Скважинный раскрывающийся фильтр


 


Владельцы патента RU 2504643:

Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к технике для нефтедобычи, в частности к фильтрующим устройствам, предотвращающим вынос песка из пласта в эксплуатационную колонну. Фильтр включает несущий каркас, фильтрующие круглые щетки в виде цилиндрического корпуса с радиально ориентированными пучками ворса, диаметр которых превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны скважины. Несущий каркас представляет собой трубу с отверстиями. В цилиндрическом корпусе между пучками ворса выполнены отверстия. Межтрубное пространство между несущим каркасом и эксплуатационной колонной перекрыто разобщителем, расположенным выше фильтра. Повышается качество фильтрации. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике для нефтедобычи, в частности, к фильтрующим устройствам, предотвращающим вынос песка из пласта в эксплуатационную колонну.

Известен раскрывающийся скважинный фильтр, состоящий из перфорированного корпуса, кожуха с вертикальными пазами и фильтрующих подпружиненных лопастей криволинейной формы внутри кожуха, закрепленных одним краем на корпусе и с противоположным краем, выдвигающимся через пазы до прижатия к стенкам эксплуатационной колонны (Пат. №2289680 РФ, E21B 43/08, 2005).

Недостатком раскрывающегося скважинного фильтра является то, что лопасти из металлической сетки, перекрывающие при своем выдвижении перфорации в эксплуатационной колонне, обладают невысокой жесткостью. Вследствие этого возникающий при фильтрации жидкости перепад давления отжимает лопасти от колонны и открывает перфорации, приводя к неконтролируемому выносу частиц породы из пласта в скважину.

Известен раскрывающийся скважинный фильтр, состоящий из перфорированного корпуса, пружины кручения и многослойного фильтрующего элемента из гофрированной сетки, выполненного с возможностью изменения размеров в радиальном направлении при раскрутке или закрутке пружины (Пат. №2244103 РФ, E21B 43/08, 2003).

Недостаток раскрывающегося скважинного фильтра заключается в ограниченном усилии, развиваемом пружиной кручения для прижатия гофрированной сетки к стенке эксплуатационной колонны и перекрытия в ней перфораций. При последующей работе фильтра давление жидкости в заколонном пространстве повышается по сравнению с давлением внутри фильтрующего элемента, что приводит к смещению последнего к центру и проникновению частиц породы в скважину через открывшиеся перфорации.

Наиболее близким по технической сущности является скважинный раскрывающийся фильтр, включающий несущий каркас и закрепленные на нем фильтрующие круглые щетки в виде цилиндрического корпуса с радиально ориентированными пучками ворса, диаметр которого превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны скважины (ПМ №103842 РФ, Е21 В43/08, 2010).

Недостатком принятого за прототип скважинного раскрывающегося фильтра является повышенное гидравлическое сопротивление, обусловленное поперечным обтеканием жидкостью пучков ворса в кольцевом зазоре между эксплуатационной колонной и корпусом щеток. Такое направление потока жидкости в кольцевом зазоре обусловлено тем, что цилиндрический корпус и несущий каркас, выполненные из сплошной трубы и литого стержня соответственно, не снабжены радиальными отверстиями. Кроме того, из-за невысокой изгибной жесткости ворсинок возможна их переориентация под напором движущейся жидкости и увеличение расстояния между ними с ухудшением качества очистки.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является оптимизация траектории движения жидкости и улучшение гидравлических и фильтрационных характеристик скважинного раскрывающегося фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном раскрывающемся фильтре, включающем несущий каркас и закрепленные на нем фильтрующие круглые щетки в виде цилиндрического корпуса с радиально ориентированными пучками ворса, диаметр которых превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны скважины, согласно изобретению, несущий каркас представляет собой трубу с отверстиями, в цилиндрическом корпусе между пучками ворса выполнены отверстиями, а межтрубное пространство между несущим каркасом и эксплуатационной колонной перекрыто разобщителем, расположенным на несущем каркасе выше фильтра.

Между цилиндрическим корпусом и перфорированной трубой имеется радиальный зазор, обеспечивающий свободное сообщение выполненных на них отверстий друг с другом. Зазор может быть образован, например, с помощью дренажной оболочки из сетки.

Фильтрующие щетки выполнены из коррозионно- и износостойкой стали или химически - и термостойкого полимера в зависимости от температуры и состава добываемой жидкости.

На фиг. схематично изображен скважинный раскрывающийся фильтр.

Фильтр содержит несущий каркас в виде трубы 1 с отверстиями 2, дренажную оболочку 3 и фильтрующие круглые щетки 4, состоящие из цилиндрического корпуса 5 с отверстиями 6 и радиально ориентированных пучков ворса 7.

Скважинный раскрывающийся фильтр в транспортировочном чехле (не показан) спускается в интервал перфорации 9 эксплуатационной колонны 8. Чехол обеспечивает поджатие пучков ворса 7 к цилиндрическому корпусу 5 фильтрующих щеток 4 и предназначен для предотвращения истирания пучков ворса о стенку колонны при спуске фильтра. При последующем снятии или растворении чехла в нефти пучки ворса 7 частично расправляются и соприкасаются со стенкой эксплуатационной колонны 8.

Далее осуществляется движение фильтра вверх - вниз с небольшой амплитудой, в результате чего пучки ворса 7 окончательно расправляются и проникают в перфорации 9, перегораживают их сечение и достигают породы пласта в заколонном пространстве 10. Затем межтрубное пространство выше фильтра перекрывается эластичным разобщителем (не показан), исключающим вертикальную составляющую скорости потока.

При включении электроцентробежного насоса (не показан) жидкость поступает из прифильтровой зоны продуктивного пласта к перфорациям 9. Находящие в жидкости частицы породы сталкиваются с пучками ворса 7 фильтрующих щеток 4 в заколонном пространстве 10 и перфорациях 9. Частицы теряют при этом скорость, застревают и накапливаются в пространстве между ворсинками. Двигаясь в радиальном направлении, очищенная жидкость попадает в отверстия 6 цилиндрического корпуса 5, проходит сквозь дренажную оболочку 3 и отверстия 2 трубы 1, изменяет направление на 90° и поднимается на дневную поверхность. Из задержанных частиц снаружи и внутри ворса формируются проницаемые структуры, приобретающие функцию искусственного фильтра и препятствующие движению частиц из продуктивного пласта внутрь эксплуатационной колонны. Этим сохраняется производительность скважины и удлиняется период между ее ремонтами. Одновременно уменьшается износ работающего в скважине погружного оборудования и увеличивается его наработка.

Благодаря тому, что жидкость из пласта движется к отверстиям трубы в радиальном направлении, то есть вдоль пучков ворса, скважинный раскрывающийся фильтр характеризуется невысоким гидравлическим сопротивлением и соответственно незначительной потерей напора жидкости. Кроме того, при продольном обтекании практически не происходит искривление пучков ворса и изменение проходных сечений между ворсинками, чем поддерживается стабильность фильтрационных свойств скважинного раскрывающегося фильтра.

Скважинный раскрывающийся фильтр, включающий несущий каркас и фильтрующие круглые щетки в виде цилиндрического корпуса с радиально ориентированными пучками ворса, диаметр которых превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны скважины, отличающийся тем, что несущий каркас представляет собой трубу с отверстиями, в цилиндрическом корпусе между пучками ворса выполнены отверстия, а межтрубное пространство между несущим каркасом и эксплуатационной колонной перекрыто разобщителем, расположенным выше фильтра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для фильтрации жидкости в нагнетательной скважине. Устройство содержит фильтрующие секции, каждая из которых включает фильтрующую рубашку, снабженную продольными стержнями с концевыми кольцами по торцам, жестко закрепленными на базовом элементе, выполненном в виде трубы с отверстиями.

Изобретение относится к нефтепромысловой отрасли. Устройство содержит основную трубу, снабженную впуском, фильтрующую трубу, размещенную на основной трубе, слой направления потока, образованный между основной трубой и фильтрующей трубой, и устройство регулирования расхода, содержащее впуск, канал и выпуск.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к фильтрующим устройствам, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к строительству и эксплуатации газовых скважин, в частности к фильтрам для скважины подземных хранилищ газа, и может быть использовано на подземных газовых хранилищах.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при изготовлении скважинного фильтра для добычи нефти. .

Изобретение относится к скважинным фильтрам, применяемым в нефтедобыче для предотвращения выноса механических примесей с извлекаемой пластовой жидкостью. .

Изобретение относится к противопожарным системам, в частности к системам водозабора. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при фильтрации скважинной жидкости при добыче нефти. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при насосной добыче нефтей с повышенным содержанием механических примесей. Устройство включает трубу-хвостовик, установленный на приеме насоса и проходящий через пакер, промежуточную трубу, заглушенную сверху, образующую с хвостовиком заглушенную снизу концентрическую полость, трубу-накопитель твердых частиц, цилиндрический фильтрующий элемент, расположенный между хвостовиком и трубой-накопителем. Концентрическая полость имеет радиальные каналы, расположенные непосредственно над и под пакером. Под нижними радиальными каналами в промежуточной трубе расположены горизонтальные перемычки с отверстиями, между которыми промежуточная труба имеет сквозные отверстия. С обеих сторон горизонтальных перемычек расположены подпружиненные верхний и нижний клапаны, жестко соединенные штоком. Над пружиной верхнего клапана расположен негерметичный поршень одинакового с верхним клапаном диаметра. Упругость верхней пружины превышает упругость нижней. Расширяются технологические возможности. 7 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти. Устройство включает перфорированную несущую трубу и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали. Поперечное сечение проволоки выполнено пятигранным. Одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность. Каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями. Верхние грани образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол. Верхние грани выполнены перпендикулярно к продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков. Угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше, чем нижних. Угол, соединяющий нижние грани, скруглен. Повышается надежность, долговечность, эффективность фильтрации, устойчивость к износу. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации скважин различного назначения, в частности нефтяных и газовых скважин. Устройство включает полый корпус с радиальными отверстиями, перекрытыми с натягом полыми срезными штифтами, фильтрующий узел, помещенный снаружи корпуса и образующий с последним кольцевую полость, которая гидравлически сообщена с полостью корпуса через полые срезные штифты в рабочем положении устройства. Каждый из полых штифтов выполнен в виде стакана с дном, размещенным в полости корпуса, и боковой поверхностью, имеющей наружный выступ, фиксирующий стакан с внешней стороны корпуса, и наружную поперечную гофру, фиксирующую стакан с противоположной - внутренней стороны корпуса. Повышается надежность работы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли и предназначено для скважинных фильтров в добывающих и нагнетательных горизонтальных скважинах. Устройство содержит пустотелый корпус, установленный в базовый элемент скважинного фильтра, и донышко, выполненное из магния и соединенное с корпусом в кольцевой канавке, выполненной внутри корпуса. Канавка выполнена в верхней части корпуса, в ней выполнена внутренняя проточка, в которой установлено разрезное стопорное кольцо, жестко фиксирующее донышко внутри корпуса. С противоположной стороны корпуса выполнена цилиндрическая внутренняя проточка, в которую установлен сетчатый фильтрующий пакет с ячейками, жестко зафиксированный полой втулкой. В базовом элементе выполняют отверстие с внутренним упором, выполняют резьбу в отверстии, подготавливают заготовку корпуса, определяют длину заготовки и отрезают ее, выполняют наружную резьбу на корпусе, внутри корпуса выполняют кольцевую канавку и цилиндрическую внутреннюю проточку, затем в кольцевой канавке выполняют внутреннюю проточку, устанавливают донышко и осуществляют его фиксацию. Переворачивают пустотелый корпус и в цилиндрическую внутреннюю проточку устанавливают сетчатый фильтрующий пакет, фиксируют его полой втулкой, затем вворачивают пустотелый корпус в отверстие базового элемента донышком наружу до упора. Повышается эффективность работы и срок службы фильтра, упрощается сборка. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к скважинным расширяющимся фильтрам, применяемым при заканчивании скважин с открытым стволом для предотвращения выноса частиц породы из пласта. Устройство содержит опорную трубу с множеством продольных прорезей, дренажную и фильтрующую металлические сетки. Сетки выполнены продольно гофрированными и размещены с зазором между собой, который заполнен гранульной набивкой. Периметр фильтрующей сетки в поперечном сечении равен периметру ствола скважины. Повышается надежность, улучшается тонкость очистки, увеличивается ресурс работы. 2 ил.

Изобретение относится к области разработки месторождений высоковязкой нефти с оснащением скважин фильтрами. В процессе бурения определяют фильтрационно-емкостные характеристики пласта и их изменение по стволу скважины, делят ствол на зоны, которые отличаются фильтрационно-емкостными характеристиками в 1,5-1,6 раза, подбирают пропускную способность отверстий фильтра отдельно для каждой зоны и количество отверстий. В отверстия фильтра под пробками устанавливают сетчатые фильтрующие элементы. Спускают в скважину эксплуатационную колонну с фильтром, оснащенным заколонными водо- или нефтенабухающими пакерами, и устанавливают их на границах зон с различающимися характеристиками, производят крепление колонны. На устье собирают компоновку снизу вверх: фреза, подшипник-центратор, винтовой забойный двигатель, жесткий центратор, спускают компоновку до упора в пробки. В процессе фрезерования срезаемых пробок перемещают колонну труб вниз и удаляют срезаемые пробки, извлекают колонну труб. До забоя спускают колонну гибких труб, перемещают ее от забоя к устью с одновременной закачкой тампонажного состава по колонне гибких труб, которым изолируют отверстия, выполненные в нижнем периметре фильтра. Повышается эффективность отбора или закачки, упрощается процесс установки фильтра. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных, газовых и водозаборных скважин. Устройство включает металлическую трубу с отверстиями, снабженную снизу заглушкой, а сверху муфтой, и размещенный внутри трубы соосно с ней цилиндрический фильтрующий элемент. Верхняя часть трубы с отверстиями, выполненная в виде отдельной секции, не имеющей внутри фильтрующего элемента, снаружи покрыта сеткой, а внутри содержит выполненную в виде рукава резиновую диафрагму, толщина которой уменьшена по вертикальной линии, параллельной оси металлической трубы и совпадающей с большой осью отверстий удлиненной формы, выполненных в верхней части металлической трубы. Фильтр выполнен в виде соединенных муфтами секций. Верхняя часть трубы с отверстиями соединена с одной стороны с насосом или хвостовиком муфтой, а с другой стороны с расположенной ниже секцией фильтра. Повышается надежность работы, упрощается конструкция, увеличивается межремонтный период. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к разработке месторождений высоковязкой нефти при вскрытии пластов паронагнетательными горизонтальными скважинами. Способ включает бурение горизонтальной скважины, спуск эксплуатационной колонны со скважинным фильтром со срезаемыми пробками в отверстиях и пакерами. В процессе бурения определяют фильтрационно-емкостные характеристики, делят ствол скважины на зоны, которые отличаются фильтрационно-емкостными характеристиками в 1,5-1,6 раза, подбирают площадь проходных сечений отверстий фильтра и их количество для каждой зоны. На устье фильтр внутри оснащают срезной воронкой, а снаружи - водонабухающими пакерами, спускают в скважину колонну и устанавливают фильтр, чтобы водонабухающие пакеры находились на границах зон пласта с различающимися характеристиками. Производят крепление колонны, на устье собирают компоновку снизу вверх: магнитный ловитель, толкатель, жесткий центратор с переточными каналами. Спускают компоновку в скважину до упора толкателя в срезную воронку, разгружают колонну труб, перемещают срезную воронку до упора в первый ряд срезаемых пробок, полностью разгружают колонну труб на воронку и разрушают первый ряд срезаемых пробок. Перемещают колонну труб от устья к забою и разрушают следующий ряд пробок с фиксацией их на магнитном ловителе. Вновь полностью разгружают колонну труб на воронку и разрушают оставшиеся ряды пробок, извлекают колонну труб с компоновкой. Изолируют отверстия в нижнем периметре фильтра. Повышается качество вскрытия пласта, сокращается время установки фильтра. 4 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для защиты глубинных скважинных электроцентробежных насосов от засорения механическими примесями. Устройство включает корпус с фильтрующим элементом, установленный на корпусе уплотнительный элемент, отделяющий приемную часть фильтра от выкидной. Уплотнительный элемент выполнен в виде «зонта», представляющего собой каркас из металлических спиц с натянутой между ними нефтестойкой резиной. Устройство снабжено пружиной, держателем и заряженной батареей, заряд которой рассчитан на спуск на заданную глубину, обеспечивающей нахождение «зонта» в закрытом положении. Повышается надежность фиксации уплотнения, повышается качество перекрытия пластов. 2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для снижения водопритока в горизонтальные скважины при разработке трещинно-порового коллектора нефтяной залежи. Способ включает определение среднего расстояния между трещинами, разделение горизонтального ствола скважины на секции пакерами, спуск на насосно-компрессорных трубах устройств для контроля притока в горизонтальный ствол скважины, отбор продукции из горизонтальной скважины. При этом горизонтальный ствол скважины разделяют водонабухающими пакерами на секции, с длиной каждой секции от 20 м до 50 м в зависимости от расстояния между трещинами и длины горизонтального ствола. Устройства контроля притока в горизонтальный ствол скважины выполняют с диаметром d отверстий в стенках, сопоставимым с размерами капиллярных трубок для нефти данного коллектора, а сами отверстия выполняют из гидрофобного материала. Длину каждого устройства контроля притока выполняют длиной от 5 м до 12 м и устанавливают в количестве не более 5 штук в каждой секции между пакерами, общее количество отверстий N в устройствах контроля притока во всем горизонтальном стволе, депрессии и диаметром d отверстий определяют по соотношению. Добычу продукции скважины ведут при условии, чтобы гидродинамические силы, создаваемые забойным давлением, не превышали капиллярные силы продвижения нефти через отверстия устройств контроля притока, т.е. чтобы депрессия в скважине удовлетворяла упомянутому соотношению. Технический результат заключается в повышении коэффициента нефтеизвлечения. 1 ил.
Наверх