を構成しスクリーンの軸方向に延長する1または複数のシャントチューブを備え、該シャントチューブとスクリーン外部を連通させる複数の開口を形成したシャントチューブスクリーンどうしを接続する継手構造であって、
接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングと、該下方のスクリーンのシャントチューブの上端面と該上方のスクリーンのシャントチューブの下端面の間に介装され該シャントチューブの外径よりも大きい外径を有するパッキングとを備え、該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ該整列した両シャントチューブと該介装されたパッキングの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面および該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面が該パッキングに当接していることを特徴とする。
【0020】
本発明のこの側面によれば、上方のスクリーンを回転することによってカップリングに下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、下方のスクリーンのシャントチューブと上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ整列した両シャントチューブと介装されたパッキングの間に隙間が生じることないようにして、下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面および上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面が該パッキングに当接させることにより接続作業を完成させることができる。したがって、スクリーン接続における作業能率を大幅に改善することができる。また、上下のスクリーンのシャントチューブ間に外径がシャントチューブの外径よりも大きいパッキングを介装するので、締付けトルクが予め設定された値に達したとき下方のシャントチューブの上端面と上方のシャントチューブの下端面が正確に一致していなくても該端面がパッキングの面と当接していれば上下のシャントチューブの間に隙間が生じることがなくグラベル含有スラリーがこの隙間から漏出するおそれがない。
【0021】
本発明の他の側面においては、該パッキングは該下方および上方の少なくともいずれかのスクリーンの各シャントチューブの端面に固定されていることを特徴とする。
【0022】
本発明の他の側面においては、該シャントチューブは上端部および下端部のいずれか一方が他方よりもスクリーンの円周方向に拡大された長さを有する端部開口部を備え、該パッキングは、該下方および上方のいずれか一方の各シャントチューブの端面に固定され、外周部に該シャントチューブの開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第1の円板状部材と、該下方および上方のスクリーンの他方の各シャントチューブの端面に固定され、該シャントチューブの該円周方向に拡大する長さを有する開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第2の円板状部材を備えることを特徴とする。
【0023】
本発明の他の側面においては、該スクリーンは、該シャントチューブの内周側において、該ベースパイプの外周面上においてスクリーンの円周方向に所定間隔で配置されたスクリーンの軸方向に延長する複数の内側サポート部材と、該内側サポート部材の外周に所定幅のスリットを形成するように巻回された内側ワイヤをさらに備えることを特徴とする。
【0024】
本発明の目的を達成するシャントスクリーンの接続方法は、所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するベースパイプと、該ベースパイプの外周側に設けられた外側スクリーン部材と、該外側スクリーン部材の内側においてグラベルを含有するスラリーの流路を構成しスクリーンの軸方向に延長する1または複数のシャントチューブを備え、該シャントチューブとスクリーン外部を連通させる複数の開口を形成したシャントチューブスクリーンどうしを接続する方法であって、接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングを該下方のスクリーンまたは該上方のスクリーンのいずれか一方のベースパイプに螺合させる工程と、
該下方のスクリーンを接続場所に吊り下げる工程と、
該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のスクリーンの中他方のスクリーンのベースパイプを螺合し、その際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ該整列した両シャントチューブの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面を該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面に当接させることを特徴とする。
【0025】
本発明の目的を達成するシャントスクリーンの他の接続方法は、所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するベースパイプと、該ベースパイプの外周側に設けられた外側スクリーン部材と、該外側スクリーン部材の内側においてグラベルを含有するスラリーの流路を構成しスクリーンの軸方向に延長する1または複数のシャントチューブを備え、該シャントチューブとスクリーン外部を連通させる複数の開口を形成したシャントチューブスクリーンどうしを接続する方法であって、
接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングを該下方のスクリーンまたは該上方のスクリーンのいずれか一方のベースパイプに螺合する工程と、
該下方のスクリーンのシャントチューブの上端面と該上方のスクリーンのシャントチューブの下端面の間に介装されるパッキングを該下方のスクリーンのシャントチューブの上端面と該上方のスクリーンのシャントチューブの下端面のいずれか一方に固定する工程と、
該下方のスクリーンを接続場所に吊り下げる工程と、
該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のスクリーンの中他方のスクリーンのベースパイプを螺合し、その際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ該整列した両シャントチューブと該介装されるパッキングの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面および該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面の中該パッキングが固定されていない端面を該パッキングに当接させることを特徴とする。
【0026】
本発明の他の側面において、継手構造は、所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するベースパイプと、該ベースパイプの外周側に設けられた外側スクリーン部材と、該外側スクリーン部材の内側においてグラベルを含有するスラリーの流路を構成しスクリーンの軸方向に延長する1または複数のシャントチューブを備え、該シャントチューブとスクリーン外部を連通させる複数の開口を形成したシャントチューブスクリーンどうしを接続する継手構造であって、
該シャントチューブは上端部および下端部のいずれか一方が他方よりもスクリーンの円周方向に拡大された長さを有する端部開口部を備え、該継手構造はさらに接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングと、該下方および上方のいずれか一方のスクリーンの各シャントチューブの端面に固定され、外周部に該シャントチューブの開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第1の円板状部材と、該下方および上方のスクリーンの他方の各シャントチューブの端面に固定され、該シャントチューブの該円周方向に拡大する長さを有する開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第2の円板状部材を備え、該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該第1および第2の円板状部材の対向する端面どうしが隙間なく当接していることを特徴とする。
【0027】
本発明の他の側面においては、所定の間隔で形成された複数の貫通孔を有するベースパイプと、該ベースパイプの外周側に設けられた外側スクリーン部材と、該外側スクリーン部材の内側においてグラベルを含有するスラリーの流路を構成しスクリーンの軸方向に延長する1または複数のシャントチューブを備え、該シャントチューブとスクリーン外部を連通させる複数の開口を形成したシャントチューブスクリーンであって、該シャントチューブは上端部および下端部のいずれか一方が他方よりもスクリーンの円周方向に拡大された長さを有する端部開口部を備え、該スクリーンはさらに接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングと、該下方および上方のいずれか一方のスクリーンの各シャントチューブの端面に固定され、外周部に該シャントチューブの開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第1の円板状部材と、該下方および上方のスクリーンの他方の各シャントチューブの端面に固定され、該シャントチューブの該円周方向に拡大する長さを有する開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第2の円板状部材を備えるシャントチューブスクリーンどうしを接続する方法であって、
該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該第1および第2の円板状部材の対向する端面どうしが隙間なく当接させるとを特徴とするシャントチューブスクリーンの接続方法が提供される。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明にかかるシャントスクリーンの継手構造を示すスクリーン軸方向断面図であり、図2は図1のA−A断面図である。
【0029】
継手構造1は隣合う2本のシャントチューブスクリーンを接続するもので、接続場所(施工現場)において下方に位置するシャントチューブスクリーン(図1中左側のスクリーン)を符号2で示し、上方に位置するシャントチューブスクリーン(図1中右側のスクリーン)を符号2’で示す。
【0030】
各スクリーン2、2’は、所定の間隔で形成された複数の流体取入れ用の貫通孔3aが穿設された円筒状のベースパイプ3と、その外周に円周方向に所定間隔で配置され、スクリーン2、2’の軸方向に延長する内側サポート部材を構成する丸棒からなる内側サポートロッド4と、内側サポートロッド4の外周側において所定幅ノスリットを形成するようにしてらせん状に巻回されたウエッジワイヤ等の内側ワイヤ5を備えている。内側ワイヤ5はサポートロッド4との各交差点においてサポートロッド4に溶接されている。サポートロッド4はベースパイプ3の貫通孔3aにかぶさらないように配置されている。
【0031】
スクリーン2、2’は、さらに、内側ワイヤ5からスクリーンの半径方向外側に所定の間隔をおいて、円周方向に所定間隔で配置され、スクリーン2、2’の軸方向に延長する外側サポート部材を構成する丸棒からなる外側サポートロッド6と、外側サポートロッド6の外周側において所定幅のスリットを形成するようにしてらせん状に巻回されたウエッジワイヤ等の外側ワイヤ7を備えている。
【0032】
外側ワイヤ7の内側において、内側ワイヤ5との間に形成された空間内にスクリーンの軸方向に延長する複数本(図示の実施形態においては図2に示されるように4本)のシャントチューブ8が等間隔で配置されている。シャントチューブ8はグラベル含有スラリーの流路を構成するものであり、図示の例では断面矩形の角筒状に形成されている。
【0033】
各シャントチューブ8の外周壁8bには、軸方向に所定の間隔をおいて丸孔等のスラリー流出口8aが形成されており、またスラリー流出口8aに対応する外側ワイヤ7の部分には丸孔等のスラリー流出口7aが形成されている。これらの流出口7a、8aを介してシャントチューブ8内のグラベル含有スラリーが流出しスクリーン外の井戸穴内に供給される。
【0034】
各スクリーン2、2’は、接続場所におけるスクリーン上端部に支持用リング9を備え、接続場所におけるスクリーン下端部にクランプ用リング10を備えている。支持用リング9とクランプ用リング10は継手構造の一部を構成するものである。支持用リング9は短筒状の部材でその断面図を図6に示す。
【0035】
支持用リング9は、本体9aと、その上端面に溶接され本体9aの外径よりも小さい外径を有する円板部9cからなる。円板部9cにはその周縁部に環状のシールリング溝9bが形成され、その外周側には複数本(図示の例では4本)のシャントチューブ8が挿通されるシャントチューブ挿通孔9eが形成され、中央にはベースパイプ3が挿通されるベースパイプ挿通孔9fが形成されている。本体9aの軸方向中央部にはスクリーン支持具が嵌合する環状の凹部9dが円周方向に形成されている。
【0036】
クランプ用リング10は短筒状の部材でその断面図を図5に示す。クランプ用リング10は、本体10aとその下端面に溶接され本体10aの外径よりも小さい外径を有する円板部10cからなる。円板部10cにはその周縁部に環状のシールリング溝10bが形成され、その外周側には複数本のシャントチューブ8が挿通されるシャントチューブ挿通孔10eが形成され、中央にはベースパイプ3が挿通されるベースパイプ挿通孔10fが形成されている。本体10aの軸方向中央部にはパワートングによって把持されるパワートング把持部10dが形成されている。
【0037】
図1に戻り、各スクリーン2、2’のベースパイプ3の軸方向外側に向けて縮径するテーパー上のネジが切られた上端部3bは支持用リング9の上端面から上方に所定の長さだけ突出しており、支持用リング9の円板部9cに溶接されている。またベースパイプ3の軸方向に外側に向けて縮径するテーパー状のネジが切られた下端部3cはクランプ用リング10の下端面から所定の長さだけ下方に突出しており、クランプ用リング10の円板部10cに溶接されている。
【0038】
また、内側サポートロッド4および内側ワイヤ5の上端部は支持用リング9の円板部9cに溶接され、これらの下端部はクランプ用リング10の円板部10cに溶接されている。外側サポートロッド6および外側ワイヤ7の上端部は支持用リング9の本体9aの下端面9gに溶接されており、これらの下端部はクランプ用リング10の本体10aの上端面10gに溶接されている。
【0039】
各スクリーン2、2’のシャントチューブ8はその下端面がクランプ用リング10の円板部10cの下端面10hと同一平面を形成し、シャントチューブ8の上端部8cは支持用リング9の円板部9cの上端面から突出してその上端は後述のカップリングによる連結部を超えて上方のスクリーン2’のクランプ用リング10の円板部10c付近にまで達している。シャントチューブ8は上端部8cにおいて支持用リング9の円板部9cに溶接され、下端部においてクランプ用リング10の円板部10cに溶接されている。
【0040】
カップリング11は図3の断面図に示すように、短筒状の部材で、接続場所において下方に位置するスクリーン2のベースパイプ3のネジを切られた上端部3bに螺合する軸方向外側に向けて拡開するテーパー状のネジ11cが切られた端部11aと上方に位置するスクリーン2’のベースパイプ3のネジを切られた下端部3cに螺合する軸方向外側に向けて拡開するテーパー状のネジ11dが切られた端部11bを備えている。図1に示す接続完了状態においては、両スクリーン2、2’のベースパイプ3、3はそのネジが切られた端部3bと3cがカップリング11のネジが切られた端部11a、11bに螺合することにより相互に接続されており連通している。
【0041】
本実施形態においては、下方のスクリーン2のシャントチューブ8の突出した上端部8cの上端面と上方のスクリーン2’のシャントチューブ8の下端面との間にはパッキング12が介装されており、このパッキング12は、図4の斜視図に示すように、シャントチューブ8の横断面形状と相似形で外径(縦横の長さ)がシャントチューブ8の外径よりも大きい矩形の板状部材からなり、中央部にはシャントチューブ8の内径と等しい内径(縦横の長さ)を有する開口12aが形成されている。パッキング12はアルミニウム、テフロン(登録商標)等充分な強度とある程度の弾性を有する材料によって形成することが好ましい。図示の実施形態においてパッキング12はアルミニウムからなり、その下端面が下方のスクリーン2のシャントチューブ8の突出上端部8cの上端面に溶接されている。
【0042】
図1の接続完了状態において、上方のスクリーン2’のシャントチューブ8の下端面はパッキング12の上端面に隙間なく当接しており、両スクリーン2、2’の対応するシャントチューブ8、8は長手方向に一線上に整列しており、パッキング12を介して相互に連通している。
【0043】
下方のスクリーン2の支持用リング9の上端部すなわち円板部9cの外周面と上方のスクリーン2’のクランプ用リング10の下端部すなわち円板部10cの外周面に跨るようにして円筒状のシャントチューブ保護カバー13が配置されており、シャントチューブ8の突出した上端部8cを覆って外部から保護している。保護カバー13の外周面は支持リング9の本体9aの外周面およびクランプ用リング10の本体10aの外周面と同一平面を形成しており、これによってスクリーンの井戸穴内における円滑な進行に寄与している。支持用リング9のシールリング溝9およびクランプ用リング10のシールリング溝10bにはそれぞれOリングからなるシールリング14が嵌装されており、保護カバー13の内周面と支持用リング9の円板部9cの外周面の間の間隙および保護カバー13の内周面とクランプ用リング10の円板部10cの外周面の間隙をシールしている。
【0044】
上記の説明から明らかなように、本実施形態において、継手構造1は、下方スクリーン2の支持用リング9、上方スクリーン2’のクランプ用リング10、カップリング11、パッキング12、シャントチューブ保護カバー13およびシールリング14を含むものである。
【0045】
次に上記の継手構造を使用して2つのスクリーン2、2’を接続する方法について図1および図7を参照して説明する。
【0046】
接続現場にスクリーンを搬入する前に予め工場等において上方のスクリーン2または下方のスクリーン2’のいずれか一方のベースパイプ3のネジが切られた端部3bまたは3cにカップリング11の対応する端部を螺合しておく。図7に示す例においては、カップリング11は下方のスクリーン2のベースパイプ3の上端部3bに予め螺合されている。また、予め工場等においてパッキング12を下方のスクリーン2のシャントチューブ8の上端面または上方のスクリーン2’のシャントチューブ8の下端面のいずれかに溶接、接着など適宜の手段により固着しておく。図7の例においては、パッキング12は下方のスクリーン2のシャントチューブ8の突出端部8cの上端面に固着されている。
【0047】
また、支持用リング9およびクランプ用リング10の各シールリング溝9b、10bには予めOリング14を嵌装しておく。
【0048】
この下方スクリーン2の支持用リング9の凹部9dに円弧状の把持部を有する公知のスクリーン支持具15を嵌め合わせることによって下方のスクリーン2を井戸穴16中に吊り下げるようにして支持する。
【0049】
次にシャントチューブ保護カバー13をその下端部が支持用リング9の円板部9cの外周面上を覆うようにして装着する。
【0050】
次に上方のスクリーン2’を下方のスクリーン2の真上から吊り降ろし、まず上方スクリーン2’を器具を使わず人手で回転することにより上方スクリーン2’のベースパイプ3のネジが切られた下端部3cをハンドタイト位置(人手ではこれ以上ネジを締められない限界位置)までカップリング11の上端部11bにねじ込む。次いで上方スクリーン2’のクランプ用リング10のパワートング把持部10d(図1)を公知のパワートング(図示省略)によって把持し、パワートングを人手で回転することによってベースパイプ3に締付けトルクを与え、上方のスクリーン2’のベースパイプ3の下端部3cをカップリング11の上端部11bにねじ込む。この場合パワートングとしてはトルク計を備えつけたものを使用し、締付けトルクが予め設定した値に達したときパワートングによる回転を停止する。締付けトルクの設定値は米国石油協会(American Petroleum Institute)が推薦する標準値(例えば5インチ×11.50ポンド管の場合184kgf・m)を使用することが好ましい。
【0051】
また、トルク計によって締付けトルクを計測するかわりにハンドタイト位置からのスクリーンまたはベースパイプの回転数によって適正な締付けトルク値を決定してもよい。本明細書においては、このようにスクリーン、ベースパイプまたはパワートングの回転数を決定してこの回転数に基きパワートングの停止を行う場合も「予め設定された締付けトルク値」に含めることとする。
【0052】
重要なことは、締付けトルクが予め設定した値に達したとき、下方のスクリーン2のシャントチューブ8と上方のスクリーン2’のシャントチューブ8が長手方向にほぼ整列し、かつ上方のスクリーン2’のシャントチューブ8の下端面とパッキング12の上端面の間に隙間が生じることないようにして、上方のスクリーン2’のシャントチューブ8の下端面をパッキング12の上端面に当接させることができるようにスクリーンの各構成要素の寸法を精密に設計しておくことである。なお、本明細書において、上下のシャントチューブが「長手方向にほぼ整列する」という表現は、上下のシャントチューブが幾何学的に正確に一線上に整列する場合のみを意味するものではなく、上下のシャントチューブの間に長手方向に若干のすれがあっても、上下のシャントチューブが相互に連通しておりグラベル含有スラリーがシャントチューブの外部に漏出することがないように接続されている場合を意味するものである。たとえば、後述の図10、図11に示す実施態様の場合も上下のシャントチューブスクリーン整列状態は「長手方向にほぼ整列している」状態に含まれるものである。
【0053】
「予め設定された締付けトルク値」は1点のみの値には限らず、ある基準値の前後における許容範囲内の値としてもよい。こうすることによって、接続作業中に、たとえば、保護カバー13を装着した後保護カバー13の上端部の外周面上の目視可能な場所に下方スクリーン2のシャントチューブの位置を示すマーキングを記すとともに上方スクリーン2’のシャントチューブ8の位置を示すマーキングをたとえばクランプリング10の下端部外周面上の目視可能な場所に記しておき、パワートングによりスクリーン2’を回転して締付けトルクが所定の許容範囲内に入った後該許容範囲から出るまでの間に上下のマーキングが合致したらその時点でパワートングの回転を停止すれば、上下のシャントチューブを締付けトルクの許容範囲内で整列させることができる。
【0054】
図1の実施形態においては、パッキング12は下方および上方の少なくともいずれかのスクリーン2、2‘の各シャントチューブ8の端面に固定されている。
【0055】
パッキングの態様としては、上記のパッキング12に限らず、種々の変更例を採用することができる。たとえば、図10の斜視図に示す変更例においては、シャントチューブ8の上端部および下端部のいずれか一方が他方よりもスクリーンの円周方向に拡大された長さを有する端部開口部8eを備え、シャントチューブ8の該開口部8e側の端部8fはラッパ状に拡径する形状に形成されている。この変更例において、パッキングは、下方および上方のいずれか一方の各シャントチューブの端面に固定され、外周部にシャントチューブの開口部に合致する開口部18aを有するとともに中央部にベースパイプ3が挿通される開口部18bを有する第1の円板状部材18と、下方および上方のスクリーンの他方の各シャントチューブ8の端面に固定され、シャントチューブ8の円周方向に拡大する長さを有する上記開口部8eに合致する開口部20aを有するとともに中央部にベースパイプ3が挿通される開口部20bを有する第2の円板状部材20からなるものである。
【0056】
この変更例においては、締付けトルクが予め設定された値に達したとき下方のシャントチューブと上方のシャントチュブが正確に一線上に整列していなくても両シャントチューブは外部からシールされた状態で連通しており、グラベルスラリーの供給時にグラベルスラリーが外部に漏出するおそれはない。
【0057】
図10および図11の変更例において円板状部材18、20をパッキングで構成しているが、円板状部材18、20をパッキングではなく、鋼材で成形しシャントチューブ8に溶接することによりシャントチューブ8と一体のシャントチューブ結合板として構成してもよい。
【0058】
円板状部材18、20は図示の例ではそれぞれ単一の円板として形成されているが、各円板18、20を複数(図示の例では4)の部分に分割しても全体として円板状であれば本明細書の「円板状部材」に含まれるものである。
【0059】
こうして両スクリーン2、2’のベースパイプ3、3がカップリングを介して接続されると同時に両スクリーン2、2’のシャントチューブ8、8が一線上に整列し、上方のスクリーン2’のシャントチューブ8の下端面がパッキング12の上端面に隙間なく当接することにより両スクリーン2、2’の接続が完了する。
【0060】
本発明が適用されるシャントチューブスクリーンは上記実施形態のものに限らず、上記米国特許第5,476,143号公報記載のシャントチューブスクリーンのすべてに適用することが可能である。したがって、上記米国特許の記載はここに参照することにより本明細書の一部を構成するものである。
【0061】
また、上記実施形態においては、外側スクリーン部材をサポートロッド6とワイヤ7からなる巻線型スクリーン(wire−wrapped screen)として構成しているが、これに限らず、これに限らず、たとえば図12の斜視図に示す多数のスリットが所定間隔で形成されたスリテッドパイプ(slitted pipe)または図13の斜視図に示す多数の丸孔が所定間隔で形成されたパフオレイテッドパイプ(perforated pipe)によって外側スクリーン部材を形成してもよい。
【0062】
上記実施形態においてスクリーンのサポート部材として丸棒からなるサポートロッドを使用しているが、サポート部材はこれに限らず、たとえば上記米国特許のFIG.1に示すような板状の部材でもよい。スクリーンのワイヤもウエッジワイヤに限らず種々の断面形状のワイヤを使用することが可能である。またシャントチューブの形状も矩形に限らず円筒形等他の形状のものを使用してもよい。さらにパッキングは使用することが好ましいが、省略することも可能であり、使用する場合もその形状はシャントチューブの形状に合わせて例えば円形リング等他の形状のものを使用することもできる。
【0063】
上記実施形態においては、下方のスクリーンのシャントチューブを突出させているが、逆に上方のシャントチューブを突出させ、下方のスクリーンのシャントチューブはその上端面が支持用リング9の上端面と同一平面になるように配置してもよい。また上下のスクリーンの各シャントチューブがカップリング11の外周側の空間内で当接するように配置してもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、上方のスクリーンを回転することによってカップリングに下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、下方のスクリーンのシャントチューブと上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ整列した両シャントチューブの間に隙間が生じることないようにして、下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面が上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面に当接することにより両スクリーンの接続が完了するので、接続管やジョイント部材を使用する現場作業は一切不要であり、したがって、シャントチューブと接続管の嵌め合わせ作業やボルト止め作業を省略することができ、スクリーン接続における作業効率を大幅に改善することができる。
【0065】
また、本発明の他の側面によれば、上方のスクリーンを回転することによってカップリングに下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、下方のスクリーンのシャントチューブと上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向に整列し、かつ整列した両シャントチューブと介装されたパッキングの間に隙間が生じることないようにして、下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面および上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面が該パッキングに当接させることにより接続作業を完成させることができる。したがって、スクリーン接続における作業能率を大幅に改善することができる。また、上下のスクリーンのシャントチューブ間に外径がシャントチューブの外径よりも大きいパッキングを介装するので、締付けトルクが予め設定された値に達したとき下方のシャントチューブの上端面と上方のシャントチューブの下端面が正確に一致していなくても該端面がパッキングの面と当接していれば上下のシャントチューブの間に隙間が生じることがなくグラベル含有スラリーがこの隙間から漏出するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の継手構造の1実施形態を示す断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】カップリングの断面図である。
【図4】パッキングの斜視図である。
【図5】クランプ用リングの断面図である。
【図6】支持用リングの断面図である。
【図7】下方のスクリーンを支持具により井戸穴内に吊り下げた状態を示す断面図である。
【図8】従来のシャントチューブスクリーンの接続方法を示す部分断面図である。
【図9】従来のシャントチューブスクリーンの他の接続方法を示す部分断面図である。
【図10】シャントチューブの拡大した開口部を示す斜視図である。
【図11】パッキングの変更例を示す斜視図である。
【図12】ベースパイプの変更例を示す斜視図である。
【図13】ベースパイプの変更例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 継手構造
2、2’ シャントチューブスクリーン
3 ベースパイプ
4 内側サポートロッド
5 内側ワイヤ
6 外側サポートロッド
7 外側ワイヤ
8 シャントチューブ
9 支持用リング
10 クランプ用リング
11 カップリング
12、18、20 パッキング
13 シャントチューブ保護カバー
14 シールリング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a screen for a well such as an oil well, a natural gas well, and a water well, and more particularly, to a shunt in which a shunt tube constituting a flow path of a slurry containing a gravel is provided in a space between an outer wire and a base pipe. The present invention relates to a joint structure of a tube screen and a method of connecting a shunt tube screen.
[0002]
[Prior art]
According to Patent Document 1, a base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, and a plurality of base pipes arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the screen on the outer peripheral side of the base pipe and extending in the axial direction of the screen. A support member, a wire wound so as to form a slit having a predetermined width on the outer periphery of the support member, and a flow path for a slurry containing gravel inside the wire and extending in the axial direction of the screen. Alternatively, a shunt tube screen including a plurality of shunt tubes and forming a plurality of openings for communicating the shunt tubes with the outside of the screen is disclosed.
[0003]
When a plurality of well screens are sequentially connected and installed in a well hole, a joint structure shown in a partial cross-sectional view of FIG. 8 is used to connect two adjacent screens. In FIG. 8, the opposite connection ends 102a, 102a of the
[0004]
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing another example of the conventional connection method of the shunt tube screen. In FIG. 9, the
[0005]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. No. 5,476,143
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the connection method of the conventional shunt tube screen described above, the method of FIG. 9 functions without problem when a single type of gravel is supplied to the well hole, but the type of the shunt tube screen may be changed at a certain position in the well hole depending on the situation of the well hole. If it is necessary to use type A gravel and use a type B gravel elsewhere, separate the shunt tube into one that supplies type A gravel and one that supplies type B gravel. Care must be taken that they do not mix with each other until they reach the intended supply location, and the method of FIG. 9 cannot be used because the
[0007]
In addition, according to the method of FIG. 8, since the shunt tubes to be connected are connected to each other by the
[0008]
The present invention has been made in order to solve the problems in the above-described conventional method of connecting a shunt tube screen, and is effective even when it is necessary to supply different types of gravel to different locations of a well hole by a shunt tube. An object of the present invention is to provide a joint structure and a connection method of a shunt tube screen to which a screen can be connected.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The joint structure of the shunt tube screen for achieving the object of the present invention includes a base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and A shunt tube screen comprising one or a plurality of shunt tubes which constitute a flow path of a slurry containing a gravel inside the screen member and extend in the axial direction of the screen, and wherein a plurality of openings for communicating the shunt tubes with the outside of the screen are formed. It is a joint structure that connects
A short cylindrical shape having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen at the connection point between the two screens to be connected. When the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen to the coupling by rotating the upper screen, The shunt tubes of the lower screen are aligned longitudinally with the shunt tubes of the upper screen, and no gaps are created between the aligned shunt tubes, so that each shunt tube of the lower screen is Characterized in that the upper end surface is in contact with the lower end surface of each shunt tube of the upper screen. A.
[0010]
According to the present invention, when the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of one of the lower and upper screens into the coupling by rotating the upper screen, the lower screen is rotated. The upper end surface of each shunt tube of the lower screen must be aligned with the shunt tube of the upper screen so that no gap is formed between the two shunt tubes. Since the connection between the two screens is completed by abutting the lower end surface of each shunt tube, there is no need for any on-site work using connecting pipes or joint members. Work can be omitted, greatly improving the efficiency of screen connection work. It can be.
[0011]
In one aspect of the present invention, the outer screen member is formed with a plurality of support members arranged at predetermined intervals in a circumferential direction of the screen and extending in an axial direction of the screen, and a slit having a predetermined width on the outer periphery of the support member. FIG. 2 is a winding screen including a wire wound so as to be wound.
[0012]
In another aspect of the present invention, the outer screen member is a screen pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals and arranged coaxially with the base pipe on the outer peripheral side of the base pipe.
[0013]
In one aspect of the present invention, at least one of the shunt tubes of the lower and upper screens extends to the outer peripheral side of the coupling, and a cylindrical shunt tube protective cover is provided on the outer peripheral side of the extended shunt tube. It is characterized by being provided.
[0014]
According to this aspect of the present invention, since the shunt tube protection cover is provided, the shunt tube is protected from the outside when the screen advances in the well hole, and the screen can be smoothly advanced. .
[0015]
In another aspect of the present invention, a screen supporting ring provided on an outer peripheral side of the shunt tube at an upper end portion of the lower screen and formed with a recess in which a screen support is fitted is formed in a circumferential direction; And a clamp ring provided at the lower end of the screen on the outer peripheral side of the shunt tube and formed with a power tong gripping portion gripped by the power tong.
[0016]
According to this aspect of the invention, when connecting the screens, the lower screen is suspended in the well hole by fitting the screen support into the recess of the screen support ring, and the upper screen powers the clamp ring. Since it can be rotated by being gripped by the tongue, the screen connection operation can be performed safely and efficiently without fear of damaging the wire portion of the screen.
[0017]
According to another aspect of the present invention, the shunt tube protective cover is disposed so as to cover an upper end of the screen support ring and a lower end of the clamp ring, and includes the screen support ring and the clamp. A sealing ring is interposed between each outer peripheral surface of the ring and the inner peripheral surface of the shunt tube protective cover.
[0018]
According to this aspect of the present invention, since the space between the protective cover and the support ring and the clamp ring is sealed, it is possible to prevent sand and water from entering the screen from the outside.
[0019]
According to another aspect of the present invention, a joint structure includes a base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and the outer screen member A shunt tube screen comprising one or more shunt tubes which constitutes a flow path of a slurry containing a gravel and extends in the axial direction of the screen inside the shunt tube, and which has a plurality of openings for communicating the shunt tube and the outside of the screen. A joint structure for connection,
A short cylindrical shape having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen at the connection point between the two screens to be connected. And a packing interposed between the upper end surface of the shunt tube of the lower screen and the lower end surface of the shunt tube of the upper screen, and having a larger outer diameter than the outer diameter of the shunt tube, Shunting the lower screen when the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen into the coupling by rotating the upper screen The tube and the shunt tube of the upper screen are longitudinally aligned, and both aligned shunt tubes The upper end surface of each shunt tube of the lower screen and the lower end surface of each shunt tube of the upper screen are in contact with the packing so that no gap is formed between the packing and the interposed packing. It is characterized by the following.
[0020]
According to this aspect of the invention, when the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen into the coupling by rotating the upper screen, Each shunt of the lower screen should be such that the shunt tube of the lower screen and the shunt tube of the upper screen are longitudinally aligned and there is no gap between the aligned shunt tubes and the interposed packing. The connection operation can be completed by bringing the upper end surface of the tube and the lower end surface of each shunt tube of the upper screen into contact with the packing. Therefore, work efficiency in screen connection can be greatly improved. Also, since the packing whose outer diameter is larger than the outer diameter of the shunt tube is interposed between the upper and lower screen shunt tubes, when the tightening torque reaches a preset value, the upper end surface of the lower shunt tube and the upper Even if the lower end surface of the shunt tube does not exactly match, if the end surface is in contact with the packing surface, there is no gap between the upper and lower shunt tubes, and the gravel-containing slurry may leak from this gap. Absent.
[0021]
In another aspect of the invention, the packing is fixed to the end face of each shunt tube of the lower and / or upper screen.
[0022]
In another aspect of the invention, the shunt tube has an end opening with one of an upper end and a lower end having a length that is enlarged in the circumferential direction of the screen than the other, and the packing includes: A shunt tube fixed to the end face of one of the lower and upper shunt tubes, having an opening at the outer periphery corresponding to the opening of the shunt tube, and having an opening at the center where the base pipe is inserted. A disc-shaped member and an opening fixed to an end face of each of the other shunt tubes of the lower and upper screens and matching the opening having the circumferentially expanding length of the shunt tube. And a second disc-shaped member having an opening through which the base pipe is inserted at the center.
[0023]
In another aspect of the present invention, the screen comprises a plurality of screens extending in the axial direction of the screen arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the screen on the outer peripheral surface of the base pipe on the inner peripheral side of the shunt tube. And an inner wire wound so as to form a slit of a predetermined width on the outer periphery of the inner support member.
[0024]
A method of connecting a shunt screen to achieve the object of the present invention includes a base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and an outer screen member. A shunt tube screen comprising one or more shunt tubes which constitutes a flow path of a slurry containing a gravel and extends in the axial direction of the screen inside the shunt tube, and which has a plurality of openings for communicating the shunt tube and the outside of the screen. A method of connecting two ends of the two screens to be connected, wherein one end is screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end is screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen. A short cylindrical coupling having an end is connected to the lower screen or the upper A step of screwing on one of the base pipe lean,
Suspending the lower screen at the connection location;
By rotating the upper screen, the coupling of the base pipe of the other screen of the lower and upper screens to the coupling is performed, and when the tightening torque reaches a predetermined value, the lower The upper end surface of each shunt tube of the lower screen so that the shunt tube of the upper screen and the shunt tube of the upper screen are longitudinally aligned and there is no gap between the aligned shunt tubes. Is brought into contact with the lower end surface of each shunt tube of the upper screen.
[0025]
Another connection method of the shunt screen that achieves the object of the present invention includes a base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, A shunt tube screen comprising one or a plurality of shunt tubes which constitute a flow path of a slurry containing a gravel inside the screen member and extend in the axial direction of the screen, and wherein a plurality of openings for communicating the shunt tubes with the outside of the screen are formed. How to connect each other,
A short cylindrical shape having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen at the connection point between the two screens to be connected. Screwing the coupling of the lower screen or the upper screen into one of the base pipes;
The packing interposed between the upper end surface of the shunt tube of the lower screen and the lower end surface of the shunt tube of the upper screen is located below the upper end surface of the shunt tube of the lower screen and the shunt tube of the upper screen. Fixing to one of the end faces;
Suspending the lower screen at the connection location;
By rotating the upper screen, the coupling of the base pipe of the other screen of the lower and upper screens to the coupling is performed, and when the tightening torque reaches a predetermined value, the lower The lower screen is arranged such that the shunt tube of the upper screen and the shunt tube of the upper screen are longitudinally aligned, and no gap is formed between the aligned shunt tubes and the interposed packing. The end face of the upper shunt tube and the lower end face of the shunt tube of the screen above the screen where the packing is not fixed is brought into contact with the packing.
[0026]
In another aspect of the present invention, a joint structure includes a base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and an inner side of the outer screen member. And connecting one or a plurality of shunt tubes which constitute a flow path of the slurry containing the gravel and extend in the axial direction of the screen, and which have a plurality of openings for communicating the shunt tubes with the outside of the screen. A joint structure,
The shunt tube has an end opening with one of the upper end and the lower end having a length that is enlarged in the circumferential direction of the screen than the other, and the joint structure further connects the two screens to be connected. A short cylindrical coupling having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen at the connection location and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen; A first screen fixed to the end face of each shunt tube of one of the upper screens, having an opening at the outer periphery corresponding to the opening of the shunt tube, and having an opening at the center through which the base pipe is inserted; And the lower and upper screens are fixed to the other end faces of the respective shunt tubes, and in the circumferential direction of the shunt tubes. A second disk-shaped member having an opening corresponding to the opening having a large length and having an opening through which the base pipe is inserted at a central portion, and rotating the screen above the second disk-shaped member. When the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen to the coupling, the shunt tube of the lower screen and the shunt tube of the upper screen are connected. The first and second disk-shaped members are substantially aligned in the longitudinal direction, and opposed end faces of the first and second disk-shaped members are in contact with no gap.
[0027]
In another aspect of the present invention, a base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and a gravel inside the outer screen member are provided. A shunt tube screen comprising one or a plurality of shunt tubes which constitute a flow path of a slurry to be contained and extend in the axial direction of the screen, and wherein a plurality of openings are formed for communicating the shunt tubes with the outside of the screen. Has an end opening in which one of the upper end and the lower end has a length that is enlarged in the circumferential direction of the screen than the other, and the screen is further lowered at the connection point between the two screens to be connected. One end screwed to the upper end of the base pipe in the screen and the upper screen in the upper screen. A short cylindrical coupling having the other end screwed to the lower end of the base pipe, and fixed to the end face of each shunt tube of one of the lower and upper screens, and an opening of the shunt tube at the outer periphery A first disc-shaped member having an opening corresponding to the above and having an opening through which the base pipe is inserted in the center, and fixed to the end face of each of the other shunt tubes of the lower and upper screens, A shunt tube screen having a second disc-shaped member having an opening corresponding to the opening having a length that expands in the circumferential direction of the shunt tube and having an opening through which the base pipe is inserted at the center. How to connect each other,
Shunting the lower screen when the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen into the coupling by rotating the upper screen A shunt tube screen connection characterized in that the tube and the shunt tube of the upper screen are substantially aligned in the longitudinal direction, and the opposed end faces of the first and second disc-shaped members abut without gap. A method is provided.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a screen showing a joint structure of a shunt screen according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
[0029]
The joint structure 1 connects two adjacent shunt tube screens, and the shunt tube screen (the screen on the left side in FIG. 1) located below at the connection place (construction site) is indicated by
[0030]
Each of the
[0031]
The outer support members are further arranged at predetermined intervals in the circumferential direction with a predetermined interval radially outside the screen from the
[0032]
A plurality (four in the illustrated embodiment, four as shown in FIG. 2) of
[0033]
A
[0034]
Each
[0035]
The
[0036]
The clamping
[0037]
Returning to FIG. 1, a threaded
[0038]
The upper ends of the
[0039]
The lower end surface of the
[0040]
The
[0041]
In the present embodiment, a packing 12 is interposed between the upper end surface of the projecting
[0042]
In the connection completed state in FIG. 1, the lower end surface of the
[0043]
A cylindrical shape is formed so as to straddle the upper end portion of the
[0044]
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the joint structure 1 includes the
[0045]
Next, a method of connecting the two
[0046]
Before the screen is carried into the connection site, a threaded
[0047]
An O-
[0048]
The
[0049]
Next, the shunt
[0050]
Next, the
[0051]
Further, instead of measuring the tightening torque with a torque meter, an appropriate tightening torque value may be determined based on the number of rotations of the screen or the base pipe from the hand tight position. In this specification, the case where the rotation speed of the screen, the base pipe or the power tong is determined in this manner, and the power tong is stopped based on this rotation speed, is also included in the “preset tightening torque value”. .
[0052]
Importantly, when the tightening torque reaches a preset value, the
[0053]
The “preset tightening torque value” is not limited to a value of only one point, and may be a value within an allowable range before and after a certain reference value. In this way, during the connection operation, for example, after the
[0054]
In the embodiment of FIG. 1, the packing 12 is fixed to the end face of each
[0055]
The mode of packing is not limited to the packing 12 described above, and various modifications can be adopted. For example, in the modification shown in the perspective view of FIG. 10, one of the upper end and the lower end of the
[0056]
In this modification, even when the lower shunt tube and the upper shunt tube are not precisely aligned when the tightening torque reaches a preset value, both shunt tubes are sealed from the outside. Since it is in communication, there is no possibility that the gravel slurry leaks outside when the gravel slurry is supplied.
[0057]
In the modified examples of FIGS. 10 and 11, the disk-shaped
[0058]
Although the disk-shaped
[0059]
In this way, the
[0060]
The shunt tube screen to which the present invention is applied is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to all of the shunt tube screens described in the above-mentioned US Pat. No. 5,476,143. Accordingly, the description of the above U.S. patents is hereby incorporated by reference.
[0061]
Further, in the above-described embodiment, the outer screen member is configured as a wire-wrapped screen including the
[0062]
In the above embodiment, a support rod made of a round bar is used as a support member of the screen. However, the support member is not limited to this. For example, FIG. A plate-shaped member as shown in FIG. The screen wire is not limited to the wedge wire, and wires having various cross-sectional shapes can be used. The shape of the shunt tube is not limited to a rectangle, but may be other shapes such as a cylindrical shape. Further, it is preferable to use the packing, but it is also possible to omit the packing, and in the case of using the packing, another shape such as a circular ring can be used according to the shape of the shunt tube.
[0063]
In the above embodiment, the shunt tube of the lower screen protrudes, but the shunt tube of the upper screen protrudes conversely, and the upper end surface of the shunt tube of the lower screen is flush with the upper end surface of the
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the tightening torque reaches a preset value when the base pipe of either the lower or upper screen is screwed into the coupling by rotating the upper screen. When the shunt tube of the lower screen is aligned with the shunt tube of the upper screen in the longitudinal direction and there is no gap between the aligned shunt tubes, Since the connection between the two screens is completed when the end face abuts against the lower end face of each shunt tube of the upper screen, no on-site work using connecting pipes and joint members is necessary, and therefore, the shunt tube and connecting pipe are not connected. Fitting work and bolting work can be omitted. The work efficiency can be greatly improved.
[0065]
According to another aspect of the present invention, the tightening torque reaches a preset value when the base pipe of one of the lower and upper screens is screwed into the coupling by rotating the upper screen. When the lower screen is used, the shunt tube of the lower screen and the shunt tube of the upper screen are longitudinally aligned, and no gap is formed between the aligned shunt tubes and the interposed packing. The connection operation can be completed by bringing the upper end surface of each shunt tube of the above and the lower end surface of each shunt tube of the upper screen into contact with the packing. Therefore, work efficiency in screen connection can be greatly improved. Also, since the packing whose outer diameter is larger than the outer diameter of the shunt tube is interposed between the upper and lower screen shunt tubes, when the tightening torque reaches a preset value, the upper end surface of the lower shunt tube and the upper Even if the lower end surface of the shunt tube does not exactly match, if the end surface is in contact with the packing surface, there is no gap between the upper and lower shunt tubes, and the gravel-containing slurry may leak from this gap. Absent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a joint structure of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the coupling.
FIG. 4 is a perspective view of a packing.
FIG. 5 is a sectional view of a clamp ring.
FIG. 6 is a sectional view of a support ring.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a lower screen is suspended in a well hole by a support.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a connection method of a conventional shunt tube screen.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing another connection method of the conventional shunt tube screen.
FIG. 10 is a perspective view showing an enlarged opening of the shunt tube.
FIG. 11 is a perspective view showing a modified example of packing.
FIG. 12 is a perspective view showing a modified example of the base pipe.
FIG. 13 is a perspective view showing a modified example of the base pipe.
[Explanation of symbols]
1 Joint structure
2,2 'shunt tube screen
3 Base pipe
4 Inside support rod
5 Inner wire
6 Outer support rod
7 Outer wire
8 Shunt tube
9 Support ring
10 Clamping ring
11 Coupling
12, 18, 20 packing
13 Shunt tube protection cover
14 Seal ring
Claims (19)
接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングを備え、該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該整列した両シャントチューブの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面が該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面に当接していることを特徴とするシャントチューブスクリーンの継手構造。A base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and a flow path of a slurry containing a gravel inside the outer screen member. A joint structure comprising one or more shunt tubes extending in the axial direction of the screen, and connecting shunt tube screens each having a plurality of openings communicating the shunt tube and the outside of the screen,
A short cylindrical shape having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen at the connection point between the two screens to be connected. When the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen to the coupling by rotating the upper screen, Each shunt tube of the lower screen such that the shunt tube of the lower screen and the shunt tube of the upper screen are substantially aligned in the longitudinal direction, and no gap is formed between the aligned shunt tubes. The upper end surface of the upper screen is in contact with the lower end surface of each shunt tube of the upper screen. Joint structure of the turbocharger cement tube screen.
接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングと、該下方のスクリーンのシャントチューブの上端面と該上方のスクリーンのシャントチューブの下端面の間に介装され該シャントチューブの外径よりも大きい外径を有するパッキングとを備え、該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該整列した両シャントチューブと該介装されたパッキングの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面および該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面が該パッキングに当接していることを特徴とするシャントチューブスクリーンの継手構造。A base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and a flow path of a slurry containing a gravel inside the outer screen member. A joint structure comprising one or more shunt tubes extending in the axial direction of the screen, and connecting shunt tube screens each having a plurality of openings communicating the shunt tube and the outside of the screen,
A short cylindrical shape having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen at the connection point between the two screens to be connected. And a packing interposed between the upper end surface of the shunt tube of the lower screen and the lower end surface of the shunt tube of the upper screen, and having a larger outer diameter than the outer diameter of the shunt tube, Shunting the lower screen when the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen into the coupling by rotating the upper screen The tube and the upper screen shunt tube are substantially longitudinally aligned, and the aligned shunt tubes The upper end surface of each shunt tube of the lower screen and the lower end surface of each shunt tube of the upper screen contact the packing so that no gap is formed between the packing and the interposed packing. A joint structure for a shunt tube screen.
該シャントチューブは上端部および下端部のいずれか一方が他方よりもスクリーンの円周方向に拡大された長さを有する端部開口部を備え、該継手構造はさらに接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングと、該下方および上方のいずれか一方のスクリーンの各シャントチューブの端面に固定され、外周部に該シャントチューブの開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第1の円板状部材と、該下方および上方のスクリーンの他方の各シャントチューブの端面に固定され、該シャントチューブの該円周方向に拡大する長さを有する開口部に合致する開口部を有するとともに中央部に該ベースパイプが挿通される開口部を有する第2の円板状部材を備え、該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該第1および第2の円板状部材の対向する端面どうしが隙間なく当接していることを特徴とするシャントチューブスクリーンの継手構造。A base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and a flow path of a slurry containing a gravel inside the outer screen member. A joint structure comprising one or more shunt tubes extending in the axial direction of the screen, and connecting shunt tube screens each having a plurality of openings communicating the shunt tube and the outside of the screen,
The shunt tube has an end opening with one of the upper end and the lower end having a length that is enlarged in the circumferential direction of the screen than the other, and the joint structure further connects the two screens to be connected. A short cylindrical coupling having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen at the connection location and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen; A first screen fixed to the end face of each shunt tube of one of the upper screens, having an opening at the outer periphery corresponding to the opening of the shunt tube, and having an opening at the center through which the base pipe is inserted; And the lower and upper screens are fixed to the other end faces of the respective shunt tubes, and in the circumferential direction of the shunt tubes. A second disk-shaped member having an opening corresponding to the opening having a large length and having an opening through which the base pipe is inserted at a central portion, and rotating the screen above the second disk-shaped member. When the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen to the coupling, the shunt tube of the lower screen and the shunt tube of the upper screen are connected. A joint structure for a shunt tube screen, which is substantially aligned in the longitudinal direction, and wherein opposing end faces of the first and second disc-shaped members abut without any gap.
接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングを該下方のスクリーンまたは該上方のスクリーンのいずれか一方のベースパイプに螺合させる工程と、
該下方のスクリーンを接続場所に吊り下げる工程と、
該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のスクリーンの中他方のスクリーンのベースパイプを螺合し、その際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該整列した両シャントチューブの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面を該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面に当接させることを特徴とするシャントチューブスクリーンの接続方法。A base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and a flow path of a slurry containing a gravel inside the outer screen member. A method for connecting shunt tube screens each including one or more shunt tubes extending in the axial direction of the screen and having a plurality of openings formed to communicate the shunt tubes and the outside of the screen,
A short cylindrical shape having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen at the connection point between the two screens to be connected. Screwing the coupling of either of the lower screen and the upper screen into a base pipe,
Suspending the lower screen at the connection location;
By rotating the upper screen, the coupling of the base pipe of the other screen of the lower and upper screens to the coupling is performed, and when the tightening torque reaches a predetermined value, the lower The upper screen shunt tube and the upper screen shunt tube are substantially aligned in the longitudinal direction, and no gap is formed between the aligned shunt tubes. A method for connecting a shunt tube screen, wherein an end face is brought into contact with a lower end face of each shunt tube of the upper screen.
接続すべき二つのスクリーンの中接続場所において下方のスクリーンにおける該ベースパイプの上端部に螺合する一端部と上方のスクリーンにおける該ベースパイプの下端部に螺合する他端部を備える短筒状のカップリングを該下方のスクリーンまたは該上方のスクリーンのいずれか一方のベースパイプに螺合する工程と、
該下方のスクリーンのシャントチューブの上端面と該上方のスクリーンのシャントチューブの下端面の間に介装され該シャントチューブの外径よりも大きい外径を有するパッキングを該下方のスクリーンのシャントチューブの上端面と該上方のスクリーンのシャントチューブの下端面のいずれか一方に固定する工程と、
該下方のスクリーンを接続場所に吊り下げる工程と、
該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のスクリーンの中他方のスクリーンのベースパイプを螺合し、その際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該整列した両シャントチューブと該介装されるパッキングの間に隙間が生じることないようにして、該下方のスクリーンの各シャントチューブの上端面および該上方のスクリーンの各シャントチューブの下端面の中該パッキングが固定されていない端面を該パッキングに当接させることを特徴とするシャントチューブスクリーンの接続方法。A base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and a flow path of a slurry containing a gravel inside the outer screen member. A method for connecting shunt tube screens each including one or more shunt tubes extending in the axial direction of the screen and having a plurality of openings formed to communicate the shunt tubes and the outside of the screen,
A short cylindrical shape having one end screwed to the upper end of the base pipe in the lower screen and the other end screwed to the lower end of the base pipe in the upper screen at the connection point between the two screens to be connected. Screwing the coupling of the lower screen or the upper screen into one of the base pipes;
A packing interposed between the upper end surface of the shunt tube of the lower screen and the lower end surface of the shunt tube of the upper screen has a larger outer diameter than the outer diameter of the shunt tube. Fixing the upper end surface to one of the lower end surface of the shunt tube of the upper screen,
Suspending the lower screen at the connection location;
By rotating the upper screen, the coupling of the base pipe of the other screen of the lower and upper screens to the coupling is performed, and when the tightening torque reaches a predetermined value, the lower The shunt tube of the upper screen and the shunt tube of the upper screen are substantially aligned in the longitudinal direction, and there is no gap between the aligned shunt tubes and the interposed packing, so that A method of connecting a shunt tube screen, wherein an end surface of the upper shunt tube of the screen and an upper end surface of the shunt tube of the upper screen to which the packing is not fixed are brought into contact with the packing.
該上方のスクリーンを回転することによって該カップリングに該下方および上方のいずれかのスクリーンのベースパイプを螺合する際に締付けトルクが予め設定された値に達したとき、該下方のスクリーンのシャントチューブと該上方のスクリーンのシャントチューブが長手方向にほぼ整列し、かつ該第1および第2の円板状部材の対向する端面どうしが隙間なく当接させるとを特徴とするシャントチューブスクリーンの接続方法。A base pipe having a plurality of through holes formed at predetermined intervals, an outer screen member provided on an outer peripheral side of the base pipe, and a flow path of a slurry containing a gravel inside the outer screen member. A shunt tube screen comprising one or more shunt tubes extending in the axial direction of the screen and having a plurality of openings communicating the shunt tube and the outside of the screen, wherein the shunt tube has one of an upper end and a lower end. One has an end opening having a length that is enlarged in the circumferential direction of the screen than the other, and the screen further has an upper end of the base pipe at a lower screen at a connection point between two screens to be connected. And the lower end of the base pipe on the upper screen. A short cylindrical coupling having the other end, and an opening that is fixed to an end surface of each shunt tube of one of the lower and upper screens and that matches an opening of the shunt tube on an outer peripheral portion; A first disc-shaped member having an opening through which the base pipe is inserted in a central portion, and fixed to the end faces of the other shunt tubes of the lower and upper screens, in the circumferential direction of the shunt tube; A method of connecting shunt tube screens each having a second disc-shaped member having an opening corresponding to an opening having an enlarged length and having an opening through which the base pipe is inserted in a central portion. ,
Shunting the lower screen when the tightening torque reaches a preset value when screwing the base pipe of either the lower or upper screen into the coupling by rotating the upper screen A shunt tube screen connection characterized in that the tube and the shunt tube of the upper screen are substantially aligned in the longitudinal direction, and the opposed end faces of the first and second disc-shaped members abut without gap. Method.
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EP2961920A4 (en) * | 2013-03-01 | 2017-03-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Misalignment in coupling shunt tubes of well screen assemblies |
-
2003
- 2003-04-22 JP JP2003116742A patent/JP2004324085A/en not_active Withdrawn
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EP2597251A1 (en) * | 2011-11-22 | 2013-05-29 | Weatherford/Lamb Inc. | Entry tube system |
US9309751B2 (en) | 2011-11-22 | 2016-04-12 | Weatherford Technology Holdings Llc | Entry tube system |
EP2961920A4 (en) * | 2013-03-01 | 2017-03-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Misalignment in coupling shunt tubes of well screen assemblies |
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