Скважинный фильтр

 

Использование: в горной промышленности , а точнее в нефтегазодобывающей, и предназначено для борьбы с пескопроявлениями в скважинах, С целью снижения величины механических воздействий на фильтр-элементы. Сущность изобретения; в скважинном фильтре, включающем перфо2 рированную трубу и металлокёрамический фильтрующий элемент, установленный соосно с наружной стороны перфориров анной трубы и с зазором относительно последней, торцевые и боковые наружная и внутренняя поверхности фильтрующего элемента выполнены сферическими и плавно сопряженными друг с другом. Также радиус боковой наружной сферической поверхности выполнен большим, чем радиус боковой внутренней сферической поверхности. Применение скважинного фильтра имеет следующие преимущества: увеличение срока службы фильтра, уменьшение капитальных затрат на замену фильтрэлементов, снижение числа спуска-подъемов фильтра на поверхность , снижение величины механических воздействий на фильтрэлементы, увеличение срока службы насоса и клапанов вследствие уменьшения количества песка в нефти. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 43/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4367556/03 (22) 17.09.90 (46) 15.01.93. Бюл. Q 2 (75) Ж,Ш.Кунакбаев, Мансур Умаров, К.Ш,Кунакбаев, С.К;Рахимжанова, Г.M.Óìàрова, О.X.Xàéðóëëèí и Ш.У,Кунакбаев (56) Аликбеков Б.И. Техника и технология эксплуатации залежей-нефти с низким пластовым давлением и интенсивным пескопроявлением, Баку, АзГИЗ, с. 16, рис. 43.

Авторское свидетельство СССР

N 1161692, кл. Е 21 В 43/08, 1985, (54) СКВАЖИХХЫЙ ФИЛЬТР (57) Использование, в горной промышленности, а точнее в нефтегазодобывающей, и предназначено для борьбы с пескопроявлениями в скважинах. С целью снижения величины механических воздействий на фильтр-элементы. Сущность изобретения; s скважинном фильтре, включающем перфоИзобретение Относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может примейяться для борьбы с поступлением песка в скважинную колонну, труб.

Целью изобретения является снижение величины механических воздействий на фильтрэлемейты.

Ха фиг, 1 и 2 изображен скважинный фильтр в разрезе.

Скважинный фильтр (фиг, 1) включает перфорированную трубу 1, соосно и с зазо. ром с которой установлены металлокерамические фильтрующие элементы 2 сферической формы с разделительными

1. Ж 1788219 А1 рированную трубу и металлокерамический фильтрующий элемент, установленный соосно с наружной стброны перфорированной трубы и с зазором относительно последней, торцевые и боковые наружная и внутренняя поверхности фильтрующего элемента выполнены сферическими и плавно сопряженными друг с другом. Также радиус боковой наружной сферической поверхности выполнен большим, чем радиус боковой внутренней сферической поверхности. Применение скважинного фильтра имеет следующие преимущества: увеличение срока службы фильтра, уменьшение капитальных затрат на замену фильтрэлементов, снижение числа спуска-подьемов фильтра на поверхность, снижение величины механических воздействий на фильтрзлементы, увеличение срока службы насоса и кл "ïàíîâ вследствие уменьшения количества песка в нефти, 1 з,п. ф-лы, 2 ил. E прокладками-кольцами 3. Поверхности торцевых частей 4 фильтрэлемента 2 выполнены по форме в виде сферической поверхности с радиусом R<. Боковые наружная и внутренняя поверхности также выполнены в виде сферических поверхностей соответственно с радиусом Rz u Rg. Эти три сферические поверхности сопряжены друг с другом плавными кривыми, а именно R< и R2 — кривой r<, à Rz и Рз — кривой г2. При этом по величине Rz > Вз. . Труба 1 является насосно-компрессионной трубой, соединяющей фильтр 2 и насос (насос на рис. 1, условно не показан), который расположен выше секции фильтра.

1788219

Сборка секции скважинного фильтра производится на перфорированной трубе 1, которая является несущим элементом, на нижний конец которого крепится первый металлокерамический фильтрэлемент 2 с помощью упругого кольца 3. Каждый фильтрэлемент 2 охватывается с торцов упругими. кольцами 3, диаметр которого чуть больше диаметра элементов 3. Такая наборная кон- струкция скважиннога фильтра обеспечивает гибкость Секции "и смягчает контакты поверхностей металлокерамических фильт рэлементов 2 при касаниях стенок обсадной колонны скважины при спуске-подъеме и эксплуатации фильтра, Это усиливает преимущества фильтрэлемента со сферическими поверхностями; обладающего свойством воспринимать пониженные механические воздействия Так как величина давления изнутри фильтра при пульсациях больше, чем наружного давления йефтяного пласта, то радиус внутренней боковой сферы выполнен меньшим, чем радиус наружной боковой сферы фильтрэлемента, Это позволяет отражать скачки давления при меньших значениях растягивающих напряжений в металлакерамических стенках;

Скважинный фильтр работает следующим образом, При всасе поршня насоса внутри перфорированной насосно-компрессионной трубы 1 создается разряжение, которое вызывает переток фильтруемой жидкости (нефти) иэ зоны повь1шенного давления (т.е, из себя в пласте) в зону разряжения через фильтрующий элемент 2 в зазор (полость) между ними трубой 1, а оттуда вовнутрь трубы 1 через ее отверстия, Далее через систему клапанов жидкость поднимается на поверхность, Находящиеся в жидкости твердые частицы отфильтровываются и остаются на наружной поверхности фильтрэлемента 2, образуя равномерный слой песка и ила, слабо сцепленной с поверхностью фильтра. При обратном ходе поршня насоса этот слой отделяется от поверхности фильтрэлемента 2, так как внутри трубы 1 создается импульс избыточного давления и корка сползает под действием силы тяжести и регулярно оседает в забой целыми йластами, При изгибах трубы 1 сферическая форма торца фильтрэлемента 2 позволяет резко уменьшить усилие внецентренного сжаться прокладки-.кольца 3 между соседними фильтрэлементами 2. Это повышает прочность фильтра и его эффективность, Кроме того, при сферическай форме торца ширина (высота) прокладкю3 значительно увеличивается, что позволяет увеличить упругую линейную деформацию, что снижает также контактные напряжения в фильтрэлементе и увеличивает срок его службы.

Кроме того при сферической форме боковых поверхностей фильтрэлемента его стенка работает на изгиб как вогнутая балка с двумя опорами, в которой часть нагрузки перераспределяется на опоры (кольца), Это снижает величину растягивающих напряжений. Выполнение радиуса внешней боковой поверхности сферы больше радиуса внутренней сферы позволяет снизить уровень

10 механических воздействий и увеличить прочность фильтрэлемента за счет того, что при изгибах внутренней трубы, диаметр ко15 торой меньше, чем диаметр скважины, большой радиус внешней боковой поверхности лучше обкатывает поверхность скважины, а меньший радиус внутренней боковой поверхности лучше обкатывает и взаимодействует с вйутренней перфорированной трубой, Это снижает величину напряжений

20 в фильтрэлементе, возникающих при нагрузках, Кроме того, скругленная, т,е. более рациональная, чем плоская форма боковых поверхностей, лучше противостоит и отражает пульсации (скачки) как внешнега тэк и

25 внутреннего давления, возникающие при работе поршневых нефтяных насосов за счет того, что ударная волна плавно огибает сферу своими фронтом.

Для фильтрования используется вся поверхность фильтрэлемента 2, поэтому жидкость равномерно просачивается через ее стенку с малой скоростью, при которой рез35 ко уменьшается количество увлекаемого жидкостью песка, Данная конструкция фильтра не имеет пазух снаружи фильтрэлемента, в которые могли бы набиваться песок и ил, и тем саОбразующиеся песчано-илистые слои непрерывно сползают под действием своего веса и импульса давления с гладкой повер45 хности фильтра. Таким образом к следующему циклу движения поршня насоса рабочая йоверхность фильтрующего элемента полностью очищается и цикл повторяется с сохранением высокой производительности процесса очистки неф50 ти

Металлокерамический фильтр обладает высокой прочностью и суффозиан ной устойчивостью, большими биологической и тер55 мической инертностью, хорошей проницаемостью и регенеративной возможностью.

Предлагаемая конструкция скважинного фильтра повышает эффективность его paботы, увеличивает периоды между

40 мым исключается задержка и образование плотной оболочки вокруг фильтрэлемента 2.

1788219 промывками, сокращает капитальные затраты на замену фильтрзлементов, обладает низкой металлоемкостью; повышает надежность нефтяного оборудования.

Формула изобретейия

1. Скважинный фильтр, включающий 5 перфорированную трубу и металлокерамический фильтрующий злемент, установленн ый соосно с наружной стороны перфорированной трубы и с зазором отно10 сительно последней, отличающийся тем, что, с целью снижения величины механических воздействий на фильтрующие элементы, торцевые и боковые наружная и внутренняя поверхности фильтрующего элемента выполнены сферическими и плавно сопряженными одна с другой.

2. Фильтр по и. 1, отличающийся тем, что радиус боковой наружной сферы больше радиуса внутренней боковой сферы.

1788219

5

2 Составитель Ж,Кунакбаев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 59 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5