Скважинный фильтр

 

РП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву рз) Заявлено 2608. 80 (2l) 3004573д2-03

Союз Советскик

Соцмаяистнческмк

Республик

«и945385 (5l)M. Кл. с мрмсоедмнемием заявки М, 8 43/08 твеуяврствевай «вивтет

CCCP ае аелаи взебретеввй в аткрытвя (23) Приоритет т

Опубликовано 23. 07. 82. бюллетень Ì27 (53) УЙК 622.245 .324(088.8) Дата опубликования описания 23.07.82

«

"- ФЪА.P. Гарушев, Д.И. Косюга, В.Д.. Конев, И.И.- Иаслов, В.И. Шапин, Н.И. Тернавский и И.И. Цыбули :

1 с

Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР этого каркаса Cl ).

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтега. зодобывающей, и может быть использовано при изготовлении скважинных цилиндрических металлокерамических фильтров.

Известны скважинные фильтры с сетчатыми фильтрующими элементами, содержащие опорный каркас из периферийной трубы с резьбами на концах, проволочную спираль, навитую на этот каркас, которая покрыта фильтрационной сеткой, муфту, навернутую на одну иэ концевых резьб опорного каркаса, и наладки для закрепления стыков и концевых частей фильтрационных сеток.

Проволочная спираль, навитая на опорный каркас, отделяет фильтрационную сетку от его поверхности для, обеспечения более свободного доступа фильтрата к проходным отверстиям

Однако сетчатые фильтры, обладая рядом преимуществ, содержат много недостатков. Сетки под воздействием горного и фильтрационного давлений растягиваются, вследствие чего, обжимаясь, входят в контакт с трубчатым каркасом, резко снижая свою фильтрационную поверхность. Обладая неболь" .шой прочностью сетки быстро разрушаются и особенно быстрое разрушение происходит против проходных отверстий опорного каркаса.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является скважинный фильтр, состоящий из нескольких секций, содержащих наружный и внутренний фильтрующие элементы с проволочной спиралью между ними (2).

Недостатком является невысокая прочность фильтрующих элементов, в особенности при использовании метал4

I упомянутых элементов на фильтрующии элемент 1 с проволочной спиралью 2 на конец элемента надевается цилиндрическая наставка, по которой поступают для продвижения этого элемента по поверхности проволочной спирали

2 до схождения стыков. Окончательный поджим фильтрующих элементов 3 в стыках осуществляется муфтой 5, навинчиваемой по цилиндрической резьбе 8 с последующей фиксацией упомянутой муфть,с помощью .стопоров 10.

8 местах расположения стыков торцов 14 фильтрующих элементов проволочные спирали 2 и 4 имеют сплошную или с зазором 1-2 мм укладку нескольких (4-6) витков проволоки, служащей опорой для концевых частей фильтрующих элементов, что повышает их устойчивость от разрушения.

Из секций фильтра собирается необходимая длина рабочего фильтра, который перед спуском в скважину дополнительно оснащается известными устройствами. При наращивании секций предыдущая секция, опущенная в скважину, устанавливается на подкладную вилку известной конструкции, которая надевается на муфту 5, имеющую для этих целей пазы 6.

Расположение витков наружной проволочной спирали 4 против витков внутренней проволочной спирали 2 предотвращает концентрацию нежелательных напряжений в теле фильтрующих элементов 3, которые могут возникнуть при несовпадающем расположении витков спиралей.

Фильтр работает следующим образом.

Фильтрат, поступающий из пласта через фильтрующИе элементы 3, движется по винтовым полостям 12 к проходным отверстиям 11 и через них попадает в эксплуатационную колонну скважины и т.д. При действии на фильтрующие элементы наружной нагрузки они, будучи опертыми на ребра опорной поверхности, через нее передают эту нагрузку на опорный трубчатый каркас, который воспринимает.ее на себя.

А он, как известно, выдерживает нагрузки во много раз превосходящие те, которые могут выдержать фильтрующие элементы. Пролеты безопорных поверхностей фильтрующих элементов по высоте (длине) значительно ограничены ребрами проволочной спирали, в результате чего они (пролеты) имеют

3 945385 локерамических фильтров, вследствие чего может произойти разрушение пос- ледних.

Целью изобретения является повышение устойчивости к разрушению горным или фильтрационным давлениями при использовании металлокерамических фильтрующих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что скважинный фильтр снабжен допол- щ нительной проволочной спиралью,расположенной с внешней стороны наружного фильтрующего элемента, причем шаг и навивка спирали совпадают, а в местах стыков торцов секций обе проволочные спирали имеют шаг не более

2 мм на протяжении 4-6 витков.

На фиг. 1 изображен скважинный фильтр, общий вид, в разрезе; на

i фиг. 2 - схема возможного варианта разрушения фильтров с высокой кольцевой полостью.

Скважинный фильтр содержит фильт" рующий элемент 1 из перфорированной трубы с расположенной на нем проволочной спиралью 2, на которую вплотную надеты металлокерамические фильтрующие элементы 3, укрепленные снаружи проволочной спиралью 4, витки которой расположены против витков спирали 2 и с таким же шагом и направлением навивки, муфту 5 с пазами 6 и ниппель 7, размещенные на концах фильтрующего элемента 1 на резьбах

8 и 9, с помощью которых поджаты в

35 йродольном направлении фильтрующие элементы 3, стопоры 10 в количестве

2-3 шт, установленные на.муфте 5 против ее поворота в цилиндрической резьбе 8, проходные отверстия 11 для

40 поступления через них фильтрата в скважину, винтовые полости 12 между фильтрующими элементами 1 и 3, ограниченные по высоте шагом проволочных спиралей 2, и регулировочные шайбы

13, обеспечивающие расположение..сты" ков фильтрующих элементов против плотно навитых между собой колец проволочной спирали 2.

Концы проволочных спиралей 2 и 4

50 укладываются в прорези, сделанные в теле фильтрующего элемента 1, ниппеля 7 и муфты 5 и затем зачеканиваются (не показано) или припаиваются к упомянутым деталям фильтра.

Ударять по металлокерамическим

55 фильтрующим элементам 3 не рекомендуется, так как это может привести к их порче. Поэтому при надевании

9453 где

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе., (О) КР

1. Гаврилков В.И. Фильтры буровых скважин. И., "Недра", 1976, с.8-9. чкгб длину во много раз меньше той, которую имеют известные пролеты. Следовательно, рассматриваемые безопорные участки.фильтрующих элементов выдерживают наружные разрушающие нагрузки на много выше тех, которые выдерживают известные участки. При действии на фильтрующие элементы внутреннего давления они, выдержат значительно большие разрушающие нагрузки, так >0 как обтянуты снаружи проволочной спиралью, которая воспринимает на себя нагрузки и сдерживает фильтрующие элементы до определенного предела от внутреннего распирания и разрушения. 1З

Таким образом, такие фильтры обладают повышенной стойкостью против разрушения от воздействия внешнего или внутреннего давлений и при этом сохраняют большую фильтрационную по- 20 верхность.

Согласно расчету проволочная спираль 2, навивается на каркас, имеет шаг навивки во много раз больше ныне принятых шагов навивок, которые при- 2$ меняются при изготовлении сетчатых фильтров. Зто значительно улучшит доступ фильтрата к проходным отверстиям 11 на фильтрующем элементе 1 и позволит уменьшить их количество на эв погонном метре, что повысит его прочностную характеристику и снизит трудозатраты при изготовлении этого каркаса.

Шаг проволочной спирали 2, навивае мой на опорный каркас из перфорированной трубы, определяют по формуле (0) „= с —, ЧКР

40 длина пролета между шпангоутами (условно принимаем то же самое, что шаг проволочной спирали); длина оболочки (длина фильтрующего элемента); критическое давление для неподкрепленной оболочки (для неподкрепленного фильтрующего элемента) с толщиной стенки h; критическое давление пролета между шпангоутами, которое определяют из условия

6 где К - задаваемый запас прочности;

q - -задаваемое избыточное внешнее давление, которое оболочка (фильтрующий элемент) должна выдержать.

Расчет проводят иэ условий, что (o) @ 1 ка где 6.1 - предел прочности при испытании гидравлическим давлением, кг/см (для конкретных толщин стенок и наружных диаметров фильтрующих элементов).

Использование конструкции скважинного фильтра позволит значительно укрепить фильтрующие элементы, сделать их более стойкими к воздействию горного и фильтрационного давлений, повысить прочностную характеристику опорного каркаса и снизить трудозатраты при его изготовлении, причем простыми методами, не требующими нового специального оборудования.

Формула изобретения

Скважинный фильтр, состоящий из нескольких секций, содержащих наружный и внутренний фильтрующие элементы с проволочной спиралью между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости к разрушению горным или фильтрационным давлениями при использовании ме.таллокерамических фильтрующих эле" ментов, он снабжен дополнительной проволочной спиралью, расположенной с внешней стороны наружного фильтрующего элемента, причем шаг и навивка спирали совпадают, а в местах стыков торцов секций обе проволочные спирали имеют шаг не более 2 мм на протяжении

4-6 витков.

2. Гаврилко В.И. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин. И., "Недра"., 1968, с. 134-135.

945385 б

Фиг,1

Составитель Е. Иолчанова

Редактор А, Шишкина . Техред Ж. Кастелевич Корректор Рошко

Заказ 5283/44 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4