СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2005 года по МПК E21B43/08 E03B3/18 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных скважин.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1788219, содержащий перфорированную трубу и съемные металлокерамические элементы, установленные с наружной стороны трубы. Недостаток такого фильтра это необходимость периодической замены фильтрующих элементов и низкая прочность при изгибающих нагрузках.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1754884, содержащий фильтрующий элемент в виде дуговых пластин, с фильтрующими щелями. Кроме недостатков, присущих выше описанному фильтру, этот фильтр сложен в сборке, т.к. содержит большое количество мелких деталей, выполненных с высокой точностью.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1645470, содержащий уложенный на перфорированный каркас проволочный фильтрующий элемент. Этот фильтр плохо работает при изгибающих нагрузках: с одной стороны проходное сечение щелей при изгибе уменьшается, а с другой - увеличивается и фильтр пропускает более крупные фракции примесей. При этом увеличивается износ оборудования, перекачивающего нефть.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ №2108447, содержащий трубу с герметичными срезаемыми пробками. Колонну обсадных труб с фильтром опускают в скважину. Скважину цементируют выше фильтра. После схватывания цементного раствора в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб с воронкой. Скважину промывают. Срезают воронкой концы пробок. Скважину промывают вторично. Разгерметизируют продуктивный пласт и одновременно с этим пускают скважину в работу.

Недостатком этого фильтра является низкая степень фильтрации, которая лимитируется диаметром отверстий в пробках.

Известен скважинный фильтр по св. РФ на полезную модель №16758, прототип. Этот фильтр содержит трубу, в отверстиях которой установлены пробки, фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями. Отверстия и в трубе и в кожухе выполнены рядами на боковой поверхности.

Эффективность центрирования колонны обсадных труб с установленными внизу фильтрами в стволе скважины зависит от ее зенитного угла. При увеличении зенитного угла скважины возрастает момент, направленный на разворот колонны в вертикальное положение. Возрастает также нагрузка от веса колонны обсадных труб на нижнюю стенку скважины. В горизонтальной скважине действие этих факторов приводит к тому, что лежачий бок обсадной колонны в открытом стволе полностью соприкасается с породой. Нижний ряд отверстий фильтра забивается грунтом и не работает. Это увеличивает гидравлическое сопротивление и снижает дебит скважины на 15...25%.

При совпадении отверстий в трубе и защитном кожухе снижается эффективность фильтрации, что приводит к быстрому износу и выходу из строя нефтедобывающего оборудования.

Задача создания изобретения: повышение нефтеотдачи за счет снижения гидравлического сопротивления и повышения пропускной способности фильтра, повышение эффективности очистки добываемого продукта от примеси.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что скважинный фильтр, содержащий трубу с выполненными на ее боковой поверхности рядами отверстий, в которых герметично установлены срезаемые пробки, по меньшей мере одну фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями, установленные концентрично на трубе, при этом защитный кожух выполнен из нескольких уложенных встык по длине трубы листов, при этом продольные стыки листов, а также ряды отверстий на соседних листах смещены относительно друг друга в окружном направлении. Отверстия в защитном кожухе и трубе смещены относительно друг друга. Концы указанного кожуха и фильтрующей сетки с торцов закрыты ограничительными кольцами, зафиксированными на указанной трубе. Фильтрующая сетка с мелкими ячейками установлена между двумя слоями фильтрующей сетки с крупными ячейками. Пробки могут быть выполнены пустотелыми. Площадь отверстий защитного кожуха предпочтительно выполнить больше площади проходного сечения трубы.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, что в свою очередь позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию «новизна». Предложенное техническое решение также обладает критерием «промышленная применимость», т.к. фильтр может быть изготовлен с помощью стандартного оборудования из недифицитных материалов. Существенный признак выполнение отверстий на трубе спиральными рядами известен из патента РФ №2190731.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1...3, где:

на фиг.1 приведен скважинный фильтр в разрезе,

на фиг.2 - внешний вид скважинного фильтра,

на фиг.3 - поперечный разрез скважинного фильтра,

Скважинный фильтр состоит из трубы 1, в отверстия на боковой поверхности которой в отверстиях «А» установлены герметичные срезаемые пробки 2. На трубе 1 концентрично ей установлен защитный перфорированный кожух 3, а между трубой 1 и защитным перфорированным кожухом 3 установлена по меньшей мере одна фильтрующая сетка 4. На поверхности защитного кожуха 3 выполнены несколько рядов отверстий «Б». Отверстия «Б» и «А» не совпадают. При этом ряды отверстий «Б» выполнены по винтовой линии, что при установке фильтра в горизонтальной скважине предотвращает перекрытие нижнего ряда породой. Материал фильтрующих сеток 4 - нержавеющая сталь. Сетка с мелкими ячейками размещена между фильтрующими сетками с крупными ячейками, это уменьшает напряжения среза на тонких проволоках фильтрующей сетки с мелкими ячейками. Защитный кожух 3 выполнен из нескольких листов 5, состыкованных между собой по кольцевым стыкам «В». Продольные стыки «Г» разнесены друг относительно друга, что обеспечивает винтовое расположение рядов отверстий «Б» и основной положительный эффект. Торцы защитного кожуха 3 зафиксированы в ограничительных кольцах 6, что предотвращает смятие защитного кожуха 3 при транспортировке и опускании в скважину.

Скважинный фильтр работает следующим образом. Перед эксплуатацией скважинный фильтр устанавливается в колонну обсадных тру6, скважину цементируют выше фильтра. Потом срезают пробки 2 механическим способом или вытравливают кислотой, в последнем случае их следует изготовить из растворимого в кислоте материала.

Применение изобретения позволило:

1. Увеличить степень очистки добываемого продукта от примесей.

2. Обеспечить эксплуатацию скважинных фильтров в течение всего срока эксплуатации скважины.

3. Повысить эффективность работы.

4. Увеличить площадь проходного сечения.

5. Снизить гидравлическое сопротивление.

6. Повысить нефтеотдачу.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных скважин. Техническим результатом является повышение нефтеотдачи, пропускной способности фильтра и эффективности очистки добываемого продукта от примеси. Скважинный фильтр содержит трубу с выполненными на ее боковой поверхности спиральными рядами отверстий, в которых герметично установлены срезаемые пробки, по меньшей мере одну фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями, установленные концентрично на трубе. Защитный кожух выполнен из нескольких уложенных встык по длине трубы листов, продольные стыки которых, а также ряды отверстий на соседних листах смещены относительно друг друга в окружном направлении. Отверстия в защитном кожухе и трубе могут быть смещены относительно друг друга. Концы указанных кожуха и фильтрующей сетки с торцов могут быть закрыты ограничительными кольцами, зафиксированными на указанной трубе. Фильтрующая сетка с мелкими ячейками может быть установлена между двумя слоями фильтрующей сетки с крупными ячейками. Пробки могут быть выполнены пустотелыми, а площадь отверстий защитного кожуха может быть больше площади проходного сечения трубы. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Скважинный фильтр, содержащий трубу с выполненными на ее боковой поверхности рядами отверстий, в которых герметично установлены срезаемые пробки, по меньшей мере одну фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями, установленные концентрично на трубе, отличающийся тем, что указанные ряды - спиральные, защитный кожух выполнен из нескольких уложенных встык по длине трубы листов, продольные стыки которых, а также ряды отверстий на соседних листах смещены относительно друг друга в окружном направлении.2. Скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что отверстия в защитном кожухе и трубе смещены относительно друг друга.3. Скважинный фильтр по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что концы указанных кожуха и фильтрующей сетки с торцов закрыты ограничительными кольцами, зафиксированными на указанной трубе.4. Скважинный фильтр по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что фильтрующая сетка с мелкими ячейками установлена между двумя слоями фильтрующей сетки с крупными ячейками.5. Скважинный фильтр по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанные пробки выполнены пустотелыми. 6. Скважинный фильтр по любому их пп.1-5, отличающийся тем, что площадь отверстий защитного кожуха больше площади проходного сечения трубы.