Фильтр скважинный

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам задержания песка, обломков горной породы, солей, проппанта из призабойной зоны пласта и зумпфа скважины с использованием механических фильтров. Скважинный фильтр включает проволочный элемент, выполненный из горизонтального пакета заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материалом которого является коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь или полимерный материал, например, кевлар (нейлон), устанавливаемый напротив продуктивного пласта с упором на забой, причем наружный диаметр пакета превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны, обеспечивая гарантированный механический контакт с перфорационными отверстиями колонны.

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам задержания песка обломков горной породы, солей проппанта из призабойной зоны пласта и зумпфа скважины с использованием механические фильтров. В этих устройствах наиболее важными конструктивными параметрами являются размеры щелей по отношению к диаметру частиц выносимого из призабойной зоны и зумпфа. Размеры щелей проектируют так, чтобы обеспечить эффект прекращения засорения насосной установки при допускаемой производительности скважины.

Известен фильтр (Патент РФ 2153574, Е21В 43/08, 1998 г.) [1], который содержит слоистую структуру в виде цилиндрической трубы и имеет не менее двух слоев. Они выполнены из стекложгута, пропитанного отверждающим материалом. Наружный слой уложен с образованием ячеек. Фильтрующий слой расположен между слоями из стекложгута. Устройство имеет перфорированную трубу. На ней расположен внутренний слой слоистой структуры, выполненный в виде однозаходной спирали. Фильтрующий слой выполнен в виде сетки из полимерного материала. Он расположен на внутреннем слое слоистой структуры в виде однозаходной спирали, образующей сплошную поверхность. Расстояние между соседними витками однозаходной спирали внутреннего слоя меньше спирали витка фильтрующего слоя.

Недостатком устройства является сложность изготовления и значительное гидравлическое сопротивление лифтируемой жидкости.

Известна конструкция фильтра (А.с. СССР 1629497, Е21В 43/08, 1991 г.) [2]. Фильтр состоит из каркаса с продольными стержнями и фильтрующего элемента в виде отдельных спиральных звеньев. Между спиральными звеньями установлены дополнительные звенья, выполненные из упругого материала. Полужесткое крепление витков спиральных звеньев обеспечивает их относительную подвижность, щелевые решетки фильтра выполнены из V-образной проволоки.

Недостатком устройства принятого за прототип является сложность конструкции, высокая стоимость и необходимость применения пакерирующего устройства

Осуществление полезной модели состоит в улучшении фильтрации лифтируемого потока, в условиях повышенного содержаний механических примесей в скважине и возможности регенерации фильтрующих элементов непосредственно в скважине.

Раскрытие полезной модели достигается тем, что проволочный элемент выполнен из горизонтального пакета заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материалом которого является коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь или полимерный материал, например, кевлар, фильтр устанавливается напротив продуктивного пласта, причем наружный диаметр пакета превышает внутренний диаметр обсадной колонны, обеспечивая гарантированный контакт с перфорационными отверстиями колонны и породой пласта.

На фиг. приведена схема установки фильтра в добывающей скважине. Полезная модель содержит: пакет щеточных дисков, выполненных из гибких элементов (фильтроэлементов) поз.1 и поз.2, штангу поз.3, соединительную муфту поз.4, регулирующие втулки поз.5, поз.6, поз.7, упор поз.8. Фильтр скважинный устанавливается в обсадной колонне поз.9, с перфорационными отверстиями поз.10 напротив продуктивного пласта (пластов) поз.11 и поз.12.

Работа фильтра скважинного осуществляется следующим образом.

Задержка твердых включений (обломки горной породы, проппант или песок) начинает происходить уже в пласте, препятствую выходу твердых включений из пласта в скважину за счет упругих деформаций гибких элементов конструкции, тем самым снижая засорение лифтируемой жидкости и зумпфа скважины.

Одновременно, поскольку витки гибких элементов щеточного диска поз.1 и поз.2, устанавливаемых на штангу поз.3 образуют щели с радиальным расположением, то прошедшие перфорационные отверстия частицы диаметром равным или больше половины ширины щели, будут разрушаться, снижая абразивные свойства песка и солей, заклиниваться или забиваться в виде устойчивых мостов и закупоривать их, предотвращая попадание твердых и абразивных включений на прием насоса. Очистка щелей фильтра может осуществляться методом периодической промывки растворителем, например кислотным, с устья скважины через затрубное пространство, без подъема установки на земную поверхность.

Фильтр скважинный установлен с упором поз.8 на забой или с помощью переходной резьбовой муфты поз.4 размещен на корпус установки электроцентробежного насоса (на фиг. не показан) и подбирается по высоте линейными размерами регулирующих втулок поз.5, 6 и 7.

Проведенные расчеты показывают, что фильтры данной конструкции не требуют применения пакера, необходимого при использовании известных конструкций фильтров. Конструкция предложенного фильтра может иметь проницаемость несколько сот Дарси, для примера продуктивный горизонт редко имеет проницаемость выше 0,5 Дарси.

Дополнительным достоинством полезной модели является) не повреждаемость структуры продуктивного пласта и снижение скорости накопления механических примесей в зумпфе скважины, что обеспечивает более длительную эксплуатацию скважинного оборудования, обеспечивая более высокую наработку подземного оборудования на отказ и тем самым, увеличивая общий дебит добывающей скважины.

Эффективность фильтра регулируется числом дисков, плотностью их установки и характеристиками применяемых в них элементов (упругими свойствами фильтроэлемента и его геометрией).

Литература: 1. Патент РФ 2153574, Е21В 43/08, 1998 г. (аналог).

2. А.с. СССР 1629497, Е21В 43/08, 1991 г. (прототип).

Фильтр скважинный, включающий фильтрующие элементы из упругого материала и их крепление, обеспечивающее их относительную подвижность, отличающийся тем, что фильтрующие элементы выполнены из горизонтального пакета заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материал которого коррозионно-стойкая, высоколегированная витая сталь или полимерный материал, например кевлар, при этом наружный диаметр пакета превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны для обеспечения возможности гарантированного механического контакта с перфорационными отверстиями колонны и породой пласта.