Скважинное фильтрующее устройство



Скважинное фильтрующее устройство
Скважинное фильтрующее устройство

 


Владельцы патента RU 2575370:

Акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к погружному оборудованию для добычи пластовой жидкости, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предотвращающим попадание механических примесей на прием электроцентробежного насоса. Устройство содержит трубчатый каркас, верхний патрубок с отводящими отверстиями, наружный и внутренний щелевой фильтр из навитого профиля и продольных стержней, равномерно размещенных по окружности с образованием между собой продольных каналов, которые обращены друг к другу и сообщены сверху с отводящими отверстиями верхнего патрубка, кольцевую перегородку, перекрывающую продольные каналы снизу, и предохранительный клапан. Продольные стержни наружного и внутреннего щелевого фильтра выполнены примыкающими друг к другу. Продольные каналы обоих фильтров сообщены между собой. Трубчатый каркас перфорирован и размещен во внутреннем щелевом фильтре, а снизу перекрыт предохранительным клапаном. Увеличивается ресурс работы скважинного фильтрующего устройства за счет самоочистки щелевых фильтров и повышается его компактность при сохранении площади фильтрующей поверхности. 2 ил.

 

Изобретение относится к погружному оборудованию для добычи пластовой жидкости, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предотвращающим попадание механических примесей на прием электроцентробежного насоса.

Известен скважинный фильтр, содержащий ниппельную и муфтовую части и приваренный к ним щелевой фильтрующий элемент, выполненный из продольных ребер и намотки из профилированной проволоки со скругленными углами для снижения гидравлического сопротивления (Пат. №2374433 РФ, Е21В 43/08, 2009).

Недостатком скважинного фильтра является непродолжительный ресурс работы из-за повышенной кольматации сужающихся внутрь зазоров между витками круглой проволоки, а также невысокая площадь фильтрации на погонный метр фильтра.

Известен скважинный фильтр, состоящий из корпуса с отверстиями, установленного на корпусе фильтрующего элемента в виде продольных ребер и навитого проволочного профиля, переводника, кожуха, образующего с корпусом и переводником кольцевую камеру, в которую помещена втулка с отверстиями и упорными элементами, часть которых установлена в отверстиях втулки, а часть - в отверстиях корпуса, при этом кожух и втулка соединены срезными элементами (Патент №2102585 РФ, Е21В 43/08, 1998).

Недостатком скважинного фильтра является ограниченная длительность работы из-за низкой удельной площади фильтрации и невозможность восстановления его пропускной способности в скважине.

Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее перфорированный трубчатый каркас, щелевые фильтры в виде продольных призматических стержней и навитого призматического профиля и предохранительные клапаны между смежными щелевыми фильтрами (Патент №133561 РФ, Е21В 43/08, 2013). Увеличение ресурса работы описанного устройства достигается за счет включения в очистку пластовой жидкости нижнего щелевого фильтра при засорении вышерасположенного щелевого фильтра, происходящего при открытии предохранительного клапана между ними.

Однако данное фильтрующее скважинное устройство имеет повышенную общую длину, что не позволяет его использовать в скважинах с ограниченной глубиной зумпфа. Кроме того, невозможно провести регенерацию устройства в скважине.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является скважинное фильтрующее устройство, содержащее трубчатый каркас, наружный и внутренний щелевые фильтры, состоящие из равномерно расположенных по окружности продольных призматических стержней и навитого на них призматического профиля, которые установлены продольными стержнями снаружи и внутри трубчатого каркаса с образованием наружных и внутренних продольных каналов между продольными стержнями и трубчатым каркасом и цилиндрической полости во внутреннем щелевом фильтре, шламосборник и верхний патрубок, причем наружные продольные каналы закрыты сверху и соединены со шламосборником в нижней части, а внутренние продольные каналы закрыты кольцевой перегородкой снизу и соединены сверху с верхним патрубком, цилиндрическая полость отделена от верхнего патрубка предохранительным клапаном и соединена со шламосборником (Пат. №2446274 РФ, Е21В 43/08, 2012).

Принятое за прототип скважинное фильтрующее устройство обладает увеличенной продолжительностью работы за счет последовательного отделения частиц породы сначала на наружном, а затем на внутреннем щелевом фильтре. Вместе с тем, такое скважинное фильтрующее устройство характеризуется повышенным гидравлическим сопротивлением из-за большой протяженности наружных и внутренних продольных каналов, имеющих малую площадь поперечного сечения. Кроме того, недостатком прототипа является невозможность восстановления пропускной способности щелевых фильтров после засорения частицами породы.

Задачей настоящего изобретения является увеличение ресурса работы скважинного фильтрующего устройства за счет самоочистки щелевых фильтров и повышение его компактности при сохранении площади фильтрующей поверхности.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном фильтрующем устройстве, содержащем трубчатый каркас, верхний патрубок с отводящими отверстиями, наружный и внутренний щелевой фильтр из навитого профиля и продольных стержней, равномерно размещенных по окружности с образованием между собой продольных каналов, которые обращены друг к другу и сообщены сверху с отводящими отверстиями верхнего патрубка, кольцевую перегородку, перекрывающую продольные каналы снизу, и предохранительный клапан, согласно изобретению, продольные стержни наружного и внутреннего щелевого фильтра выполнены примыкающими друг к другу, продольные каналы обоих фильтров сообщены между собой, трубчатый каркас перфорирован, размещен во внутреннем щелевом фильтре и снабжен ниже него предохранительным клапаном.

На фиг. 1 схематично изображено скважинное фильтрующее устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1.

Скважинное фильтрующее устройство содержит наружный и внутренний щелевые фильтры 1 и 2, трубчатый каркас 3 с перфорациями 4, перекрытый снизу предохранительным клапаном 5, верхний патрубок 6 с отводящими отверстиями 7 и кольцевую перегородку 8 (фиг. 1). Щелевые фильтры 1 и 2 состоят соответственно из навитых профилей 9 и 10 и продольных стержней 11 и 12, которые примыкают друг к другу и размещены по окружности через равные промежутки, являющиеся наружными и внутренними продольными каналами 13 и 14 (фиг. 2). Продольные каналы 13 и 14 сообщены между собой в радиальном направлении, закрыты снизу кольцевой перегородкой 8 и вверху соединены с отводящими отверстиями 7 верхнего патрубка 6. Между витками профилей 9 и 10 образуются непрерывные спиралевидные щели 15 и 16 соответственно, открытая площадь каждой из которых сопоставима с площадью отводящих отверстий 7 верхнего патрубка 6 и с суммарной площадью поперечного сечения каналов 13 и 14.

В скважинном фильтрующем устройстве наружный 1 и внутренний 2 щелевые фильтры могут быть выполнены как единая конструкция, состоящая из одного окружного ряда продольных стержней и навитых на них снаружи и внутри профилей, при этом продольные стержни имеют увеличенные поперечные размеры (не показано).

Скважинное фильтрующее устройство работает следующим образом.

Под действием создаваемого погружным насосом разряжения пластовая жидкость фильтруется через наружный щелевой фильтр 1, при этом содержащиеся в ней частицы породы с размером более ширины щели 15 остаются снаружи и укрупняются со временем в конгломераты (фиг. 1). Далее очищенная жидкость увлекается в расширяющиеся щели 15 между витками профиля 9, а затем попадает в каналы 13 и сообщающиеся с ними каналы 14. Оказавшись в каналах 13, 14, жидкость изменяет направление движения на 90° и поднимается к отводящим отверстиям 7 в верхнем патрубке 6, после чего покидает скважинное фильтрующее устройство. В конечном счете на прием погружного насоса попадает жидкость, очищенная от частиц породы, благодаря чему создаются благоприятные условия для его безотказной работы.

При работе наружного щелевого фильтра 1 предохранительный клапан 5 находится в закрытом положении, поэтому жидкость не циркулирует через трубчатый каркас 3 и внутренний щелевой фильтр 2. По мере перекрытия сечения щели 15 частицами породы поток жидкости через наружный щелевой фильтр 1 снижается, что при работающем погружном насосе приводит к созданию разряжения в гидравлически связанных каналах 13, 14 и трубчатом каркасе 3 и возрастанию перепада давления на предохранительном клапане 5.

При последующем открытии клапана 5 пластовая жидкость попадает в трубчатый каркас 3, проходит через перфорации 4 к внутреннему щелевому фильтру 2, где фильтруется через щель 16. Частицы породы задерживаются между витками навитого профиля 10, а очищенная жидкость оказывается сначала во внутренних 14, а затем в наружных 13 продольных каналах и по ним движется к отводящим отверстиям 7 верхнего патрубка 6.

При движении по наружным каналам 13, имеющим переменное сечение по длине за счет навитого профиля 9, в жидкости возникают пульсации поля скоростей и поля давлений, которые передаются изнутри наружу непрерывной щели 15. Это порождает отделение налипших частиц от навитого профиля 9, открытие щели 15 и восстановление пропускной способности наружного щелевого фильтра 1. Отделению частиц способствует также гидравлический удар, возникающий в трубчатом каркасе 3 при открытии предохранительного клапана 5, который передается через перфорации 4, щель 16 и каналы 14, 13 в щель 15 наружного щелевого фильтра 1. По мере очистки щели 15 движение жидкости через наружный щелевой фильтр 1 возобновляется и клапан 5 закрывается. При этом описанным выше образом происходит отделение частиц от навитого профиля 10 внутреннего фильтра 2 и восстановление его пропускной способности.

При таком движении пластовой жидкости наружный и внутренний щелевой фильтр периодически очищаются и в меньшей степени подвержены необратимому загрязнению частицами породы, благодаря чему увеличивается ресурс работы скважинного фильтрующего устройства в целом.

Скважинное фильтрующее устройство, содержащее трубчатый каркас, верхний патрубок с отводящими отверстиями, наружный и внутренний щелевой фильтр из навитого профиля и продольных стержней, равномерно размещенных по окружности с образованием между собой продольных каналов, которые обращены друг к другу и сообщены сверху с отводящими отверстиями верхнего патрубка, кольцевую перегородку, перекрывающую продольные каналы снизу, и предохранительный клапан, отличающееся тем, что продольные стержни наружного и внутреннего щелевого фильтра выполнены примыкающими друг к другу, продольные каналы обоих фильтров сообщены между собой, трубчатый каркас перфорирован, размещен во внутреннем щелевом фильтре и снизу перекрыт предохранительным клапаном.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрам, предупреждающим вынос на дневную поверхность частиц породы с извлекаемой пластовой жидкостью.

Группа изобретений относится к фильтрам, используемым при подземных работах. Выполненный с возможностью промывки обратным потоком фильтр обратного хода имеет вход, выход и расположенный между ними фильтр.

Группа изобретений относится к нефтегазовой отрасли и может быть использована для мониторинга и обработки скважинной среды. Патронный скважинный фильтр содержит цилиндрическую стенку, внутреннюю и наружную поверхность, отверстие, проходящее во внутреннее пространство через цилиндрическую стенку между наружной поверхностью и внутренней поверхностью для создания доступа текучей среды от наружной поверхности во внутреннее пространство, фильтрующий текучую среду материал, исключающий проход слишком крупных частиц через отверстие, и материал трассера текучей среды, который перемещается в скважинном трубном изделии и расположенный на установочной площадке, размещенной на расстоянии от отверстия, проходящего к внутреннему пространству, снаружи от внутреннего пространства.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к скважинной добыче с использованием фильтров. Скважинный фильтр содержит основную трубу с отверстиями, промежуточный фильтрующий слой, включающий в себя множество металлических волокон, спирально намотанных на основную трубу, и нить с трассером текучей среды, спирально намотанную на основную трубу и включающую в себя структуру нити и трассер, который несет структура нити и захватывается в добываемые текучие среды в стволе скважины, и наружную оболочку с отверстиями, расположенную поверх промежуточного слоя.

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.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может быть применено для одновременно-раздельной и поочередной эксплуатации двух пластов одной скважины.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для эксплуатации в составе установки электроцентробежного насоса с целью предотвращения попадания механических примесей, содержащихся в пластовой жидкости. Устройство содержит фильтроэлемент в виде усеченного конуса, закрепленный с возможностью перекрытия кольцевого зазора между полым корпусом и концентрично расположенным кожухом, имеющим входные и выходные отверстия на боковой поверхности. Полый корпус содержит верхний и нижний фланцы, шлицевой вал в полости корпуса. Кожух со стороны входных отверстий прикреплен к корпусу в зоне нижнего фланца. На боковой поверхности полого корпуса в зоне верхнего фланца выполнены окна. Кожух герметично соединен с полым корпусом в зоне верхнего фланца. Фильтроэлемент вершиной усеченного конуса прикреплен к полому корпусу в зоне входных отверстий на кожухе, а основанием - к кожуху в интервале между выходными отверстиями и герметичным соединением кожуха с корпусом. Повышается пропускная способность, уменьшается гидравлическое сопротивление движению потока очищаемой среды и нагрузка на электродвигатель насоса. 3 ил.

Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудования водоприемной части скважин в неагрессивных и агрессивных средах. Фильтры щелевые с намоткой профилированной проволоки устанавливаются в песчано-гравийные водоносные горизонты с контуром гравийной обсыпки и без нее, а фильтры пластмассовые из наборных колец или пластин - под прикрытием контура гравийной обсыпки. Фильтр содержит опорные стержни, намоточную профилированную проволоку, или наборные кольца, или пластины из пластмассы, образующие горизонтально расположенные щели. На наружной поверхности намоточной профилированной проволоки, или наборных колец, или пластин из пластмассы выполнены горизонтальные полусферические углубления, параллельные основным горизонтальным щелям, имеющие такую же ширину и соединенные с ними наклонными под углом 45° полусферическими углублениями такой же ширины для пропуска фильтрующихся вод из дополнительных углублений внутрь фильтра. Повышается скважность, срок службы, снижаются энергетические затраты на подъем воды. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц. Техническим результатом является повышение эффективности очистки скважинной жидкости. Фильтр для очистки скважинной жидкости включает щелевой патрубок, сетку, герметизатор межтрубного пространства скважины и муфту. Щелевой патрубок выше щелей перекрыт заглушкой. Фильтр содержит корпус и цилиндрическое днище, при этом сетка размещена вокруг части щелевого патрубка со щелями на расстоянии от щелевого патрубка. Снизу сетка опирается на цилиндрическое днище, сверху пространство между сеткой и щелевым патрубком закрыто перегородкой. Пространство между сеткой и корпусом сверху открыто, а снизу перекрыто цилиндрическим днищем. Щелевой патрубок и корпус закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища. Щелевой патрубок расположен внутри корпуса и соединен в верхней части выше щелей с корпусом подкосами, муфта размещена в верхней части щелевого патрубка. Герметизатор межтрубного пространства скважины размещен на наружной части цилиндрического днища, при этом отношение ширины щелей патрубка к ширине ячейки сетки составляет (3,5-5):(0,7-3,0). 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц. Устройство включает щелевой патрубок, сетку, клапан, герметизатор межтрубного пространства скважины, муфту, корпус и цилиндрическое днище. Сетка размещена вокруг части щелевого патрубка со щелями. Щелевой патрубок и корпус закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища. Щелевой патрубок расположен внутри корпуса и соединен в верхней части выше щелей с корпусом подкосами. В качестве клапана использован клапан тарельчатого типа. Клапан и муфта размещены в верхней части щелевого патрубка. Герметизатор межтрубного пространства скважины размещен на наружной части цилиндрического днища. Отношение ширины щелей патрубка к ширине ячейки сетки составляет (3,5-5):(0,7-3,5). Повышается эффективность очистки скважинной жидкости. 1 ил.
Наверх