ФИЛЬТР СКВАЖИННОГО НАСОСА Российский патент 2001 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в добыче нефти для увеличения продолжительности работы штанговых скважинных насосов путем защиты их от засорения содержащимися в скважинной жидкости частицами.

Известны фильтры скважинного оборудования, включающие патрубок с радиальными отверстиями и закрывающие эти отверстия фильтрующие элементы в виде сетки из металлической проволоки (а.с. СССР 1076572 и 1645470, патент РФ 94042229 кл. 6 E 21 В 43/08), в виде металлических колец и дисков с канавками (а.с. СССР 1530759 и 1587179) или в виде металлокерамических втулок (а.с. СССР 1550103 и 1161692). Недостатком их является то, что фильтрующие элементы не очищаются от осадков и быстро забиваются содержащимися в скважинной жидкости частицами.

Известны фильтры скважинных насосов, в которых фильтрующие элементы выполнены из упругоэластичного материала, деформируются под действием изменяющегося перепада давления и сохраняют первоначальную пропускную способность (а.с. СССР 1472648). Однако они сложны в изготовлении и малоэффективны в условиях осаждения липких парафиносмолистых веществ.

Известны также фильтры скважинных насосов, в которых фильтрующие элементы выполнены в виде пружин или снабжены пружинными амортизаторами и эластичными ограничителями, обеспечивающими самоочищение их под действием механических импульсов, возникающих при циклическом удлинении колонны труб во время работы насоса (а.с. СССР 439594 и 1523654). Они также имеют сложную конструкцию и малоэффективны в условиях осаждения липких парафиносмолистых веществ.

Наиболее близким к предлагаемому является фильтр скважинного насоса, содержащий перфорированную приемную трубу, охватывающий ее снизу подвижный вдоль оси патрубок со скребком, прикрепленный к днищу патрубка и уплотненный в приемной трубе шток с возвратной пружиной (а.с. СССР 1432199 A1, кл. 4 E 21 В 43/08 "Скважинный фильтр", авторы Р.В.Степанов и др., опубл. 23.10.88 г., бюл. N 39).

Недостатком этого фильтра является создание больших гидравлических сопротивлений на приеме насоса, низкая надежность в работе и малая эффективность в условиях осаждения из скважинной жидкости липких парафиносмолистых веществ. Для перемещения патрубка со скребком вверх необходимо преодолеть не только сопротивление пружины и осадков на приемной трубе, но и сопротивление осадков и уплотнительной набивки вокруг штока, а также вес всех подвижных деталей. Осадки песка и парафиносмолистых веществ в нижней части приемной трубы и в зазорах между подвижными деталями могут также задержать шток в верхнем положении. Парафино-смолистые осадки промазываются скребком по всей поверхности приемного патрубка, забивая ее радиальные отверстия.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы фильтра в условиях осаждения из скважинной жидкости липких парафиносмолистых веществ путем создания периодических гидравлических импульсов через фильтрующие элементы в обратном направлении. Достигается это тем, что в фильтре, содержащем перфорированную приемную трубу и охватывающий ее снизу патрубок, патрубок снабжен фрикционным башмаком для фиксации его в обсадной колонне скважины и возможности перемещения приемной трубы вверх при всасывании насоса, перемещения этой трубы вниз при нагнетании насоса, всасывания и вытеснения скважинной жидкости через отверстия приемной трубы.

Другой целью изобретения является уменьшение гидравлических сопротивлений на приеме насоса путем включения в работу второго более грубого фильтра в случае засорения основного тонкого фильтра. Достигается это тем, что нижняя часть патрубка выполнена с отверстиями для грубой фильтрации жидкости и снабжена обратным клапаном для пpопуска жидкости в насос.

На чертеже фильтр включает перфорированную приемную трубу 1, установленный на ее нижнюю часть патрубок 2 с седлом 3 и установленные в патрубке фрикционные башмаки 4 с пружинами 5. Приемная труба 1 может быть оснащена сеткой 6, обеспечивающей более тонкую очистку скважинной жидкости. Часть патрубка 2 ниже седла 3 выполнена с отверстиями 7 для грубой очистки скважинной жидкости. Седло 3 закрыто шаровым обратным клапаном 8.

Фильтр присоединяется снизу к штанговому скважинному насосу, который спускается на трубах, и работает следующим образом.

Во время всасывания насоса, когда штанги поднимаются вверх, нагрузка на трубы уменьшается, они укорачиваются и приемная труба 1 перемещается вверх, а патрубок 2 удерживается на месте башмаками 4, прижатыми к стенке скважины. Скважинная жидкость поступает в насос через тонкий фильтр, образованный отверстиями трубы 1 и сеткой 6 на этой трубе. Во время нагнетания насоса, когда штанги опускаются вниз, нагрузка на трубы увеличивается, они удлиняются и приемная труба 1 перемещается вниз. При этом часть жидкости из патрубка вытесняется в скважину через отверстия трубы 1 и сетку 6, обеспечивая их промывку от осадков и тем самым удлиняя время работы фильтра тонкой очистки. В случае засорения сетки и увеличения гидравлических сопротивлений в фильтре под действием перепада давления шаровой клапан 8 открывается и скважинная жидкость поступает в насос через отверстия 7 в патрубке 2 ниже седла 3. Тем самым обеспечивается более продолжительная бесперебойная работа насоса и увеличивается межремонтный период скважины.

Использование: в нефтедобывающей промышленности для защиты насосов от засорения содержащимися в жидкости частицами. Обеспечивает повышение надежности работы фильтра за счет создания периодических импульсов через фильтрующие элементы в обратном направлении. Сущность изобретения: устройство содержит перфорированную приемную трубу. Снизу ее охватывает патрубок. Патрубок снабжен фрикционным башмаком для фиксации его в обсадной колонне скважины и возможности перемещения приемной трубы вверх при всасывании насоса. При нагнетании эта труба перемещается вниз. При всасывании и вытеснении скважинная жидкость перемещается через отверстия приемной трубы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Фильтр скважинного насоса, содержащий перфорированную приемную трубу и охватывающий ее снизу патрубок, отличающийся тем, что патрубок снабжен фрикционным башмаком для фиксации его в обсадной колонне скважины и возможности перемещения приемной трубы вверх при всасывании насоса, перемещения этой трубы вниз при нагнетании насоса, всасывания и вытеснения скважинной жидкости через отверстия приемной трубы. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть патрубка выполнена с отверстиями для грубой фильтрации жидкости и снабжена обратным клапаном для пропуска жидкости в насос.