Скважинный фильтр

 

Изобретение относится к области разработки нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано для оборудования обсадных эксплуатационных колонн фильтрами при заканчивании строительства скважин. Обеспечивает упрощение конструкции фильтра с одновременным обеспечением качества цементирования и вскрытия продуктивного пласта. Скважинный фильтр включает трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с сердечником. Корпус оборудован центраторами, равномерно размещенными по всей его длине. Втулки заглушек жестко соединены с корпусом, а сердечники - с втулками. Сердечники выполнены вогнутыми с внутренней и конусообразными и выступающими с наружной поверхности корпуса, при этом сердечники заглушек изготовлены из материала, разрушаемого при химическом воздействии. Они выполнены вогнутыми с внутренней поверхности корпуса для самоуплотнения соединения сердечников с втулками под действием давления при опрессовке эксплуатационной колонны с фильтром. Сердечники выполнены выступающими с наружной поверхности корпуса с возможностью работы этих сердечников, как пуль, для разрушения цементного камня, выстреливаемых избыточным давлением в эксплуатационной колонне при нарушении связи сердечников с втулками при химическом воздействии. 1 ил.

Изобретение относится к области разработки нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано при заканчивании строительства скважин для оборудования эксплуатационных колонн в интервале продуктивных пластов фильтрами.

Известен скважинный фильтр, включающий корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, выполненными в виде стаканов, заполненных вязкопластичным веществом и выступающих донной частью во внутрь корпуса /1/.

Недостатком данного фильтра является необходимость выполнения дополнительной операции по срезке выступающих частей заглушек отверстий корпуса фильтра, кроме того, при спуске фильтра в скважину на выступающих частях заглушек по наружной поверхности фильтра может образовываться сальник из глины, который затруднит спуск эксплуатационной колонны на заданную глубину и последующее тампонирование обсадной колонны.

Наиболее близким к описываемому изобретению является скважинный фильтр, содержащий трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с трубкой, выполненными с возможностью их совместного выдвижения из отверстий, удаляемую пробку, помещенную с внутренней стороны корпуса, и стопорный элемент втулки в ее рабочем положении, при этом удаляемая пробка размещена во втулке, трубка жестко связана с втулкой и зафиксирована относительно корпуса, а стопорный элемент втулки в ее рабочем положении установлен в трубчатом корпусе /2/.

Основными недостатками данного фильтра являются сложность конструкции заглушек отверстий корпуса, необходимость выполнения дополнительной операции спуска в скважину специального инструмента (расширителя скважины) для срезки выступающих во внутрь частей втулок с целью образования фильтрационных каналов.

Задачей описываемого изобретения является упрощение конструкции фильтра с одновременным обеспечением качества цементирования и вскрытия продуктивного пласта.

Поставленная задача достигается тем, что в скважинном фильтре, включающем трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку, корпус оборудован центраторами, равномерно размещенными по всей его длине, заглушки снабжены сердечниками, которые выполнены из материала, разрушаемого при химическом воздействии, вогнутыми с внутренней поверхности корпуса, для самоуплотнения соединения сердечников со втулками под действием давления при опрессовке эксплуатационной колонны с фильтром, и конусообразными, выступающими с наружной поверхности корпуса с возможностью работы сердечников как пуль, для разрушения цементного камня, выстреливаемых избыточным давлением в эксплуатационной колонне при нарушении связи сердечников со втулками при химическом воздействии.

На чертеже представлена схема скважинного фильтра: 1- корпус фильтра, 2 - заглушка, 3 - втулка заглушки, 4 - сердечник заглушки, 5 - сварка, 6 - центратор; Dс - диаметр скважины.

Сущность изобретения заключается в следующем.

После бурения скважины на проектную глубину в скважину спускают эксплуатационную колонну с фильтром, устанавливаемым в интервале залегания продуктивного пласта. Для изготовления корпуса фильтра могут быть использованы обсадные трубы эксплуатационной колонны. В корпусе 1 высверливаются отверстия, число и диаметр которых определяют из условия достижения требуемого совершенства скважины по характеру вскрытия пласта. Отверстия фильтра оборудуют заглушками 2, каждая из которых имеет втулку 3 и сердечник 4. Втулки 3 жестко соединяют с корпусом 1, например, при помощи резьбовых соединений (на чертеже не показано) и сварки 5. Сердечники 4 размещают внутри втулок 3 с жестким соединением с последними, например, также при помощи резьбового соединения. Сердечники изготавливают из материала (например, алюминиевого сплава), разрушаемого химическим путем (например, соляной кислотой, каустической содой), при этом сердечники выполняют вогнутыми с внутренней поверхности и конусообразными (заостренными) с внешней поверхности корпуса фильтра. Вогнутость сердечников позволяет увеличить площадь их контакта с химическим реагентом, за счет чего - уменьшить время разрушения сердечников. Кроме того, вогнутость сердечников обеспечивает дополнительное самоуплотнение соединения сердечников со втулками под действием давления внутри корпуса фильтра при опрессовке эксплуатационной колонны с фильтром. Конусообразность сердечников позволяет минимизировать налипаемость глинистого материала на фильтр при его спуске в скважину и способствует разрушению цементного камня между сердечниками и стенками скважины после нарушения жесткой связи сердечников со втулками при химическом разрушении сердечников (сердечники работают как пули, выстреливаемые избыточным давлением внутри эксплуатационной колонны).

Длину сердечников заглушек выбирают с таким расчетом, чтобы зазор между сердечниками и стенками скважины был минимальным. После оборудования отверстий корпуса фильтра заглушками производится опрессовка фильтра на поверхности на давление, равное 1,5-кратному давлению опрессовки эксплуатационной колонны после ее спуска в скважину и тампонирования.

Для предохранения заглушек фильтра от механических повреждений при спуске колонны и для обеспечения равномерного тампонирования заколонного пространства на корпусе фильтра с равномерным размещением по всей его длине оборудуют центраторы 6.

После спуска эксплуатационной колонны с фильтром производят ее тампонирование и скважину закрывают на время ожидания затвердения тампонажного материала. Далее производят опрессовку эксплуатационной колонны с фильтром и в скважину в интервал фильтра подается химический реагент. Скважина выдерживается в течение времени разрушения (растворения) сердечников заглушек отверстий фильтра. В затвердевшем тампонажном материале на месте сердечников образуются фильтрационные каналы. Время разрушения сердечников заглушек отверстий фильтра определяют опытным путем для конкретного их материала и применяемого химического реагента. Далее скважина переводится на режим освоения и вызова притока пластового флюида, в процессе которого производится очистка ствола скважины от продуктов реакции.

Использование описываемого устройства позволяет снизить затраты на создание скважинного фильтра и время на заканчивание сооружения скважин.

Литература 1. Авторское свидетельство СССР N 1091619, E 21 B 43/08, 10.01.96.

2. Патент РФ N 2085708, E 21 B 43/08, 27.07.97.

Формула изобретения

Скважинный фильтр, включающий трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку, отличающийся тем, что корпус оборудован центраторами, равномерно размещенными по всей его длине, заглушки снабжены сердечниками, которые выполнены из материала, разрушаемого при химическом воздействии, вогнутыми с внутренней поверхности корпуса для самоуплотнения соединения сердечников с втулками под действием давления при опрессовке эксплуатационной колонны с фильтром и конусообразными, выступающими с наружной поверхности корпуса с возможностью работы сердечников, как пуль, для разрушения цементного камня, выстреливаемых избыточным давлением в эксплуатационной колонне при нарушении связи сердечников с втулками при химическом воздействии.

РИСУНКИ

Рисунок 1