Фильтрующий модуль



Фильтрующий модуль
Фильтрующий модуль
Фильтрующий модуль
Фильтрующий модуль
Фильтрующий модуль
Фильтрующий модуль
Фильтрующий модуль

 


Владельцы патента RU 2551596:

Пятов Иван Соломонович (RU)

Изобретение относится к добыче текучих сред из буровых скважин, в частности к их подземному фильтрованию. Устройство содержит несущий корпус в виде трубы, вал, фильтрующий элемент из, по меньшей мере, одного блока автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок, установленный коаксиально с корпусом. Модуль снабжен, по меньшей мере, одной захватной втулкой, коаксиально установленной на поверхности корпуса, по меньшей мере, одним дополнительным распорным кольцом на стыке смежных блоков сменных втулок, установленным на наружной поверхности корпуса и снабженным радиальным отверстием. Центратор в виде тонкостенного кольцевого каркаса, имеющего поперечное сечение со смежными выступами и впадинами в радиальном направлении, установлен с возможностью примыкания выступов к внутренней поверхности фильтрующего элемента и впадин к наружной поверхности корпуса. Внутренняя поверхность каждой захватной втулки снабжена равномерно по ней распределенными радиальными углублениями, выполненными открытыми со стороны несущего корпуса и сквозными вдоль продольной оси захватной втулки. Наружная поверхность каждой захватной втулки и верхнего фланца модуля снабжены выступами. Корпус модуля в зоне размещения каждого подшипника скольжения снабжен, по меньшей мере, одним радиальным каналом и радиальным отверстием. Повышается надежность и долговечность эксплуатации, облегчается обслуживание, повышается производительность. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к добыче жидких и газообразных текучих сред из буровых скважин, в частности к их подземному фильтрованию, а именно к конструкциям скважинных фильтров, и может найти применение при эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Известен фильтрующий модуль, содержащий несущий корпус, выполненный в виде перфорированной цилиндрической трубы с радиальными отверстиями, вал, размещенный в полости корпуса, и фильтрующий элемент, перекрывающий радиальные отверстия, установленный коаксиально с корпусом снаружи его с образованием между ними радиального зазора, при этом корпус жестко соединен своими торцами с верхним и нижним фланцами соответственно, а верхний и нижний торцы вала соединены с насосом и с погружным двигателем, соответственно, при этом фильтрующий модуль дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним центральным и двумя периферийными подшипниками скольжения, фиксированно установленными в осевом направлении между валом и внутренней поверхностью корпуса с возможностью вращения в них вала, снабжен центратором и устройством для оптимального сжатия фильтрующего элемента в осевом направлении, выполненным в виде резьбовых соединений с регулировочными шайбами и снабженным распорными кольцами, расположенными на стыке фильтрующего элемента с верхним и нижним фланцами с возможностью регулирования общей осевой длины фильтрующего элемента путем взаимодействия каждого резьбового соединения с соответствующим распорным кольцом, причем центратор выполнен в виде цилиндрической решетки «беличьего колеса» и содержит две втулки, жестко связанные между собой продольными дискретно установленными стержнями, и расположен коаксиально между корпусом и фильтрующим элементом с примыканием втулок к цилиндрическим поверхностям корпуса и фильтрующего элемента, соответственно, в обеих торцевых зонах, а зазор между корпусом и фильтрующим элементом образован в промежутках между стержнями, фильтрующий элемент состоит, по меньшей мере, из одного блока автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок, снабженных торцевыми кольцевыми наконечниками, жестко с ними связанными, выполненными заподлицо с фильтрующей поверхностью и последовательно установленными вдоль корпуса с плотным примыканием друг к другу кольцевыми торцами наконечников, выполненными с взаимно сопряженным профилем, а в качестве фильтрующего материала взят проволочный нетканый материал, или «металлорезина», или спрессованная металлическая путанка, или пористый проницаемый материал, а средняя величина пор предпочтительно кратна 10 мкм и выбрана из ряда в диапазоне 50-600 мкм, величина пористости фильтрующего материала выполнена, предпочтительно, равной 70-95%, и общая площадь радиальных отверстий в корпусе выполнена, предпочтительно, равной 0,5-5%. Радиальные отверстия в корпусе фильтрующего модуля могут быть выполнены с цилиндрическими образующими или в виде продольных пазов или с переменным в осевом направлении диаметром. Диаметр радиальных отверстий в корпусе фильтрующего модуля может быть выполнен постоянным, предпочтительно, равным 8-30 мм при диаметре корпуса равном 50-150 мм или переменным в осевом направлении корпуса. Фильтрующий модуль может быть снабжен перепускным клапаном.

Наконечники фильтрующих втулок могут быть выполнены из металла, например из нержавеющей стали, или полимера, или углепластика. Пористая структура фильтрующих элементов может быть выполнена с гидрофобным покрытием.

Взаимно сопряженный профиль кольцевых торцов наконечников в зоне примыкания каждой смежной пары кольцевых фильтрующих втулок может быть выполнен плоским и перпендикулярным оси фильтрующего элемента.

Взаимно сопряженный профиль кольцевых торцов наконечников в зоне примыкания каждой смежной пары кольцевых фильтрующих втулок может быть выполнен в виде ломаной линии.

В качестве материала фильтрующего элемента могут быть взяты коррозионно-стойкие материалы, например нержавеющие стали и/или полимеры ряда полифениленсульфид, и/или полиэфирэфиркетон, и/или полиимиды, и/или углеграфит. / Патент РФ на полезную модель №120999 «Фильтрующий модуль», Е21В 43/08, опубл.2012 г./.

В процессе работы известного фильтрующего модуля агрессивная рабочая среда, нагнетаемая погружным насосом, постоянно омывает подшипники скольжения, в которых установлен вал, подвергая их усиленному износу. Кроме тогоЮ сам перфорированный корпус фильтрующих модулей, особенно большеразмерных, из-за ослабления перфорацией становится непрочным и подверженным возможному изгибу. За счет примыкания обеих кольцевых фильтрующих втулок цилиндрической решетки «беличьего колеса» к цилиндрическим поверхностям несущего корпуса и фильтрующего элемента в обеих торцевых зонах решетки нарушается прохождение фильтруемой рабочей среды через такую конструкцию центратора. Рабочая среда проходит через дискретно установленные стержни «беличьего колеса», но далее не имеет возможности быстрого выхода из «беличьего колеса» благодаря полному перекрытию обеими втулками радиального зазора кольцевых полостей между внутренней цилиндрической поверхностью фильтрующего элемента и наружной цилиндрической поверхностью несущего корпуса, причем радиальный зазор между корпусом и фильтрующим элементом образован только в промежутках между стержнями. Поток фильтруемой рабочей среды, ограниченный обеими втулками решетки, может только с очень небольшой скоростью проникать через отверстия перфорированного несущего корпуса в зоне расположения «беличьего колеса».

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности и долговечности эксплуатации фильтрующего модуля путем упрочнения несущего корпуса, выполненного с ограниченным количеством радиальных каналов в зоне подшипников скольжения и радиальных отверстий в зоне размещения каждой захватной втулки, защиты этих подшипников скольжения от разрушения агрессивной рабочей средой, и эффективной фиксации фильтрующего элемента посредством надежного центратора, а также в облегчении технического обслуживания модуля посредством использования захватных втулок и повышении производительности модуля путем ускорения процесса фильтрации.

Для решения поставленной задачи с достижением заявляемого технического результата известный фильтрующий модуль, содержащий несущий корпус, выполненный в виде цилиндрической трубы, вал, размещенный в полости этого корпуса, и фильтрующий элемент, состоящий по меньшей мере из одного блока автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок и установленный коаксиально с корпусом, снаружи него с образованием между ними радиального зазора, подшипники скольжения, фиксированно установленные в осевом направлении между валом и внутренней цилиндрической поверхностью несущего корпуса с возможностью вращения в них вала, по меньшей мере, один центратор, расположенный коаксиально между несущим корпусом и фильтрующим элементом с примыканием к цилиндрическим поверхностям несущего корпуса и фильтрующего элемента, и устройство для оптимального сжатия фильтрующего элемента в осевом направлении, снабженное, по меньшей мере, одним распорным кольцом, расположенным на стыке фильтрующего элемента с верхним и нижним фланцами модуля, при этом несущий корпус жестко соединен своими торцами с верхним и нижним фланцами со стороны погружного насоса и узла гидрозащиты погружного электродвигателя соответственно, кольцевые втулки фильтрующих элементов последовательно установлены вдоль несущего корпуса с плотным примыканием друг к другу кольцевыми торцами, а в качестве фильтрующего

материала взят проволочный нетканый материал, или «металлорезина», или спрессованная металлическая путанка, или пористый проницаемый материал, согласно предлагаемому изобретению фильтрующий модуль дополнительно снабжен, по меньшей мере, одной захватной втулкой с фиксатором, коаксиально установленной на наружной поверхности несущего корпуса, по меньшей мере, одним дополнительным распорным кольцом, расположенным на стыке смежных блоков автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок, установленным на наружной поверхности несущего корпуса, и снабженным, по меньшей мере, одним радиальным углублением, открытым со стороны несущего корпуса, снабжен коаксиальными с валом распорными устройствами, выполненными в полости между валом и внутренней поверхностью несущего корпуса, например, в виде отдельных отрезков труб, размещенных вдоль фильтрующего модуля между подшипниками скольжения, а верхний фланец модуля в зоне соединения с погружным насосом снабжен цилиндрической полостью, сообщенной с входной полостью погружного насоса, и продольными каналами, выполненными с возможностью сообщения этой цилиндрической полости с кольцевой полостью между несущим корпусом и фильтрующим элементом, при этом каждый центратор выполнен в виде кольцевого каркаса, предпочтительно тонкостенного, имеющего поперечное сечение со смежными выступами и впадинами в радиальном направлении, и установлен с возможностью примыкания выступов к внутренней поверхности фильтрующего элемента и впадин к наружной поверхности несущего корпуса по всей осевой длине центратора, внутренняя цилиндрическая поверхность каждой захватной втулки снабжена, по меньшей мере, одним радиальным углублением, открытым со стороны несущего корпуса и выполненным с возможностью образования, по меньшей мере, одного сквозного продольного канала захватной втулки, несущий корпус фильтрующего модуля в зоне размещения каждого подшипника скольжения снабжен, по меньшей мере, одним радиальным каналом, а в зоне размещения каждой захватной втулки несущий корпус снабжен радиальным отверстием, размещенным с возможностью образования единой детали каждой захватной втулкой и несущего корпуса фильтрующего модуля посредством соответствующего фиксатора, установленного одной его частью в радиальном отверстии несущего корпуса и другой его частью - в открытом углублении внутренней цилиндрической поверхности сквозного продольного канала захватной втулки, причем наружные втулки подшипников скольжения снабжены кольцевыми канавками и уплотнениями, расположенными в них с примыканием к внутренней цилиндрической поверхности несущего корпуса, а отрезки распорных труб в зоне расположения радиальных каналов несущего корпуса снабжены перепускными отверстиями.

Внутренняя цилиндрическая поверхность каждой захватной втулки может быть снабжена равномерно по ней распределенными радиальными углублениями, выполненными открытыми со стороны несущего корпуса, сквозными по всей длине захватной втулки и размещенными параллельно продольной ее оси с возможностью дискретного примыкания участков между соседними радиальными углублениями к наружной цилиндрической поверхности несущего корпуса фильтрующего модуля.

Наружная цилиндрическая поверхность каждой захватной втулки может быть снабжена выступами, сопряженными с каждой из них и выполненными с наружный диаметром, предпочтительно превышающим наружный диаметр фильтрующего элемента.

Фиксатор каждой захватной втулки может быть выполнен предпочтительно Т-образным.

Наружная поверхность верхнего фланца модуля может быть снабжена выступами, сопряженными с ним и выполненными с наружный диаметром, предпочтительно превышающими наружный диаметр фильтрующего элемента. Кольцевой каркас центратора со смежными выступами и впадинами в поперечном сечении может быть выполнен в виде незамкнутой упругой металлической ленты.

Кольцевой каркас центратора со смежными выступами и впадинами в поперечном сечении может быть выполнен в виде замкнутой упругой металлической ленты.

Кольцевой каркас центратора со смежными выступами и впадинами, в поперечном сечении может быть выполнен в виде металлической сетки.

Центры окружностей поверхностей радиальных углублений захватной втулки, открытых со стороны несущего корпуса, могут быть расположены в зоне наружной цилиндрической поверхности несущего корпуса.

Соседние выступы на наружной цилиндрической поверхности каждой захватной втулки и соседние выступы на наружной поверхности верхнего фланца модуля могут быть выполнены под углом, предпочтительно равным 60-90 градусов.

Радиальное углубление в дополнительном распорном кольце, расположенном на стыке смежных блоков автономных смежных кольцевых фильтрующих втулок, может быть выполнено сквозным по всей длине распорного кольца.

Уплотнения подшипников скольжения, расположенные в канавках их наружных втулок с примыканием к внутренней поверхности несущего корпуса, могут быть выполнены из набухающей в рабочей среде эластомерной композиции, например, на основе каучука СКЭП-Т.

Распорные устройства, выполненные в виде труб, размещенных в полости между валом и внутренней поверхностью несущего корпуса между подшипниками скольжения, могут быть снабжены перепускными каналами.

В процессе проведения поиска по патентной и научно-технической литературе не выявлена известность предлагаемой совокупности существенных признаков.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется графически.

На фиг. 1 показана схема скважинной установки, содержащей предлагаемый фильтрующий модуль.

На фиг. 2 показано поперечное сечение по А-А фильтрующего модуля через центратор в виде кольцевого каркаса в виде незамкнутой ленты.

На фиг. 3 показано поперечное сечение по Б-Б фильтрующего модуля через захватную втулку.

На фиг. 4 показано поперечное сечение по В-В фильтрующего модуля через дополнительное распорное кольцо.

На фиг. 5 показано поперечное сечение по Г-Г фильтрующего модуля в зоне расположения продольных каналов в верхним фланце модуля.

На фиг. 6 показано продольное сечение предлагаемого фильтрующего модуля с кольцевым каркасом центратора, выполненным в виде незамкнутой ленты.

На фиг. 7 показана схема прохождения рабочей среды через предлагаемый фильтрующий модуль. Представленная на фиг.1 схема скважинной установки включает размещенные внутри скважины с жидкостью фильтрующий модуль 1, закрепленный между основанием 2 установки и головкой 3. Со стороны верхнего фланца 4 к фильтрующему модулю 1 крепится погружной насос 5, сообщенный с насосно-компрессионной трубой 6. К нижнему фланцу 7 модуля крепится узел 8 гидрозащиты, связанный с погружным электрическим двигателем 9.

На фиг. 2-6 представлен предлагаемый фильтрующий модуль, содержащий несущий корпус 10, выполненный в виде цилиндрической трубы, вал 11 с продольной осью 12, фильтрующий элемент 13, коаксиально размещенный внутри кольцевой полости 14 этого корпуса 10, и подшипники 15 скольжения, фиксированно установленные в осевом направлении между валом 11 и внутренней цилиндрической поверхностью 16 несущего корпуса 10 с возможностью вращения в них вала 11. В кольцевой полости 14 между несущим корпусом 10 и фильтрующим элементом 13 с примыканием к наружной цилиндрической поверхности 17 несущего корпуса 10 и к внутренней цилиндрической поверхности 18 фильтрующего элемента 13 коаксиально расположен центратор 19.

Кольцевой центратор 19 выполнен в виде кольцевого каркаса, предпочтительно,тонкостенного, со смежными выступами 20 и впадинами 21 в радиальном направлении и установлен с возможностью примыкания выступов 20 к внутренней поверхности 18 фильтрующего элемента, и впадин 21 к наружной поверхности 17 несущего корпуса 10 по всей осевой длине центратора 19.

Кроме того, модуль содержит устройство 22 для оптимального сжатия в осевом направлении фильтрующего элемента 13, снабженное, например, одним распорным кольцом 23, расположенным на стыке фильтрующего элемента 13, например, с нижним фланцем 7 модуля с возможностью регулирования общей осевой длины фильтрующего элемента 13.

При этом фильтрующий элемент 13 состоит, например, из нескольких блоков автономных смежных кольцевых фильтрующих втулок 24 и установлен коаксиально с несущим корпусом 10, снаружи его, с образованием между ними (несущим корпусом 10 и фильтрующими втулками 24) радиального зазора. Кольцевые фильтрующие втулки 24 фильтрующих элементов 13 установлены последовательно заподлицо с фильтрующей поверхностью, с плотным примыканием друг к другу кольцевыми торцами.

В качестве фильтрующего материала взят проволочный нетканый материал, или металлорезина, или спрессованная металлическая путанка, или пористый проницаемый материал.

Кроме того, фильтрующий модуль дополнительно содержит, например, одну захватную втулку 25, (возможно несколько захватных втулок 25, рассредоточенных по длине фильтрующего модуля 1) и дополнительное распорное кольцо 26, расположенное на стыке смежных блоков автономных смежных кольцевых фильтрующих втулок 24 и установленное на наружной цилиндрической поверхности 17 несущего корпуса 10 с прилеганием к ней. Дополнительное распорное кольцо 26 снабжено, по меньшей мере, одним радиальным углублением 27. Также фильтрующий модуль 1 дополнительно содержит фиксатор 28, например Т-образный.

Внутренняя цилиндрическая поверхность 29 захватной втулки 25 снабжена, например, десятью, равномерно по ним распределенными радиальными углублениями 30, открытыми со стороны несущего корпуса 10 и выполненными в захватной втулке 25 корпуса 10 с возможностью образования сквозных продольных каналов 31 по всей длине захватной втулки 25 с осями 32 этих каналов, параллельными продольной оси несущего корпуса 10 и с возможностью дискретного примыкания участков между соседними радиальными углублениями 30 к наружной поверхности 17 несущего корпуса 10 фильтрующего модуля 1.

Радиальные углубления 30 захватной втулки 25 могут быть выполнены, например, с цилиндрической образующей 33, ориентированной параллельно продольной оси несущего корпуса 10. Кроме того, радиальные углубления 30 могут быть выполнены с конической образующей.

Наружная цилиндрическая поверхность 34 захватной втулки 25 снабжена выступами 35, плавно с ней (наружной цилиндрической поверхностью каждой захватной втулки) сопряженными и имеющими наружный диаметр, превышающий наружный диаметр фильтрующего элемента 13.

Наружная цилиндрическая поверхность 34 захватной втулки 25 может быть выполнена и без выступов с диаметром, предпочтительно превышающим наружный диаметр фильтрующего элемента 13.

Наружная поверхность 36 верхнего фланца 4 модуля также может быть снабжена выступами 37, сопряженными с ней и выполненными с наружный диаметром, превышающим наружный диаметр фильтрующего элемента 13.

Радиальный угол между соседними выступами 35 на наружной цилиндрической поверхности 34 каждой захватной втулки 25 и радиальный угол между соседними

выступами 37 на наружной поверхности 36 верхнего фланца 4 модуля выполнен предпочтительно равным 60-90 градусам.

Несущий корпус 10 фильтрующего модуля снабжен радиально направленным отверстием 38 в зоне размещения захватной втулки 25 и каждая захватная втулка 25 связана с несущим корпусом 10 фильтрующего модуля 1 с образованием единой детали посредством соответствующего фиксатора 28, например Т-образного, установленного одной его частью в радиальном отверстии 38 несущего корпуса 10 и другой его частью - в торце 39 радиального углубления 30 на внутренней цилиндрической поверхности 29 захватной втулки 25, открытом со стороны несущего корпуса 10.

Верхний фланец 4 модуля 1 в зоне соединения с погружным насосом 5 снабжен цилиндрической полостью 40, сообщенной с входной полостью 41 погружного насоса 5, и продольными каналами 42 (например, шестью продольными каналами), выполненными с возможностью сообщения этой цилиндрической полости 40 с кольцевой полостью 16 между наружной цилиндрической поверхностью несущего корпуса 10 и фильтрующим элементом 13. Продольные каналы 42 могут быть выполнены наклонными.

В полости 43 между валом 11 и внутренней поверхностью 16 несущего корпуса 10 с примыканием к последней установлены кольцевые коаксиальные с валом 11 распорные устройства 44, выполненные в виде отдельных отрезков труб, размещенных вдоль фильтрующего модуля между подшипниками 15 скольжения.

Наружные втулки 45 подшипников 15 скольжения снабжены кольцевыми канавками 46 и размещенными в них уплотнениями 47, выполненными из набухающей в рабочей среде эластомерной композиции, например, на основе каучука СКЭП-Т, и расположенными с примыканием к внутренней поверхности 15 несущего корпуса 10.

Несущий корпус 10 фильтрующего модуля 1 в зоне размещения каждого подшипника 15 скольжения снабжен, по меньшей мере, одним радиальным каналом 48, сообщенным с кольцевой полостью 14 между несущим корпусом 10 и фильтрующим элементом 13, по которой поступает рабочая среда. Распорные устройства 44, выполненные в виде труб, размещенных в полости между валом 11 и внутренней поверхностью 16 несущего корпуса 10 между подшипниками 15 скольжения ,могут быть снабжены перепускными каналами. Отрезки распорных труб в зоне расположения радиальных каналов 48 несущего корпуса 10 и в зоне расположения Т-образного фиксатора 28 снабжены перепускными каналами 49 и 50 соответственно.

Кольцевой каркас центратора 19 в поперечном сечении может быть выполнен в виде незамкнутой упругой металлической ленты.

Кольцевой каркас центратора 19 в поперечном сечении может быть выполнен в виде замкнутой многогранной упругой металлической ленты.

Кольцевой каркас центратора 19 в поперечном сечении может быть выполнен в виде металлической сетки.

Центры окружностей цилиндрических поверхностей всех радиальных углублений 30 захватной втулки 25, образующих сквозные продольные каналы 31, могут быть расположены в зоне наружной цилиндрической поверхности 17 несущего корпуса 10.

Работа предлагаемого фильтрующего модуля осуществляется посредством нагнетания рабочей среды через фильтрующие элементы 13 внутрь кольцевой полости 14 между цилиндрическими поверхностями несущего корпуса 10 и фильтрующего элемента 13. При этом подшипники скольжения 15 и вал 11 остаются закрытыми от потока агрессивной рабочей среды, поскольку размещены внутри полости 43 несущего корпуса 10.

Конструкция центратора 19 в виде кольцевого каркаса, предпочтительно тонкостенного, прилегающего своими выступами 20 к внутренней цилиндрической поверхности 18 фильтрующего элемента 13 и впадинами 21 к наружной поверхности 17 несущего корпуса 10, позволяет прочно и надежно фиксировать фильтрующую поверхность фильтрующих элементов 13 относительно несущего корпуса 10 с

ограниченным количеством радиальных каналов в зоне подшипников скольжения и радиальных отверстий в зоне размещения каждой захватной втулки и поэтому более прочного.

По меньшей мере, одна захватная втулка 25 и дополнительное распорное кольцо 26, установленные на наружной цилиндрической поверхности 17 несущего корпуса 10, позволяют облегчить проведение технического обслуживания фильтрующего модуля 1, без повреждения фильтрующих элементов 13, а также позволяют укрепить фильтрующую поверхность модуля относительно несущего корпуса 10, а следовательно, повысить долговечность фильтрующего модуля. Кроме того, каждая защитная втулка 25 и дополнительное распорное кольцо 26 снабжены сквозными продольными каналами 31, которые позволяют бесперебойно пропускать поток фильтруемой рабочей среды через фильтрующий модуль 1.

Для исключения «сухого» трения в подшипниках 15 скольжения в зоне размещения последних несущий корпус 10 снабжен, по меньшей мере, одним радиальным каналом 48, через который возможно поступление ограниченного количества рабочей жидкости на втулки подшипника 15 скольжения.

Предлагаемый фильтрующий модуль успешно прошел опытные испытания и подготовлен к производству.

Применение заявляемого устройства позволит значительно повысить надежность и долговечность эксплуатации фильтрующего модуля любых осевых размеров путем упрочнения несущего корпуса с ограниченным количеством радиальных каналов в зоне подшипников скольжения и радиальных отверстий в зоне размещения каждой захватной втулки и эффективной фиксации фильтрующего элемента посредством надежного, предпочтительно тонкостенного центратора, путем защиты подшипников скольжения от разрушения агрессивной рабочей средой, а также позволит облегчить техническое обслуживание модуля посредством использования захватных втулок и повысить производительность модуля путем ускорения процесса фильтрации.

1. Фильтрующий модуль, содержащий несущий корпус, выполненный в виде цилиндрической трубы, вал, размещенный в полости этого корпуса, и фильтрующий элемент, состоящий, по меньшей мере, из одного блока автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок и установленный коаксиально с корпусом, снаружи него с образованием между ними радиального зазора, подшипники скольжения, фиксированно установленные в осевом направлении между валом и внутренней цилиндрической поверхностью несущего корпуса с возможностью вращения в них вала, по меньшей мере, один центратор, расположенный коаксиально между несущим корпусом и фильтрующим элементом с примыканием к цилиндрическим поверхностям несущего корпуса и фильтрующего элемента, и устройство для оптимального сжатия фильтрующего элемента в осевом направлении, снабженное, по меньшей мере, одним распорным кольцом, расположенным на стыке фильтрующего элемента с верхним и нижним фланцами модуля, при этом несущий корпус жестко соединен своими торцами с верхним и нижним фланцами со стороны погружного насоса и узла гидрозащиты погружного электродвигателя соответственно, кольцевые втулки фильтрующих элементов последовательно установлены вдоль несущего корпуса с плотным примыканием друг к другу кольцевыми торцами, а в качестве фильтрующего материала взят проволочный нетканый материал, или «металлорезина», или спрессованная металлическая путанка, или пористый проницаемый материал, отличающийся тем, что фильтрующий модуль дополнительно снабжен, по меньшей мере, одной захватной втулкой с фиксатором, коаксиально установленной на наружной поверхности несущего корпуса, по меньшей мере, одним дополнительным распорным кольцом, расположенным на стыке смежных блоков автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок, установленным на наружной поверхности несущего корпуса, и снабженным, по меньшей мере, одним радиальным углублением, открытым со стороны несущего корпуса, снабжен коаксиальными с валом распорными устройствами, выполненными в полости между валом и внутренней поверхностью несущего корпуса, например, в виде отдельных отрезков труб, размещенных вдоль фильтрующего модуля между подшипниками скольжения, а верхний фланец модуля в зоне соединения с погружным насосом снабжен цилиндрической полостью, сообщенной с входной полостью погружного насоса, и продольными каналами, выполненными с возможностью сообщения этой цилиндрической полости с кольцевой полостью между несущим корпусом и фильтрующим элементом, при этом каждый центратор выполнен в виде кольцевого каркаса, предпочтительно тонкостенного, имеющего поперечное сечение со смежными выступами и впадинами в радиальном направлении, и установлен с возможностью примыкания выступов к внутренней поверхности фильтрующего элемента, и впадин к наружной поверхности несущего корпуса по всей осевой длине центратора, внутренняя цилиндрическая поверхность каждой захватной втулки снабжена, по меньшей мере, одним радиальным углублением, открытым со стороны несущего корпуса и выполненным с возможностью образования, по меньшей мере, одного сквозного продольного канала захватной втулки, несущий корпус фильтрующего модуля в зоне размещения каждого подшипника скольжения снабжен, по меньшей мере, одним радиальным каналом, а в зоне размещения каждой захватной втулки несущий корпус снабжен радиальным отверстием, размещенным с возможностью образования единой детали каждой захватной втулкой и несущего корпуса фильтрующего модуля посредством соответствующего фиксатора, установленного одной его частью в радиальном отверстии несущего корпуса и другой его частью - в торце радиального углубления на внутренней цилиндрической поверхности захватной втулки, открытом со стороны несущего корпуса, причем наружные втулки подшипников скольжения снабжены кольцевыми канавками и уплотнениями, расположенными в них с примыканием к внутренней цилиндрической поверхности несущего корпуса, а отрезки распорных труб в зоне расположения радиальных каналов несущего корпуса снабжены перепускными отверстиями.

2. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя цилиндрическая поверхность каждой захватной втулки снабжена равномерно по ней распределенными радиальными углублениями, выполненными открытыми со стороны несущего корпуса и сквозными по всей длине захватной втулки и размещенными параллельно продольной ее оси с возможностью дискретного примыкания участков между соседними радиальными углублениями к наружной цилиндрической поверхности несущего корпуса фильтрующего модуля.

3. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что наружная цилиндрическая поверхность каждой захватной втулки снабжена выступами, сопряженными с каждой из них и выполненными с наружный диаметром, предпочтительно превышающим наружный диаметр фильтрующего элемента.

4. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что фиксатор каждой захватной втулки выполнен предпочтительно Т-образным.

5. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что наружная поверхность верхнего фланца модуля снабжена выступами, сопряженными с ним и выполненными с наружный диаметром, предпочтительно превышающими наружный диаметр фильтрующего элемента.

6. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой каркас центратора со смежными выступами и впадинами в поперечном сечении выполнен в виде незамкнутой упругой металлической ленты.

7. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой каркас центратора со смежными выступами и впадинами в поперечном сечении выполнен в виде замкнутой упругой металлической ленты.

8. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой каркас центратора со смежными выступами и впадинами в поперечном сечении выполнен в виде металлической сетки.

9. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что центры окружностей поверхностей радиальных углублений захватной втулки, открытых со стороны несущего корпуса, расположены в зоне наружной цилиндрической поверхности несущего корпуса.

10. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что соседние выступы на наружной цилиндрической поверхности каждой захватной втулки и соседние выступы на наружной поверхности верхнего фланца модуля выполнены под углом, предпочтительно равным 60-90 градусам.

11. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что радиальное углубление в дополнительном распорном кольце, расположенном на стыке смежных блоков автономных смежных кольцевых фильтрующих втулок, выполнено сквозным по всей длине распорного кольца.

12. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что уплотнения подшипников скольжения, расположенные в канавках их наружных втулок с примыканием к внутренней поверхности несущего корпуса, выполнены из набухающей в рабочей среде эластомерной композиции, например, на основе каучука СКЭП-Т.

13. Фильтрующий модуль по п. 1, отличающийся тем, что распорные устройства, выполненные в виде труб, размещенных в полости между валом и внутренней поверхностью несущего корпуса между подшипниками скольжения, могут быть снабжены перепускными каналами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предотвращающим попадание частиц механических примесей в электроцентробежный насос.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Устройство включает полимерный волокнисто-пористый фильтрующий элемент в виде отдельных секций, соединенных между собой по наружному периметру металлическими стягивающими шпильками, которые с одной стороны ввернуты в поднасосную или концевую муфту, а с другой - в Ж-образную муфту, во внутреннюю полку которой упирается один торец фильтрующего элемента.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке многопластовых залежей нефти скважинами с горизонтальным окончанием.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для снижения водопритока в горизонтальные скважины при разработке трещинно-порового коллектора нефтяной залежи.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для защиты глубинных скважинных электроцентробежных насосов от засорения механическими примесями.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при добыче нефти, а именно к скважинным расширяющимся фильтрам. Фильтр содержит опорную трубу с равномерно прорезанными по окружности продольными пазами с большим основанием внутри и меньшим снаружи. В пазы уложен разбухающий эластомер, поверх эластомера введены фильтрующие реечные щетки, способные к выдвижению наружу при разбухании эластомера. Форма корпуса реечных щеток соответствует форме продольного паза, а ширина корпуса превышает ширину меньшего основания паза. Упрощается конструкция, увеличивается производительность погружного насоса. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к скважинным фильтрам для очистки жидкостей от твердых частиц. Устройство содержит фильтрующий элемент из упругого материала, выполненный в форме трубчатого корпуса с щелевыми отверстиями, концы которых соединены между собой с образованием П-образных пластин. Фильтрующий элемент расположен с зазором между внутренним и наружным трубчатыми перфорированными каркасами, установленными с возможностью поворота и фиксации углового положения относительно друг друга. Фильтрующий элемент закреплен на наружном каркасе, внутренний каркас снабжен упорами, контактирующими с П-образными пластинами фильтрующего элемента. Повышается качество фильтрации за счет регулирования степени фильтрации, увеличивается надежность фильтра. 8 ил.

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при добыче нефти, а именно к скважинным расширяющимся фильтрам. Устройство содержит опорную трубу, окружающую ее набухающую эластомерную оболочку с равномерно распределенными по окружности открытыми продольными пазами, в которые заглублены корпуса фильтрующих реечных щеток с радиально ориентированными пучками щетинок. Корпуса щеток снабжены по всей длине продольными отбортовками, перекрывающими цилиндрическую поверхность эластомерной оболочки. Упрощаются конструкция фильтра и технологии обустройства им скважины, увеличивается наработка погружного насоса за счет откачки пластовой жидкости, очищенной от частиц породы. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к технологии создания забойных фильтров в глубоких скважинах, вскрывших неустойчивые слабосцементированные породы коллектора. Область применения: газовые и нефтяные месторождения, подземные хранилища газа и полигоны захоронения промышленных стоков. Технический результат - разработка состава бетонной смеси для получения огнезащитного покрытия повышенной термостойки, имеющего улучшенные физико-механические характеристики и позволяющего повысить предел огнестойкости железобетонных конструкций. Состав для создания скважинного фильтра, включающий вяжущее - портландцемент, волокнистый наполнитель - фиброволокно, дополнительно содержит Микродур, высокорастворимую соль - углекислый калий (поташ), имеющий включения природных изотопов, замедлитель - борную кислоту с нейтронопоглощающими свойствами, затворяемые на насыщенном растворе вышеуказанной соли, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: вяжущее - портландцемент 43,79-45,77, микродур 4,57-7,31, волокнистый наполнитель - полимерное полипропиленовое фиброволокно диаметром 17-21 мкм и длиной 12 мм 0,23-0,37, высокорастворимая соль - углекислый калий (поташ) K2CO3 2,29-2,92, замедлитель - борная кислота H3BO3 1,37-1,82, насыщенный раствор углекислого калия K2CO3 γ=1,45 г/см3 43,79-45,77. 1 табл.

Изобретение относится к внутрискважинному оборудованию, используемому при добыче нефти, а именно к скважинным расширяющимся фильтрам. Устройство содержит опорную трубу и фильтрующие щетки с радиальными пучками щетинок. На опорной трубе прорезаны продольные пазы с большим основанием внутри и меньшим снаружи. В основании каждого паза помещена плоская полоса из материала с памятью формы, а поверх полосы введена фильтрующая реечная щетка, выдвигающаяся наружу при восстановлении полосой первоначальной волнообразной формы под температурным воздействием пластовой жидкости. Упрощается конструкция фильтра и технология его монтажа в интервале перфораций скважины. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважины с большим углом наклона эксплуатационной колонны. Технический результат - повышение надежности работы устройства в горизонтальной скважине и эффективности очистки добываемого продукта, увеличение межремонтного периода работы устройства, а также снижение его металлоемкости. Устройство включает колонну насосно-компрессорных труб с насосом, клапан, хвостовик. В составе колонны насосно-компрессорных труб ниже насоса в вертикальной части горизонтальной скважины размещен клапан. К клапану снизу присоединен хвостовик с фильтром. Клапан выполнен в виде муфты с конусным седлом и установленной в муфте двухступенчатой пробки из пластикового материала со сквозными окнами, выполненными на ее боковой поверхности. Верхняя ступень пробки герметично взаимодействует с муфтой. Между нижней ступенью двухступенчатой пробки и муфтой имеется кольцевой зазор. Нижний торец пробки выполнен в виде конуса и имеет возможность герметичного взаимодействия с конусным седлом муфты. Двухступенчатая пробка имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно муфты. Высота двухступенчатой пробки меньше расстояния от отверстия в муфте до торца нижней трубы колонны насосно-компрессорных труб. На концах трубы с отверстиями диаметром 6-7 мм жестко закреплены опоры. Между опорами на трубе напротив отверстий концентрично установлен фильтрующий элемент. Он выполнен из намотанной витками по спирали проволоки с зазором 1,0 мм между витками, соединенной с проволочными продольными стрингерами, образующими между трубой и фильтрующим элементом дренажные каналы. 4 ил.

Изобретение относится к фильтрам для очистки бурового раствора от механических примесей, используемым в бурильной колонне, выполненным с возможностью подъема на поверхность скважинного модуля телеметрической системы. Устройство содержит трубчатый корпус, установленный в корпусе фильтрующий модуль, включающий фильтрующую трубу с щелевыми каналами, обтекатель, размещенный со стороны входной части фильтрующей трубы, входную и выходную втулки. Фильтрующая труба соединена резьбой с выходной втулкой, фильтрующий модуль образует внутри корпуса полость для приема механических примесей. Фильтр снабжен резьбовым переходником, жестко скрепленным с выходной частью корпуса с возможностью разъединения. Центрирующий пояс во входной части трубчатого корпуса выполнен с поперечным кольцевым выступом. Входная втулка выполнена с направленными наружу ребрами и телескопически соединена торцами указанных ребер с центрирующим поясом во входной части трубчатого корпуса, а также соединена резьбой с фильтрующей трубой и выполнена с внутренним кольцевым поясом и кольцевой канавкой, расположенной на ее внутреннем кольцевом поясе. Обтекатель телескопически соединен с входной втулкой во внутреннем кольцевом поясе входной втулки и снабжен механизмом защелки в виде цангового хвостовика обтекателя, снабженного наружным кольцевым поясом, взаимодействующим с кольцевой канавкой входной втулки. На лобовом торце обтекателя установлен ловильный стержень для захвата и подъема на поверхность и освобождения центрального канала фильтра для подъема на поверхность модуля телеметрической системы. Расширяются технологические возможности, упрощается конструкция. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для фильтрации жидкости, закачиваемой в скважины. Фильтр содержит жестко и герметично соединенные друг с другом секции, набранные из состыкованных по торцам с осевым натягом цилиндрических тонкостенных фильтрующих элементов и двух опор, на которые также с осевым натягом опираются первый и последний фильтрующие элементы секции. Фильтрующие элементы каждой секции изготовлены из слоев сетки, сплетенной из проволочных спиралей, растянутых до шага, равного диаметру спирали. Слои сетки, сплетенной из спиралей правой свивки, чередуются со слоями, сплетенными из спиралей левой свивки. Оси спиралей всех слоев параллельны оси фильтрующего элемента. Фильтрующие элементы выполнены в трех модификациях: фильтрующие элементы с одним плоским торцом и другим коническим и промежуточные фильтрующие элементы с разными коническими торцами. Снаружи каждой секции установлена спиральная пружина сжатия. Длина пружины подобрана так, чтобы у каждой собранной секции в рабочем процессе между фильтрующими элементами и фильтрующими элементами и опорами секции сохранялся осевой натяг. Секция фильтрующих элементов центрируется в опорах. Пружины центрируются по буртикам опор. Опоры секций выполнены с перегородкой, в которой проделаны сквозные центральное отверстие и три или четыре выкружки, равнорасположенные по окружности. Первая опора первой секции фильтра выполнена с хвостовиком с резьбой, на которую до упора в уплотнительную прокладку навернута промежуточная проставка с ввернутыми в нее шпильками для крепления к погружному насосу. В промежуточной проставке первой секции жестко закреплен пустотелый цилиндрический стержень со сквозными отверстиями. Технический результат: повышение производительности фильтра. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может быть применено для одновременно-раздельной и поочередной эксплуатации двух пластов одной скважины. Установка содержит колонну лифтовых труб, втулку с хвостовиком, штанговый погружной насос с фильтром на приеме, соединенный с приводной полой штангой, размещенной в колонне лифтовых труб, заключенных в муфте с радиальным отверстием, сообщающимся с каналом выше пакера, и электроприводной погружной насос с входным модулем и электродвигателем. Установка снабжена фильтрующим элементом, который устанавливается через муфту к замковой опоре. К муфте герметично устанавливается карман, позволяющий разобщить прием штангового насоса от перекачиваемого флюида нижнего пласта. Технический результат заключается в повышении надежности работы скважинной насосной установки. 1 ил.

Группа изобретений относится к способу эксплуатации дожимных насосных станций, содержащих центробежные сепараторные фильтры, на нефтяных месторождениях. Центробежный сепараторный фильтр содержит вертикальный корпус, имеющий центральную часть, по существу, цилиндрической формы и верхнюю и нижнюю части, по существу, полусферической формы, тангенциальный впуск текучей среды, содержащей нефть и частицы, подлежащие фильтрации, расположенный в верхней части корпуса, осевую трубу с выпуском отфильтрованной текучей среды, имеющую концентрическое расположение с корпусом и закрепленную в его верхней части, множество конусных пластин, расположенных вокруг осевой трубы друг под другом, причем основание конусных пластин направлено вниз относительно положения корпуса, выпуск удаленных из текучей среды частиц, расположенный в нижней части корпуса. При этом осевая труба выполнена непрерывной, а к ее нижнему концу, расположенному в корпусе ниже основания самой нижней из множества конусных пластин, но выше выпуска удаленных из текучей среды частиц, прикреплена перфорированная заглушка. При этом конусные пластины закреплены на осевой трубе в зафиксированном положении друг относительно друга и выполнены с основаниями различного диаметра, причем диаметр основания конусных пластин увеличивается в направлении от тангенциального впуска к выпуску удаленных из текучей среды частиц. Дожимная насосная станция содержит буферную емкость, узел сбора и откачки утечек нефти, резервуар для удаленных частиц, насосный блок, множество свечей для аварийного сброса газа и центробежный сепараторный фильтр. Способ эксплуатации дожимной насосной станции включает в себя этапы, на которых принимают текучую среду, содержащую нефть и частицы, подлежащие фильтрации, в буферную емкость, подают текучую среду в фильтр посредством соединительных труб, фильтруют текучую среду для отделения от нефти частиц, подлежащих фильтрации, посредством центробежного сепараторного фильтра, накапливают отфильтрованные от нефти частицы в резервуаре для удаленных частиц, нагнетают давление в насосном блоке для последующей транспортировки текучей среды, содержащей нефть, очищенную от частиц, подлежащих фильтрации, подают текучую среду, содержащую нефть, очищенную от частиц, подлежащих фильтрации, в транспортировочную сеть или сеть магистральных нефтепроводов. Техническим результатом является обеспечение стабильного потока текучей среды, а также возможность фильтрации частиц разного размера с равной эффективностью. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх