Защитный кожух скважинного фильтра (варианты)

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в скважинных фильтрах при добыче жидкостей и газов из недр земли.

Задача создания полезной модели предотвращение попадания породы в фильтрующий элемент при спуске скважинного фильтрующего устройства в скважину.

Решение указанных задач достигнуто в первом варианте защитного кожуха скважинного фильтра, выполненного из металлического листа с отверстиями в нем, тем, что на металлическом листе выполнены вдоль оси кожуха просечки, и произведена вытяжка элементов листа около просечек внутрь кожуха с образованием тангенциальных отверстий. Просечки могут быть выполнены попарно, а тангенциальные отверстия - сквозными.

Решение указанных задач достигнуто во втором варианте защитного кожуха скважинного фильтра, выполненный из металлического листа с просечкой в нем отверстий, отличающийся тем, что отверстия содержат отгибные элементы, выполненные с возможностью предотвращения попадания породы внутрь при спуске скважинного фильтра в скважину. Отверстия выполнены круглой, прямоугольной или треугольной формы. Отгибные элементы выполнены по всему периметру отверстий, или не по всему периметру отверстий. Отгибные элементы отогнуты и сориентирована вдоль оси или перпендикулярно оси защитного кожуха.

Решение указанных задач достигнуто в третьем варианте защитного кожуха скважинного фильтра, выполненный из металлического листа с отверстиями в нем, отличающийся тем, что в металлическом листе выполнены углубления, а в них - выполнены радиальные отверстия. Углубления направлены внутрь в сторону оси кожуха или наружу от оси кожуха. Углубления выполнены круглой, или прямоугольной формы. Отверстия выполнены круглой или прямоугольной формы.

3 с. П.-та ф-лы, 14 зав. п.-ов, илл. 14.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при добыче жидкости и газов из недр в составе обсадной или эксплуатационной колонны.

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 при 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.

Известно скважинное фильтрующее устройство по св. РФ на полезную модель №16758, прототип. Это скважинное фильтрующее устройство содержит перфорированную трубу, муфту и ниппель, фильтрующее устройство, защищенное защитным кожухом с отверстиями круглой формы и дренажный слой, расположенный между фильтрующим элементом трубой. Защитный кожух предотвращает повреждение фильтрующего элемента при его спуске в скважину.

Недостатками этого фильтра являются низкая пропускная способность фильтра, связанная с тем, что площадь отверстий в защитном кожухе невелика. Увеличение диаметра отверстий и их количества приведет к большей вероятности повреждения фильтрующего элемента или попаданию в породы при его спуске в скважину, а также к ослаблению защитного кожуха.

Известен скважинный фильтр по патенту на полезную модель №66416, прототип. Этот кожух выполнен из стального листа с отверстиями.

Недостаток - возможность попадания породы в фильтрующий элемент при спуске скважинного фильтра в скважину.

Задачи создания полезной модели: увеличение пропускной способности фильтра при одновременном предотвращении попадания породы в фильтрующий элемент при спуске фильтрующего устройства в скважину.

Решение указанных задач достигнуто в первом варианте защитного кожуха скважинного фильтра, выполненного из металлического листа с отверстиями в нем, тем, что на металлическом листе выполнены вдоль оси кожуха просечки, и произведена вытяжка элементов листа около просечек с образованием тангенциальных отверстий. Просечки могут быть выполнены попарно, а отверстия - сквозными.

Решение указанных задач достигнуто во втором варианте защитного кожуха скважинного фильтра, выполненного из металлического листа с отверстиями в нем, за счет того, что в металлическом листе выполнены углубления, а в них - выполнены радиальные отверстия. Углубления направлены внутрь в сторону оси кожуха или наружу от оси кожуха. Углубления выполнены круглой, или прямоугольной формы. Отверстия выполнены круглой или прямоугольной формы.

Решение указанных задач достигнуто в третьем варианте защитного кожуха скважинного фильтра, выполненного из металлического листа с просечкой в нем отверстий, за счет того, что отверстия содержат отгибные элементы, выполненные с возможностью предотвращения попадания породы внутрь при спуске скважинного фильтра в скважину. Отверстия выполнены круглой, прямоугольной или треугольной формы. Отгибные элементы выполнены по всему периметру отверстий, или не по всему периметру отверстий. Отгибные элементы отогнуты и сориентированы вдоль оси или перпендикулярно оси защитного кожуха.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1...14:

- на фиг.1 представлен скважинный фильтр,

- на фиг.2 приведен защитный кожух скважинного фильтра с тангенциальными отверстиями прямоугольной формы,

- на фиг.3 приведен фрагмент кожуха со сквозными тангенциальными отверстиями,

- на фиг.4 приведен вид А для первого варианта,

- на фиг.5 приведен фрагмент кожуха с несквозными тангенциальными отверстиями,

- на фиг.6 и 7 представлен второй вариант защитного кожуха,

- на фиг.8 приведен фрагмент кожуха для третьего варианта с прямоугольными отверстиями,

- на фиг.9 представлен фрагмент кожуха с отверстиями треугольной формы,

- на фиг.10 представлен фрагмент кожуха с отверстиями прямоугольной формы и отбортовкой по всему периметру,

- на фиг.11 представлен фрагмент кожуха с отверстиями треугольной формы и с отбортовкой по всему периметру,

- на фиг.12 представлен фрагмент кожуха с отгибным элементом, выполненным не по всему периметру отверстия, параллельно оси фильтра,

- на фиг.13 представлен фрагмент кожуха с отгибным элементом, выполненным не по всему периметру отверстия, перпендикулярно оси фильтра,

- на фиг.14 представлен фрагмент кожуха с отгибным элементом, выполненным не по всему периметру отверстия, параллельно и перпендикулярно оси фильтра.

Скважинный фильтр (фиг.1) содержит перфорированную трубу 1 с отверстиями «Б» и фильтрующий элемент 2.

Фильтрующий элемент 2 установлен на перфорированной трубе 1 концентрично ей. Фильтрующий элемент 2 может быть любой конструкции: сетчатый, щелевой, наборный, керамический, гравийный, а также комбинированным в любом сочетании.

Снаружи установлен защитный кожух 3 с отверстиями «В» и отгибными элементами 4. Защитный кожух 3 выполнен цилиндрической формы из металлического листа, например, стали или алюминия.

Первый вариант защитного кожуха (фиг.2...5) содержит продольные просечки «Г», и отгибные элементы 4 между парами просечек «Г» вытянуты внутрь (штамповкой) и за счет этого образованы сквозные отверстия «В» (фиг.3 и 4). Если просечки «Г» выполнены непарно (фиг.5), то образуются несквозные отверстия «В». В частном случае отверстия «В» могут быть выполнены тангенциально.

По второму варианту защитного кожуха скважинного фильтра (фиг.6 и 7) он содержит выштамповки 5, на которых выполнены отверстия «В». Выштамповки 5 направлены внутрь в сторону оси фильтра. Выштамповки 5 могут быть любой другой формы: прямоугольные - фиг.6 или круглые - фиг.7, а также иметь отверстия «В» прямоугольной, круглой или любой другой формы.

По третьему варианту (фиг.8...14) на кожухе 3 выполнены отгибные элементы (отбортовки) 4, направленные внутрь кожуха 3 или наружу. Отверстия «В» могут быть любой формы, например, прямоугольные - фиг.8, 10, 12 и 13, треугольные (фиг.9 и 11) или сложной формы (фиг.14).

Отверстия «В» могут быть выполнены с отгибами 4, выполненными по всему периметру (фиг.10 и 11) или не по всему периметру отверстий (фиг.12...14). При этом отгибные элементы 4 могут быть размещены параллельно оси фильтра (фиг.12), или перпендикулярно (фиг.13) или одновременно перпендикулярно и параллельно (фиг.14). Отгибные элементы 4 предназначены для предотвращения попадания породы при спуске скважинного фильтра в скважину.

Отгибные элементы 4 могут быть отогнуты как внутрь, так и наружу от поверхности защитного кожуха. Отогнутые внутрь в сторону перфорированной трубы 1 на высоту «Н» отгибные элементы 4 образуют дренажный слой «Д» (фиг.1) со строго регламентированной толщиной.

Скважинный фильтр с защитным кожухом 3 (Фиг.1...14) работает следующим образом.

Через отверстия «В» в защитном кожухе 3 жидкость (вода или нефть) поступает на фильтрацию.

Защитный кожух 3 предотвращает попадание крупных механических примесей на поверхность фильтрующего элемента, предохраняя его от деформации и повреждения в процессе установки и транспортировки и обеспечивая значительно больший срок эксплуатации фильтра.

Защитный кожух 3 может быть выполнен из нержавеющей стали толщиной от 0,6 до 1,2 мм. Размер ячеек в просечном листе (кожухе) определяется исходя из условий эксплуатации фильтра (гранулометрического состава грунта).

Защитный кожух 3 из просечно-вытяжного листа имеет размер ячеек 3-60 мм, а общая площадь отверстий защитного экрана составляет не менее 30% от общей площади защитного кожуха 3.

За счет большой площади отверстий «В» защитного кожуха 3 обеспечивается свободное поступление жидкости к фильтрующему элементу с низким коэффициентом сопротивления.

При опускании фильтра в скважину отогнутые отгибные элементы 4 направлены ли вниз (фиг.1), поэтому порода не попадает в фильтрующий элемент 2 и он не забиваются породой.

Между защитным кожухом 3 и фильтрующим элементом 2 образуется дренажный слой «Д» за счет использования отгибных элементов 4 или углублений 5, имеющих высоту отгиба Н, отогнутых внутрь в сторону перфорированной трубы 1. Дренажный слой «Г» позволяет более равномерно распределить потоки добываемого продукта вдоль трубы 1 и увеличить пропускную способность скважинного фильтра.

Применение полезной модели позволило:

1. Создать фильтр, имеющий большую пропускную способность и обладающий хорошими фильтрующими и эксплуатационными свойствами за счет применения просечных отверстий с большой площадью и эффективного применения дренажного слоя, который формируется автоматически при сборке скважинного фильтра.

2. Предотвратить засорение фильтра при его спуске в скважину.

3. Предотвратить повреждение фильтрующего элемента при транспортировке скважинных фильтров.

4. Упростить конструкцию фильтра.

5. Снизить себестоимость фильтра.

6. Автоматизировать и механизировать производство фильтра.

7. Обеспечить длительную эксплуатацию фильтра без засорения.

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

1. Защитный кожух скважинного фильтра, выполненный из металлического листа с отверстиями в нем, отличающийся тем, что на металлическом листе выполнены просечки и произведена вытяжка элементов листа около просечек с образованием отверстий.

2. Защитный кожух по п.1, отличающийся тем, что просечки выполнены попарно, а отверстия - сквозными.

3. Защитный кожух скважинного фильтра, выполненный из металлического листа с отверстиями в нем, отличающийся тем, что в металлическом листе металл пластически деформирован с образованием углублений, а в них выполнены радиальные отверстия.

4. Защитный кожух по п.3, отличающийся тем, что углубления направлены внутрь в сторону оси кожуха.

5. Защитный кожух по п.3, отличающийся тем, что углубления направлены наружу от оси кожуха.

6. Защитный кожух по п.4 или 5, отличающийся тем, что углубления выполнены круглой формы.

7. Защитный кожух по п.4 или 5, отличающийся тем, что углубления выполнены прямоугольной формы.

8. Защитный кожух по п.4 или 5, отличающийся тем, что отверстия выполнены круглой формы.

9. Защитный кожух по п.4 или 5, отличающийся тем, что отверстия выполнены прямоугольной формы.

10. Защитный кожух скважинного фильтра, выполненный из металлического листа с просечкой в нем отверстий, отличающийся тем, что отверстия содержат отгибные элементы, выполненные с возможностью предотвращения попадания породы внутрь при спуске скважинного фильтра в скважину.

11. Защитный кожух по п.10, отличающийся тем, что отверстия выполнены круглой формы.

12. Защитный кожух по п.10, отличающийся тем, что отверстия выполнены прямоугольной формы.

13. Защитный кожух по п.10, отличающийся тем, что отверстия выполнены треугольными.

14. Защитный кожух по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что отгибные элементы выполнены по всему периметру отверстий.

15. Защитный кожух по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что отгибные элементы выполнены не по всему периметру отверстий.

16. Защитный кожух по пп.10-13, отличающийся тем, что отгибные элементы отогнуты и сориентирована вдоль оси защитного кожуха.

17. Защитный кожух по пп.10-13, отличающийся тем, что отгибные элементы отогнуты и сориентированы перпендикулярно оси защитного кожуха.