СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к технике добычи продукта из скважины, а именно к скважинным фильтрам для фильтрации продукта, добываемого из нефтяных, водяных и газовых скважин.

Известен скважинный фильтр с расположением проволочной обмотки, предварительно скрепленный продольными стержнями [1]
Недостатком указанного фильтра является некачественная фильтрация продукта, так как он не предотвращает закупорку фильтрующей поверхности, не гарантирует устойчивость на смятие при высоких аномальных давлениях в глубоких скважинах, сохраняемость проволочной обмотки при спуске в наклонных и горизонтальных скважинах, а также не прост по конструкции и в изготовлении.

Известны конструкции скважинных фильтров с двумя фильтрующими поверхностями, содержащие перфорированный трубчатый каркас и проволочную обмотку или сетку [2]
Такие фильтры повышают качество фильтрации скважинного продукта. Однако они также не исключают закупорку фильтрующей поверхности, не гарантируют устойчивость на смятие в экспериментальных условиях в глубоких скважинах, сохраняемость обмоточного материала при спуске в наклонных и горизонтальных скважинах, не просты по конструкции и в изготовлении.

В практике существуют скважинные фильтры очень простые по конструкции и в изготовлении. Это перфорированные трубы с круглыми отверстиями или щелевые с прямоугольными пазами в сечении. Но и такие фильтры не лишены недостатков, упомянутых в вышеуказанных аналогах.

Кроме того, эти фильтры, как и аналоговые, не позволяют увеличить суммарную площадь фильтрации на одном погонном метре трубы, не исключая их смятие при нормально допустимых рабочих нагрузках на трубы и тем более при экспериментальных геологических условиях в скважинах.

Целью предлагаемого изобретения является предотвращение закупорки фильтрующих отверстий, увеличение суммарной площади фильтрации и повышение устойчивости фильтра на смятие при нормально допустимых рабочих нагрузках на трубы в скважинах в экспериментальных геологических условиях, а также упрощение конструкции и технологии изготовления скважинного фильтра.

Указанная цель достигается тем, что фильтрующие отверстия выполнены трапецеидальными по форме или с усеченным конусом в насадках, закрепленных на наружной поверхности перфорированной трубы, причем нижние основания фильтрующих отверстий насадок направлены во внутрь трубы и совмещены с ее отверстиями, а высота насадок не должна выступать за габариты муфты фильтра.

Насадки выполняются из твердых и антикоррозийных сталей, крепление их к перфорированной трубе может быть как механическим, так и с помощью сварки. Фильтрующие отверстия насадок могут быть выполнены по форме в виде трапецеидальных пазов (щелей) или усеченных конусов. Причем верхнее основание фильтрующих отверстий насадок (меньший просвет) регулируется по величине (площади) в зависимости от технологических требований фильтрации продукта, добываемого из продуктивного пласта скважины, и может быть выполнено в щелевых отверстиях от 0,5 мм и больше, а в отверстиях с усеченным конусом -0,25 мм² и больше.

Перфорированные отверстия трубы должны быть по величине равны или незначительно больше (≈ на 5,0%) отверстия нижнего основания насадок.

Трапецеидальная или конусная форма фильтрующих отверстий в насадках предотвращает их закупорку, а крепление насадок на наружной поверхности перфорированной трубы, которые одновременно выполняют роль ребер жесткости, позволяют повысить устойчивость фильтра от сминающих нагрузок в глубоких и горизонтальных скважинах и в скважинах с высоким аномальным давлением, что позволяет увеличить площадь фильтрации на одном погонном метре трубы против установленных опытом норм на 20 30%
Насадки и перфорированные отверстия в трубе могут быть размещены в шахматном прямоугольном, по спирали или другом порядке.

Применение насадок с фильтрующими отверстиями трапецеидальной и конусной формы исключает использование сетки, проволоки, упрощает конструкцию и технологию изготовления фильтра.

В конечном результате использование вышеизложенных признаков предлагаемого скважинного фильтра значительно повышает качество фильтрации добываемого продукта из скважины.

Это обеспечивает реализацию поставленной цели, а сравнение с аналогами и прототипами позволяет установить соответствие его критерию "новизна".

При излучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "существенное отличие".

На фиг. 1 изображен общий вид скважинного фильтра; на фиг. 2 разрез А-А.

Скважинный фильтр состоит из перфорированной трубы 1 и насадок с фильтрующими отверстиями 2.

Фильтр устанавливается в заданном интервале продуктивного горизонта. Дальнейшая эксплуатация фильтра осуществляется по известной технологии.

Экономический эффект от применения изобретения в наклонных и горизонтальных скважинах может составить до 90% в сравнении с использованием известных фильтров.

Использование: в технике добычи продукта из скважины, а именно в скважинных фильтрах для фильтрации продукта, добываемого из нефтяных, водяных и газовых скважин. Обеспечивает предотвращение закупорки фильтрующих отверстий, увеличение суммарной площади фильтрации и повышение устойчивости фильтра на смятие. Сущность изобретения: устройство состоит из перфорированной трубы. Фильтрующие отверстия выполнены трапецеидальными по форме или с усеченным конусом в насадках. Они закреплены на наружной поверхности трубы. При этом нижние основания фильтрующих отверстий направлены во внутрь трубы и совмещены с ее отверстиями. Высота насадок не выступает за габариты муфты фильтра. 2 ил.

Скважинный фильтр, состоящий из перфорированной трубы, отличающийся тем, что фильтрующие отверстия выполнены трапецеидальными по форме или с усеченным конусом в насадках, закрепленных на наружной поверхности перфорированной трубы, причем нижнее основания фильтрующих отверстий насадок направлены внутрь трубы и совмещены с ее отверстиями, а высота насадок не выступает за габариты муфты фильтра.