СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК E21B43/08 

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

Известен скважинный фильтр с расположением проволочной обмотки, предварительно скрепленной продольными стержнями [1]
Недостатком указанного фильтра является некачественная фильтрация продукта, так как имеет одну продуктоприемную фильтрующую поверхность, не гарантируется устойчивость на снятие при высоких аномальных давлениях в глубоких скважинах и сохраняемость проволочной обмотки при спуске в наклонных и горизонтальных скважинах. Наиболее близкими по технической сущности известны конструкции скважинных фильтров с двумя фильтрующими поверхностями, содержащие перфорированный трубчатый каркас и проволочную обмотку или сетку [2]
Прототип.

В практике существуют скважинные фильтры с тремя фильтрующими поверхностями, содержащие перфорированную трубу, обернутую сеткой, и проволочную обмотку.

Фильтры с двумя и тремя фильтрующими поверхностями повышают качество фильтрации скважинного продукта и сохраняют металлическую сетку с проволочной обмоткой при спуске в скважину только вертикального исполнения. Однако такое техническое решение из-за перфорации в трубе не обеспечивает устойчивости фильтра на смятие при высоких аномальных давлениях в глубоких скважинах и не гарантируется сохраняемость сетки с обмоточной проволокой на перфорированной трубе при спуске в наклонные и горизонтальные скважины, а следовательно, и качество фильтрации продукта.

Целью изобретения является обеспечение сохраняемости металлической сетки с проволочной обмоткой при спуске в наклонные и горизонтальные скважины, повышение качества фильтрации продукта и устойчивости фильтра на смятие от высоких аномальных давлений в глубоких скважинах.

Указанная цель достигается тем, что перфорированная труба на наружной ее поверхности выполнена с ребрами, расположенными по спирали с шагом, при этом высота ребра (h_р, м) принята по формуле:

где t_ф суммарная толщина металлической сетки и проволочной обмотки, м;
d_M диаметр муфты трубы, м;
d_т диаметр перфорированной трубы, м.

Ребра расположены на ширину сетки с шагом 800-1200 мм.

Сетка может быть выполнена как из некоррозийного металла, так и из неметаллического материала, например капроновая. Проволочная обмотка может быть нанесена в несколько слоев.

Исполнение перфорированной трубы с нанесением ребер по спирали или в виде колец позволяет сохранять нанесенную между ними фильтрующую сетку с проволочной обмоткой при спуске в наклонные и горизонтальные скважины и, как следствие, повышается качество фильтрации продукта, добываемого из скважины. Кроме того, наличие ребер на наружной поверхности перфорированной трубы повышает ее устойчивость от сминающих нагрузок в глубоких скважинах и скважинах с высоким аномальным давлением. Расположение ребер по спирали обеспечивает технологичность нанесения сетки с проволочной обмоткой, а также уменьшает массу (вес) металла, затрачиваемого на ребра, в сравнении с расположением ребер в виде колец при равных условиях на устойчивость от сминающих нагрузок и способствует уменьшению сопротивляемости жидкости при спуске в скважину. Ширина ребер принимается конструктивно и может быть принята равной их высоте, но не более двух-трех их величин.

Перфорированные отверстия на трубе фильтра могут быть выполнены по форме в виде округлых, прямых и Г-образных пазов и щелей и размещаться как по спирали параллельно ребрам, так и в шахматном порядке или в прямоугольном.

В результате выполнения по спирали ребер на наружной поверхности перфорированной трубы сохраняется размещенная между ними металлическая сетка с проволочной обмоткой при спуске и в наклонные и горизонтальные скважины, повышается устойчивость фильтра на его смятие и, как следствие, повышается качество фильтрации продукта, добываемого из скважины. Это обеспечивает реализацию поставленной цели, а сравнение с аналогом и прототипами позволяет установить соответствие его критерию "новизна".

При изучении 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 "существенные отличия".

На фиг.1 изображен скважинный фильтр; на фиг.2 узел I на на фиг.1.

Скважинный фильтр состоит из перфорированной трубы с муфтой 1, металлической сетки 2, проволочной обмотки 3 и приваренных ребер 4.

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 составлять 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, водных и газовых скважин. Цель -обеспечение сохраняемости металлической сетки с проволочной обмоткой при спуске в наклонные и горизонтальные скважины, повышение качества фильтрации продукта и устойчивости фильтра на смятие от высоких аномальных давлений в глубоких скважинах. Сущность изобретения: устройство включает перфорированную трубу с муфтой и металлическую сетку. Она охватывает наружную поверхность перфорированной трубы. Перфорированная труба на наружной ее поверхности выполнена с ребрами, расположенными по спирали с шагом. Высота ребра (h_р, мм) принята по формуле: , где t_ф - суммарная толщина металлической сетки и проволочной обмотки, мм; d_M - диаметр муфты трубы, мм; d_т - диаметр перфорированной трубы, мм. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Скважинный фильтр, включающий перфорированную трубу с муфтой, металлическую сетку, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы и проволочную обмотку, отличающийся тем, что перфорированная труба на наружной ее поверхности выполнена с ребрами, расположенными по спирали с шагом, при этом высота ребра (h_р, мм) принята по формуле

где t_ф суммарная толщина металлической сетки и проволочной обмотки, мм;
d_м диаметр муфты трубы, мм;
d_т диаметр перфорированной трубы, мм. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что ребра расположены с шагом на ширину сетки. 3. Фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ребра расположены с шагом 800 1200 мм.