Колонна скважинных фильтров

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти и газа. Задача создания полезной модели: повышение пропускной способности колонны скважинных фильтров при работе в продуктивном пласте с переменным давлением. Решение указанных задач достигнуто в колонне скважинных фильтров, включающей фильтры, имеющие несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и фильтрующего элемента отличающаяся тем, что перфорация фильтров имеет переменную скважинность по высоте, увеличивающуюся к ее нижней части. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличиваться за счет увеличения диаметра отверстий перфорации. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличивается за счет увеличения количества отверстий перфорации. Все скважинные фильтры имеют маркировку для правильной установки. У всех фильтров фильтрующий элемент может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки и, по меньшей мере, одной дренажной сетки. Над фильтрующим элементом концентрично ему может быть установлен защитный перфорированный кожух. Защитный перфорированный кожух может быть выполнен их просечно-вытяжного листа. Фильтрующий элемент может быть выполнен в виде проволоки, намотанной с зазором на продольные стрингеры, установленные вдоль перфорированной трубы. Фильтрующий элемент всех фильтров может быть выполнен из спрессованной проволоки, или из пористого металла, или из пористой керамики. 1 с.п.-кт ф.-лы, 9 зав. п.-кт, илл. 7.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче воды, нефти и газа из недр.

Известен скважинный фильтр, представляющий собой стальную трубу с отверстиями, на которую намотана профилированная проволока (Гаврилко В.М. Фильтры буровых скважин. М., «Недра», 1985, с.7-9).

Основным недостатком такой конструкции является изменение межвитковых промежутков при установке фильтра в скважину, отсутствие защиты фильтрующей сетки от механических воздействий в процессе транспортировке и установке фильтра, что отрицательно сказывается на качестве фильтрации.

Известен скважинный фильтр, состоящий из несущего трубчатого перфорированного каркаса и волокнистого фильтрующего покрытия, выполненного в виде отдельных пластин из проволочного нетканого материала, жестко закрепленных внахлест при помощи сварки и пайки на трубчатом каркасе фильтра против перфорационных отверстий (авт.Свидетельство СССР №941548, МКИ 3 Е21В 43/08, опубл. 1982 г.).

Основным недостатком данной конструкции является наличие сварных зон, что со временем активизирует процессы коррозии металла. Плотное прилегание фильтрующего элемента к перфорированной трубе существенно уменьшает зону фильтрации, которая ограничена площадью отверстия в трубе. Отсутствует защита фильтрующего элемента от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра.

Известна конструкция фильтра по патенту РФ на полезную модель №51664, состоящего из несущего каркаса, выполненного из перфорированной трубы, и фильтрующее покрытие из проволочного нетканого материала, фильтрующее покрытие выполнено в виде трубчатого элемента и установлено на несущем каркасе в пазах опорных колец, зафиксированных переводниками. Между фильтрующим покрытием и несущим каркасом установлен дренажный слой, выполненный в виде спирали из проволоки, намотанной на несущий каркас. Эта спираль, образующая дренажный слой, может быть выполнена из пружинной проволоки. Трубчатый фильтрующий элемент изготовлен из проволочного нетканого материала, полученного путем прессования проволоки (металлорезины). Металлорезина разработана в Самарском государственном аэрокосмическом университете (ранее Куйбышевский авиационный институт) и применялась преимущественно для демпферов опор двигателей. Скважинный фильтр защищен кожухом с отверстиями.

Недостатком известной конструкции фильтра является быстрое засорение фильтрующего элемента механическими примесями. Защитный кожух с отверстиями (радиальными зазорами) не выполняет функцию защиты фильтрующего элемента от засорения крупными частицами механических примесей, выполняя функцию защиты фильтра от механических повреждений в процессе транспортировки и установки. Кроме этого, защитный кожух с радиальными зазорами создает повышенное сопротивление при прохождении жидкости через защитный кожух, что снижает скорость поступления жидкости к фильтрующему элементу и, соответственно, уменьшает пропускную способность скважинного фильтра.

Известны щелевые скважинные фильтры по патенту США №4771829. Эти фильтры содержат перфорированную трубу и проволоку, намотанную по спирали с зазором между ними. Проволока намотана на продольные элементы.

Недостатки: большой допуск на ширину щели между рядами проволоки (до 40%), что приводит к тому, что фильтр пропускает частицы на 40% больше заявленных и кроме того, если при транспортировке фильтра или его спуске происходит местное увеличение зазора между рядами проволоки в несколько раз, соответственно более крупные абразивные частицы проникают с добываемым продуктом за фильтр, что вызывает износ наземного оборудования: насоса и арматуры.

Известна колонна скважинных фильтров по патенту РФ №2222692. Эта колонна содержит последовательно установленные между собой скважинные фильтры.

Недостаток перетекание добываемого продукта в затрубном пространстве.

Этот недостаток устранен в компоновке скважинных фильтров по патенту РФ №2260679, прототип. Колонна скважинных фильтров содержит несколько скважинных фильтров, свинченных между собой одинаковой конструкции и упругое уплотнительное кольцо, установленное на них.

Задача создания полезной модели повышение пропускной способности колонны скважинных фильтров.

Решение указанной задачи достигнуто в колонне скважинных фильтров, включающей фильтры, имеющие несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и фильтрующего элемента отличающаяся тем, что перфорация фильтров имеет переменную скважинность по высоте, увеличивающуюся к ее нижней части. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличиваться за счет увеличения диаметра отверстий перфорации. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличивается за счет увеличения количества отверстий перфорации. Все скважинные фильтры имеют маркировку для правильной установки. У всех фильтров фильтрующий элемент может

быть выполнен в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки и, по меньшей мере, одной дренажной сетки. Над фильтрующим элементом концентрично ему может быть установлен защитный перфорированный кожух. Защитный перфорированный кожух может быть выполнен их просечно-вытяжного листа. Фильтрующий элемент может быть выполнен в виде проволоки, намотанной с зазором на продольные стрингеры, установленные вдоль перфорированной трубы. Фильтрующий элемент всех фильтров может быть выполнен из спрессованной проволоки, или из пористого металла, или из пористой керамики.

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

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1...9. где:

на фиг.1 - представлена колонна скважинных фильтров в сборе,

на фиг.2 - приведена колонна скважинных фильтров с группами фильтров,

на фиг.3 - приведены диаграммы изменения диаметра отверстий перфорации и количества отверстий для фильтров в колонне,

на фиг.4 - приведен первый вариант фильтрующего элемента, вид А,

на фиг.5 - представлен второй варианта фильтрующего элемента, вид А,

на фиг.6 - представлен третий вариант фильтрующего элемента, вид А,

на фиг.7 - представлен четвертый вариант фильтрующего элемента, вид А,

на фиг.8 - приведен пятый вариант фильтрующего элемента, вид А,

на фиг.9 - приведен шестой вариант фильтрующего элемента, вид А.

Колонна скважинных фильтров (фиг.1 и 2) содержит несколько свинченных между собой последовательно фильтров 1 (или групп фильтров), каждый из которых имеет несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы 2 с отверстиями «Б» и фильтрующий элемент 3. В отверстиях «Б» могут быть установлены пробки, срезаемые перед эксплуатацией (на фиг.1...9 не показано). Для правильной установки все скважинные фильтры имеют на наружной поверхности маркировку 4, например, номер фильтра, или номер группы фильтров. Перед нижним фильтром 1 может быть установлен башмак 5.

Фильтры 1 (или группы фильтров) имеют разную скважинность, при этом она уменьшается снизу вверх. Изменение скважинности по длине колонны скважинных фильтров может быть выполнено непрерывно или дискретно, т.е. фильтры с одинаковой скважинностью сгруппированы и установлены соответственно так, чтобы из скважинность уменьшалась снизу вверх. При этом скважинные фильтры могут быть сгруппированы в группы, имеющие одинаковую скважинность (фиг.2).

Изменение скважинности фильтров 1 может быть достигнуто или изменением диаметра отверстий перфорации «Б» - поз 6 на фиг.3, или изменением количества отверстий на единицу поверхности - поз.7.

Фильтрующий элемент 3 может быть выполнен любой конструкции. Для примера приведены шесть вариантов фильтрующего элемента 3 (фиг.4...9).

На фиг.4 приведен фильтрующий элемент 3 содержащий фильтрующую сетку 8 и дренажную сетку 9, на фиг.5 - этот же фильтрующий элемент 3 имеет перфорированный защитный кожух 10. На фиг.6 приведен фильтрующий элемент имеющий защитный кожух из просечно-вытяжного листа 11. На фиг.7 приведен фильтрующий элемент 3, выполненный из проволоки 12, намотанной на продольные элементы 13 по спирали. На фиг.8 приведен фильтрующий элемент 3, выполненный из пористого металла 14, а на фиг.9 - фильтрующий элемент 3, выполненный из пористой керамики 15.

Перед эксплуатацией к башмаку 5 привинчивают первый скважинный фильтр 1 (или первую группу фильтров, фиг.2), потом второй скважинный фильтр 1, или вторую группу фильтров с одинаковой скважинностью, но меньшей, чем для первого скважинного фильтра 1 (группы фильтров). Колону скважинных фильтров опускают в скважину для добычи нефти или газа.

Применение полезной модели позволило:

1. Повысить пропускную способность скважинных фильтров

2. Создать колонну скважинных фильтров, имеющую очень высокую пропускную способность и обладающую хорошими фильтрующими свойствами.

3. Обеспечить длительную эксплуатацию фильтра без засорения фильтрующего элемента.

4. Снизить себестоимость фильтров.

Скважинный фильтр прошел стендовые и промышленные испытания и показал высокую фильтрующую способность и надежность в эксплуатации.

1. Колонна скважинных фильтров, включающая фильтры, имеющие несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы и фильтрующего элемента, отличающаяся тем, что перфорация фильтров имеет переменную скважность по высоте, увеличивающуюся к ее нижней части.

2. Колонна скважинных фильтров по п.1, отличающаяся тем, что скважность фильтров сверху вниз увеличивается за счет увеличения диаметра отверстий перфорации.

3. Колонна скважинных фильтров по п.1, отличающаяся тем, что скважность фильтров сверху вниз увеличивается за счет увеличения количества отверстий перфорации.

4. Колонна скважинных фильтров по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что все скважинные фильтры имеют маркировку для правильной установки.

5. Колонна скважинных фильтров по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что у всех фильтров фильтрующий элемент выполнен в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки и, по меньшей мере, одной дренажной сетки.

6. Колонна скважинных фильтров по п.5, отличающаяся тем, что над фильтрующим элементом концентрично ему установлен защитный перфорированный кожух.

7. Колонна скважинных фильтров по п.6, отличающаяся тем, что защитный перфорированный кожух выполнен из просечно-вытяжного листа.

8. Колонна скважинных фильтров по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде проволоки, намотанной с зазором на продольные стрингеры, установленные вдоль перфорированной трубы.

9. Колонна скважинных фильтров по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент всех фильтров выполнен из спрессованной проволоки.

10. Колонна скважинных фильтров по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент всех фильтров выполнен из пористого металла.

11. Колонна скважинных фильтров по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент всех фильтров выполнен из пористой керамики.