Фильтр скважинного насоса

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использована в скважинных насосах для откачки пластовой жидкости из скважин. Фильтр скважинного насоса содержит цилиндрический корпус из отрезка перфорированной трубы и фильтрующую систему, расположенную снаружи цилиндрического корпуса. Фильтрующая система выполнена из фильтрующих элементов в виде трубчатого элемента из проницаемого материала из спиральной проволоки «металлорезина». Фильтрующая система установлена на центраторе, который расположен в кольцевой полости между корпусом и фильтрующей системой. Фильтр дополнительно снабжен регулировочной шайбой. Полезная модель позволяет повысить эффективность работы фильтра скважинного насоса за счет улучшения качества фильтрации. Полезная модель расширяет ассортимент модульных конструкций фильтров скважинных насосов. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящая полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использована в скважинных насосах для откачки пластовой жидкости из скважин.

Известен фильтр скважинного насоса на УЭЦН, раскрытый в описании к патенту RU 38832 U1, E21B 43/08, 2004 г., содержащий многосекционный фильтр, представляющий собой щелевой экран из проволоки.

Указанный фильтр предотвращает попадание в полость насоса крупных частиц механических примесей, но не позволяет проводить тонкую очистку пластовой жидкости.

Известен фильтр скважинного насоса модульной конструкции, описанный в патенте RU 57809 U1, E21B 43/08, 2006 г., содержащий цилиндрический корпус с выполненными в нем щелевыми отверстиями, которые образованы путем нарезки корпуса по винтовой линии.

Указанный фильтр не позволяет проводить тонкую очистку пластовой жидкости.

Известен фильтр скважинного насоса, раскрытый в описании к патенту RU 2261369, F04D 13/10, 2005 г., расположенный внутри корпуса всасывающего устройства и выполненный из пенометалла.

Недостатком фильтра является относительно невысокая его пропускная способность, так как пенометалл представляет собой жесткую конструкцию с неэластичными ячейками, которые могут забиваться механическими примесями, что снижает межремонтный срок работы насоса до регенерации фильтра. Применяемый фильтр не является модульным, что затрудняет разборку и сборку всасывающего устройства при ремонтных работах.

Известен фильтр скважинного насоса, описанный в патенте RU 2353813, F04D 13/10, 2009 г., расположенный внутри корпуса всасывающего устройства и выполненный из фильтрующих элементов из проницаемого материала из спиральной проволоки «металлорезина».

Фильтр обеспечивает тонкую очистку пластовой жидкости. Недостатком фильтра является его недостаточно высокая пропускная способность из-за относительно небольшой фильтрующей поверхности, так как фильтр расположен внутри корпуса всасывающего устройства, и, кроме того, конструкция всасывающего устройства не позволяет быстро производить разборку и сборку всасывающего устройства при ремонтных работах.

Известен фильтр скважинного насоса модульной конструкции, раскрытый в описании к патенту RU 56947 U1, E21B 43/08, 2006 г. и выбранный за прототип. Фильтр содержит цилиндрический корпус из отрезка перфорированной трубы и спирально-щелевую фильтрующую систему, расположенную снаружи цилиндрического корпуса.

Указанный фильтр не позволяет проводить тонкую очистку пластовой жидкости, что приводит к попаданию механических примесей в рабочие органы насоса и, следовательно, к абразивному износу последнего.

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности работы фильтра скважинного насоса путем улучшения качества фильтрации а также расширение ассортимента модульных конструкций фильтров для скважинных насосов.

Эта задача решается созданием фильтра, который содержит цилиндрический корпус из отрезка перфорированной трубы и фильтрующую систему, расположенную снаружи цилиндрического корпуса, в котором фильтрующая система выполнена из фильтрующих элементов в виде трубчатого элемента из проницаемого материала из спиральной проволоки «металлорезина» и установлена на центраторе, который расположен в кольцевой полости между корпусом и фильтрующей системой и фильтр дополнительно снабжен регулировочной шайбой. Фильтрующая система может быть выполнена, по меньшей мере, из одного слоя фильтрующих элементов. Центратор может быть выполнен в виде каркаса из втулок и продольных стержней круглого сечения. В другом исполнении центратор может быть выполнен из проволочной сетки в виде гофрированной трубки с гофрами треугольного сечения и продольным относительно вала расположением гофр. Также центратор может быть выполнен из колец в форме тавра или двутавра в поперечном сечении, кольца установлены между соседними фильтрующим элементами с охватом их концов. Фильтрующие элементы могут быть выполнены с металлическими наконечниками на концах трубчатого элемента.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен заявляемый фильтр, на фиг.2 - центратор в виде втулок и стержней с фильтрующей системой из одного слоя фильтрующих элементов, на фиг.3 - центратор в виде втулок и стержней с фильтрующей системой из двух слоев фильтрующих элементов, на фиг.4 - центратор в виде гофрированной трубки, вид сверху, на фиг.5 - центратор в виде колец в форме тавра, на фиг.6 - центратор в виде колец в форме двутавра, на фиг.7 - фильтрующий элемент с металлическими наконечниками.

Фильтр предназначается для применения в составе УЭЦН с номинальными подачами пластовой жидкости от 30 до 100 м³/сут.

Фильтр содержит цилиндрический корпус 1 из отрезка перфорированной трубы с отводящими очищенную пластовую жидкость отверстиями 2 и фильтрующую систему 3, расположенную снаружи цилиндрического корпуса 1 с образованием кольцевой полости 4 между ними.

Фильтрующая система 3 выполнена из фильтрующих элементов 5 в виде трубчатого элемента из спиральной проволоки «металлорезина». Структура фильтрующих элементов 5 представляет собой проницаемую во всех направлениях открытую пористую систему, полученную в результате сплетения проволочных спиралей путем холодного прессования в пресс-формах. Размер пор, и следовательно, тонкость фильтрации может быть различной и определяется конкретными условиями работы в скважине. Фильтрующие элементы 5 сопрягаются своими торцами друг с другом с определенным натягом. Фильтрующие элементы выполнены с возможностью упругой деформации во время работы всасывающего устройства, что обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление потоку пластовой жидкости и создает идеальное распределение потока. Фильтрующая система 3 может быть выполнена из одного слоя фильтрующих элементов 5 или из нескольких. Многослойная система набрана из фильтрующих трубчатых элементов с разной тонкостью очистки, при этом элементы, обеспечивающие более тонкую очистку, вставлены в фильтрующие элементы более грубой очистки. Каждый фильтрующий элемент 5 может быть выполнен с металлическими наконечниками 6 на концах трубчатого элемента.

Фильтр снабжен регулировочной шайбой 7, которая обеспечивает контролируемое сжатие фильтрующих элементов 5, что позволяет регулировать размеры пор фильтрующих элементов 5 и, следовательно, тонкость очистки, и, кроме того, гарантирует плотность прилегания торцов фильтрующих элементов 5.

Фильтрующая система 3 установлена на центраторе 8, который расположен в кольцевой полости 4 между корпусом 1 и фильтрующей системой 3.

Центратор 8 может быть выполнен в виде каркаса из втулок 9 и продольных стержней 10 круглого сечения. В другом исполнении может быть выполнен из проволочной сетки в виде гофрированной трубки 11 с гофрами треугольного сечения и продольным относительно вала расположением гофр. Центратор 8 также может быть выполнен из колец в форме тавра 12 или двутавра 13 в поперечном сечении. Кольца 12 или 13 установлены между соседними фильтрующими элементами 5 с охватом их концов.

Для удобства поставки фильтра он выполнен с технологическими крышками 14.

Скважинный насос работает следующим образом. При пуске двигателя скважинного насоса движение передается на рабочие органы насосных секций. Пластовая жидкость поступает на фильтрацию. Крупные механические примеси с размером более размера пор фильтрующих элементов 5, отражаются от наружной поверхности фильтрующей секции 3 и скатываются в затрубное пространство. Пластовая жидкость с механическими примесями с размером пор менее размера пор фильтрующих элементов 5 проходит в проволочную структуру фильтрующих элементов 5. Часть мелких частиц задерживается проволочной структурой и осаждается в порах фильтрующих элементов 5. В связи с тем, что все поры являются сообщающимися и фильтрующая секция 3 выполнена с возможностью упругой деформации, механические включения, способные перекрыть отдельные поры, не нарушают работоспособности фильтрующей секции 3 в целом, что способствует более длительному сроку работы всего фильтра до регенерации. Отфильтрованная пластовая жидкость через отверстия 2 в корпусе 1 поступает внутрь корпуса 1 и далее в насосные секции.

Настоящая конструкция фильтра предотвращает попадание крупных частиц механических включений в полость насоса, обеспечивает тонкую очистку пластовой жидкости и, тем самым, повышает межремонтный срок работы насоса. Конструкция фильтра является модульной, что обеспечивает удобство сборки и разборки всасывающего устройства и повышает его ремонтопригодность, так как позволяет заменять отдельные, вышедшие из строя в процессе эксплуатации фильтры полностью или частично путем замены отдельных сильно загрязненных и не подлежащих регенерации фильтрующих элементов фильтра.

Таким образом, настоящая конструкция позволяет повысить эффективность работы фильтра скважинного насоса за счет улучшения качества фильтрации. Данная конструкция расширяет ассортимент модульных конструкций фильтров скважинных насосов.

1. Фильтр скважинного насоса, содержащий цилиндрический корпус из отрезка перфорированной трубы и фильтрующую систему, расположенную снаружи цилиндрического корпуса, отличающийся тем, что фильтрующая система выполнена из фильтрующих элементов в виде трубчатого элемента из проницаемого материала из спиральной проволоки «металлорезина» и установлена на центраторе, который расположен в кольцевой полости между корпусом и фильтрующей системой и фильтр дополнительно снабжен регулировочной шайбой.

2. Фильтр скважинного насоса по п.1, отличающийся тем, что фильтрующая система выполнена, по меньшей мере, из одного слоя фильтрующих элементов.

3. Фильтр скважинного насоса по п.1, отличающийся тем, что центратор выполнен в виде каркаса из втулок и продольных стержней круглого сечения.

4. Фильтр скважинного насоса по п.1, отличающийся тем, что центратор выполнен из проволочной сетки в виде гофрированной трубки с гофрами треугольного сечения и продольным относительно вала расположением гофр.

5. Фильтр скважинного насоса по п.1, отличающийся тем, что центратор выполнен из колец в форме тавра или двутавра в поперечном сечении, кольца установлены между соседними фильтрующим элементами с охватом их концов.

6. Фильтр скважинного насоса по п.1, отличающийся тем, что фильтрующие элементы выполнены с металлическими наконечниками на концах трубчатого элемента.