Фильтр скважинный наборный

 

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использована при освоении нефтяных и газовых скважин.

Известен скважинный фильтр по А. Св. СССР №1645470, содержащий перфорированную трубу, на которую уложен проволочный фильтрующий элемент с выступами. Выступы, размещенные достаточно часто на проволоке, обеспечивают постоянный зазор между рядами.

Недостатком фильтра является возможность деформации проволоки при транспортировке фильтра или его установке в скважину. Это может привести к местному увеличению зазора между рядами проволоки и проходу в устье скважины крупных частиц посторонних примесей.

Известен гравийный скважинный фильтр по св. РФ на полезную модель №38830, содержащий перфорированную трубу с муфтовой и ниппельной частями и фильтрующий элемент в виде фильтрующей сетки, и защитный кожух. Размер ячеек сетки фильтрующего элемента 0,15...0,25 мм.

Недостаток: фильтр не приспособлен для добычи вязкой нефти по двум причинам: малый размер ячеек фильтрующей сетки и наложение фильтрующей сетки в стыках друг на друга, что приводит к дополнительному уменьшению проходного сечения в месте наложения слоев фильтрующей сетки.

Известен фильтр для водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин по А. Св. СССР №192125, содержащий кольцевые элементы с опорными площадками, образующие расположенные в радиальном направлении водоприемные каналы, при этом кольцевые элементы стянуты болтами в нескольких местах.

Недостатками этой конструкции являются:

- большие габариты и вес фильтра, обусловленные тем, что наружный диаметр кольцевых элементов при такой компоновке должен составлять 1,5...2,0 диаметра обсадной колонны, т.к. на кольцевых элементах необходимо разместить по окружности крепежные болты;

- низкая прочность по сравнению с фильтрами, в которых в качестве силового каркаса используется перфорированная труба, т.к. поперечное сечение трубы с учетом перфорации будет всегда больше, чем поперечное сечение нескольких болтов;

- нетехнологичность изготовления и трудности при сборке, обусловленные повышенными требованиями к точным совмещениям отверстий под болты;

- возможность деформации фильтра по фильтрующим элементам при спуске в наклонно-направленные и горизонтальные скважины из-за низкой жесткости и отсутствия силового каркаса.

Кроме того, фильтр А. Св. СССР №192125 не предназначен для использования в нефтегазодобывающей промышленности. Невозможность использования подобных фильтров в нефтегазодобывающей промышленности обусловлена, в первую очередь, большим диаметральным габаритом фильтра, во-вторых, его низкой прочностью. Таким образом, этот фильтр имеет другое назначение.

Известен скважинный фильтр, предназначенный для добычи нефти или газа по патенту РФ на изобретение №2254420, прототип, содержащий установленные на перфорированную трубу, выполняющую роль каркаса, кольцевые элементы. Кольцевые элементы установлены с зазором, выполняющим роль фильтрующих каналов. В описании не указано, за счет каких средств достигается установка кольцевых элементов с зазорами между ними. Кроме того, не предусмотрен дренажный слой между перфорированной трубой и кольцевыми элементами, поэтому такой фильтр будет иметь низкий дебит добываемого продукта и быстро забьется посторонними частицами. Если в качестве дренажного слоя предполагается использовать кольцевой зазор, то не ясно, как кольцевые элементы будут центрироваться на перфорированной трубе. При отсутствии центрирования кольцевых элементов по перфорированной трубе возможна деформация фильтрующего элемента при погрузке, транспортировке и установке в скважину.

Задача создания полезной модели: упрощение технологии изготовления фильтра и уменьшение его кольматации.

Фильтр скважинный наборный, содержащий перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой установлен фильтрующий элемент, выполненный из колец, отличающийся тем, что, торцы колец соприкасаются, а на торцах колец выполнены канавки, расширяющиеся от наружной поверхности к оси фильтра, причем кольца фильтрующего элемента выполнены с продольными выступами внутри, сцентрированными на трубе по внутреннему диаметру и обеспечивающими дренаж. Кольца фильтрующего элемента установлены между двумя упорами. Кольца фильтрующего элемента сгруппированы в пакеты, установленные между промежуточными кольцами. Торцы колец фильтрующего элемента могут быть выполнены коническими. Канавки могут быть выполнены пересекающимися. Канавки могут быть выполнены радиальными. Канавки могут быть выполнены тангенциально. Канавки на противолежащих торцах соседних колец могут быть выполнены противоположными по направлению. Профиль канавок выполнен прямоугольным или треугольным или выполнен полукруглым. Канавки выполнены методом электрохимической или электроэрозионной обработки, или травлением с растворе

кислоты с защитой необрабатываемых поверхностей. Кольца фильтрующего элемента могут быть выполнены из нержавеющей стали или из пластмассы.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е всеми критериями полезной модели.

Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении фильтра применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.1...12, где:

- на фиг.1 - приведен фильтр скважинный наборный в сборе,

- на фиг.2 - приведен фильтр скважинный наборный с промежуточными кольцами,

- на фиг.3 - приведен вид А для первого варианта фильтрующего элемента,

- на фиг.4 - приведен вид А для второго варианта фильтрующего элемента,

- на фиг.5 - приведен вид первого варианта кольца фильтрующего элемента,

- на фиг.6 - приведен вид второго варианта кольца фильтрующего элемента,

- на фиг.7 - приведен вид третьего варианта кольца фильтрующего элемента,

- на фиг.8 - приведен разрез Б-Б,

- на фиг.9 - приведен разрез Б-Б,

- на фиг.10 - также приведен разрез Б-Б,

- на фиг.11 - приведен вариант колец с канавками 6, выполненными с двух сторон,

на фиг.12 - приведен разрез В-В.

Предложенная конструкция фильтра скважинного наборного (фиг.1...12) содержит перфорированную трубу 1 с отверстиями «Г», ниппельную и муфтовую части, соответственно 2 и 3, фильтрующий элемент 4, установленный концентрично перфорированной трубе 1. Фильтрующий элемент 4 выполнен из колец 5, контактирующих друг с другом по торцам и имеющих канавки 6 на одном или обеих торцах. Кольца 5 зажаты между упорами 7. Один из упоров 7 выполнен в виде резьбового кольца 8, установленного с возможностью осевого перемещения на втулке 9, закрепленной неподвижно на перфорированной трубе 1.

При большой длине фильтра между упорами 7 могут быть установлены промежуточные кольца 10, которые зафиксированы сваркой 11 (фиг.2). Кольца 5 центрируются на трубе 1 при помощи прямоугольных выступов 12 (фиг.2...5). В отверстиях «Г» могут быть установлены срезаемые пробки 13.

На торцах «Д» колец 5 выполнены канавки 6, имеющие переменное сечение, увеличивающееся от наружной поверхности фильтра «Е» к его оси О1-О2, т.е. h2>h1 (фиг.3). Торцы «Д» колец 5 могут быть выполнены коническими (фиг.4). Канавки 6 могут быть выполнены радиально (фиг.5) или тангенциально (фиг.6) или крестообразно (фиг.7).

Канавки 6 на противолежащих торцах соседних колец 5 могут быть выполнены противоположно по направлению (фиг.11). Толщина колец 5 равна 1,0...3,0 мм, наружный

диаметр колец Dф должен быть не более диаметра муфты Dм. За счет того, что наружный диаметр колец 5 фильтрующего элемента Dф выполнен меньше или равным диаметру муфты Dм, исключается возможность повреждения фильтрующего элемента 4 при транспортировке и при спуске в скважину.

Профиль углублений канавок 6 может быть выполнен треугольным (фиг.8) или радиусным (фиг.9) или прямоугольным (фиг.10). Для металлических колец 5 канавки 6 могут быть изготовлены электрохимической или электроэрозионной обработкой. Кольца 5 выполнены из нержавеющей стали или из пластмассы. Глубина канавок h1 определяет степень фильтрации скважинного фильтра и может быть равна 0,1...1,0 мм. Ширина канавок приблизительно равна их глубине.

При эксплуатации добываемый продукт, содержащий посторонние примеси, проходит через канавки 6 на кольцах 5 и далее через отверстия «Г» внутрь фильтра. За счет того, что размер канавок 6 колец 5 фильтрующего элемента 4 составляет на входе 0,1...1,0 мм, частицы более крупных размеров отфильтровываются и не попадают к насосному оборудованию и арматуре, установленным на устье скважины, что предотвратит их преждевременный износ. Увеличение глубины канавок от боковой поверхности с оси фильтра уменьшает вероятность его кольматации. Частицы, имеющие размер меньше, чем ширина канавки 6, проходят в нее и не забивают, потому что она расширяется дальше по потоку. Крупные частицы падают вниз вне фильтра вдоль его наружной поверхности «Е».

Применение полезной модели позволит получить ряд преимуществ по сравнению с использовавшимися ранее скважинными фильтрами, а именно:

1. Повысить прочность фильтрующего элемента.

2. Уменьшить кольматацию скважинного фильтра.

3. Повысить степень очистки добываемого продукта от примесей некруглой формы.

4. Обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление прохождению вязкой нефти и за счет этого увеличить дебит нефти.

5. Упростить конструкцию фильтра.

6. Обеспечить высокую технологичность фильтра.

7. Уменьшить вес фильтра за счет упрощения конструкции.

8. Уменьшить затраты на изготовление фильтра.

9. Ускорить процесс подготовки скважины к эксплуатации.

10. Снизить экономические затраты на освоение скважины.

1. Фильтр скважинный наборный, содержащий перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой установлен фильтрующий элемент, выполненный из колец, отличающийся тем, что торцы колец соприкасаются, а на торцах колец выполнены канавки, расширяющиеся от наружной поверхности к оси фильтра, причем кольца фильтрующего элемента выполнены с продольными выступами внутри, сцентрированными на трубе по внутреннему диаметру и обеспечивающими дренаж.

2. Фильтр скважинный наборный, отличающийся тем, что кольца фильтрующего элемента установлены между двумя упорами.

3. Фильтр скважинный наборный по п.2, отличающийся тем, что один из упоров выполнен в виде резьбового кольца, установленного с возможностью осевого перемещения на втулке, закрепленной неподвижно на перфорированной трубе.

4. Фильтр скважинный наборный по п.1 или 2, отличающийся тем, что кольца фильтрующего элемента сгруппированы в пакеты, установленные между промежуточными кольцами.

5. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что торцы колец фильтрующего элемента выполнены коническими.

6. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что канавки выполнены пересекающимися.

7. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что канавки выполнены радиальными.

8. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что канавки выполнены тангенциально.

9. Фильтр скважинный наборный по п.6, отличающийся тем, что канавки на противолежащих торцах соседних колец выполнены противоположно по направлению.

10. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что профиль канавок выполнен прямоугольным или треугольным.

11. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что профиль канавок выполнен полукруглым.

12. Скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что канавки выполнены методом электрохимической или электроэрозионной обработки, или травлением в растворе кислоты с защитой необратываемых поверхностей.

13. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что кольца фильтрующего элемента выполнены из нержавеющей стали.

14. Фильтр скважинный наборный по п.1, отличающийся тем, что кольца фильтрующего элемента выполнены из пластмассы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, а именно - к исследованию наклонно-направленных и горизонтальных скважин автономными геофизическими приборами и комплексами
Наверх