ПОДВИЖНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ ТРУБА ДЛЯ БОРЬБЫ С ПЕСКОПРОЯВЛЕНИЕМ, СОДЕРЖАЩАЯ ФИЛЬТРЫ С ОСЕВЫМИ И РАДИАЛЬНЫМИ ЩЕЛЯМИ Российский патент 2017 года по МПК E21B43/08 

Область техники изобретения

Настоящее изобретение относится к области нефтяных внутрискважинных бурильных инструментов и относится к подвижной комбинированной трубе для борьбы с пескопроявлением, содержащей фильтры с осевыми и радиальными щелями.

Предпосылки изобретения

Пескопроявление в нефтяных скважинах является сложной проблемой во время добычи в рыхлом песчаном коллекторе, а это не только является причиной уменьшения добычи, легко вызывает остановку добычи из нефтяной скважины и усугубляет ослабление земли и внутрискважинного оборудования, но также приводит к повреждению трубопровода и к ликвидации скважины в серьезном случае. Согласно опубликованной информации около 40% нефтяных скважин во всем мире нуждаются в борьбе с пескопроявлением, и это процентное соотношение продолжает расти с каждым годом; причина этого заключается в том, что интенсивность разработки все выше и выше, так как нефтяные месторождения переводят на этап разработки со сверхвысокой обводненностью, нефтяные скважины, первоначально не выносящие песок, начинают выносить песок, а нефтяные скважины, выносящие немного песка первоначально, начинают выносить большое количество песка. Как эффективно предотвращать и бороться с пескопроявлением в нефтяных скважинах является предметом исследования нефтедобывающих стран.

Борьба с пескопроявлением является основным техническим критерием для решения проблемы пескопроявления в нефтяных скважинах, и в настоящее время в около 80% нефтяных скважин с пескопроявлением по всему миру применяют механический способ борьбы с пескопроявлением, и основным компонентом в механическом способе борьбы с пескопроявлением является фильтр. В настоящее время фильтр со щелями является наиболее часто используемым инструментом борьбы с пескопроявлением на нефтяных месторождениях в стране заявителя и за рубежом; геометрия щели фильтра со щелями в основном прямоугольная, а именно ширина щели одинакова снаружи внутрь, и этот фильтр может провоцировать закупорку песком в щели, что снижает эффективность добычи нефти и сокращает срок службы фильтра. Один трапециевидный фильтр со щелями может легко преодолеть проблему легкой закупорки песком прямоугольного фильтра со щелями, но его щель легко расширяется за счет истирания мелкозернистым песком, переносимым сырой нефтью, в результате чего эффективный период борьбы с пескопроявлением сокращается. Определенная составная труба для борьбы с пескопроявлением хорошо применяется в нефтяных скважинах с мелкозернистым пескопроявлением; этот фильтр состоит из внутренней перфорированной трубы, множества слоев композитных фильтрующих песок сеток и внешней защитной трубы, при этом внешняя защитная труба и множество слоев композитных фильтрующих песок сеток приварены к внутренней перфорированной трубе; недостаток заключается в том, что множество слоев композитных фильтрующих песок сеток легко забиваются мелкозернистым песком, переносимым сырой нефтью, что уменьшает эффективность добычи нефти; забивающий их мелкозернистый песок тяжело вымывать и вычищать; сварные швы тел трубы подвержены возникновению трещин при их применении в нефтяных скважинах с технологией термического извлечения; этот фильтр не может автоматически регулировать положение внешней защитной трубы; множество слоев композитных фильтрующих песок сеток и внутренняя перфорированная труба зависят от типа пескопроявления и условий борьбы с пескопроявлением; и сдерживаемый песок подвержен уплотнению, что уменьшает эффективности добычи в нефтяных скважинах.

В настоящее время в стране заявителя и за рубежом не имеется документального отчета на подвижную комбинированную трубу для борьбы с пескопроявлением, содержащую фильтры с осевыми и радиальными щелями.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание подвижной комбинированной трубы для борьбы с пескопроявлением, содержащей фильтры с осевыми и радиальными щелями, для борьбы с пескопроявлением в нефтяных скважинах.

Принцип настоящего изобретения заключается в следующем: подвижная комбинированная труба для борьбы с пескопроявлением, содержащая фильтры с осевыми и радиальными щелями, согласно изобретению состоит из муфт, подвижных промежуточных втулок, внешнего подвижного фильтра с радиальными щелями, разрезного поддерживающего кольца и внутреннего фильтра с осевыми щелями. Внешний подвижный фильтр с радиальными щелями находится на наружном слое и устанавливается на подвижных промежуточных втулках и разрезном поддерживающем кольце; муфты соединены с внутренним фильтром с осевыми щелями; подвижные промежуточные втулки установлены на внутреннем фильтре с осевыми щелями; разрезное поддерживающее кольцо установлено в кольцевом пазу внутреннего фильтра с осевыми щелями; внутренний фильтр с осевыми щелями находится на внутреннем слое и соответственно соединен с муфтами, подвижными промежуточными втулками и разрезным поддерживающим кольцом. В работе внутрискважинной конструкции для борьбы с пескопроявлением требуется, чтобы подвижная комбинированная труба для борьбы с пескопроявлением, содержащая фильтры с осевыми и радиальными щелями, совпадала с горизонтом нефти; эта труба для борьбы с пескопроявлением оснащена внешним фильтром с радиальными щелями и внутренним фильтром с осевыми щелями для сдерживания песка; внешний фильтр с радиальными щелями может выполнять ограниченное осевое перемещение по внутреннему фильтру с осевыми щелями и свободное вращательное движение вокруг осевой линии внутреннего фильтра с осевыми щелями так, что эффективно противодействует уплотнению сдерживаемого песка, и канал для прохода нефти сохраняется гладким в течение длительного времени, улучшая эффективность добычи в нефтяной скважине.

Настоящее изобретение имеет следующие преимущества:

1. Фильтр с радиальными щелями и фильтр с осевыми щелями помещаются внахлест для образования зазора для борьбы с пескопроявлением в нефтяной скважине, и когда внутрискважинная сырая нефть течет по внешней радиальной щели и внутренней осевой щели, то направление потока создает вертикальное перекрестное изменение, которое способствует уменьшению накопления и уплотнения сдерживаемого песка и повышению эффективности добычи в нефтяной скважине.

2. Внешний фильтр с радиальными щелями может выполнять ограниченное осевое перемещение по внутреннему фильтру с осевыми щелями и свободное вращательное движение вокруг осевой линии внутреннего фильтра с осевыми щелями так, что эффективно противодействует уплотнению сдерживаемого песка, и канал для прохода нефти сохраняется гладким в течение длительного времени, улучшая эффективность добычи в нефтяной скважине.

3. Геометрией конструкций секций фильтра с радиальными щелями и фильтра с осевыми щелями в направление ширины щели согласно настоящему изобретению являются две трапециевидные щели, которые последовательно соединены снаружи внутрь и имеют узкие наружные части и широкие внутренние части; данная конструкция с такой геометрией щели вряд ли подвержена закупорке песком в щели и может сохранять щели гладкими в течение длительного времени, и за счет этого улучшается эффективность добычи в нефтяной скважине.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлена схема конструкции подвижной комбинированной трубы для борьбы с пескопроявлением, содержащей фильтры с осевыми и радиальными щелями.

На фиг. 2 представлен вид в разрезе А-А, обозначенный на схеме конструкции подвижной комбинированной трубы для борьбы с пескопроявлением, содержащей фильтры с осевыми и радиальными щелями, на фиг. 1.

На фиг. 3 представлена схема конструкции разрезного поддерживающего кольца.

На фиг. 4 представлен вид в разрезе А-А, обозначенный на схеме конструкции разрезного поддерживающего кольца на фиг. 3.

Подробное описание вариантов осуществления

Как показано на фиг. 1, подвижная комбинированная труба для борьбы с пескопроявлением, содержащая фильтры с осевыми и радиальными щелями, согласно настоящему изобретению главным образом состоит из 5 частей. Две муфты 1, которые соответственно соединены с обоими концами внутреннего фильтра с осевыми щелями, используются для ограничения диапазонов осевого перемещения подвижных промежуточных втулок и внешнего подвижного фильтра с радиальными щелями, с одной стороны, и используются для установки и подключения в работу для борьбы с пескопроявлением, с другой стороны; две подвижные промежуточные втулки 2, которые соответственно установлены на обоих концах внутреннего фильтра с осевыми щелями, могут аксиально перемещаться между буртиком вала внутреннего фильтра с осевыми щелями и муфтами, могут свободно вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра с осевыми щелями и используются для поддержки внешнего подвижного фильтра с радиальными щелями; внешний подвижный фильтр 3 с радиальными щелями, в котором щель является щелью в направлении вдоль окружности, при этом геометрия конструкции толщины щели секции вдоль осевого направления представлена в виде двух трапециевидных щелей, которые последовательно соединены снаружи внутрь и имеют узкие наружные части и широкие внутренние части; внешний подвижный фильтр с радиальными щелями служит для сдерживания песка и обеспечения канала поступления сырой нефти; внешний подвижный фильтр с радиальными щелями установлен на подвижных промежуточных втулках и разрезном поддерживающем кольце, может аксиально перемещаться между двумя муфтами и может свободно вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра с осевыми щелями так, что эффективно противодействует уплотнению сдерживаемого песка, и канал для прохода нефти сохраняется гладким в течение длительного времени, улучшая эффективность добычи в нефтяной скважине; разрезное поддерживающее кольцо 4, которое установлено в кольцевом пазу внутреннего фильтра с осевыми щелями, и разрезное поддерживающее кольцо состоит из двух полукруглых колец, прикреплено в кольцевом пазу внутреннего фильтра с осевыми щелями при помощи схемы крепления язычок-паз и используется для поддержки внешнего подвижного фильтра с радиальными щелями; и внутренний фильтр 5 с осевыми щелями, который соответственно связан с муфтами, подвижными промежуточными втулками и разрезным поддерживающим кольцом и служит для сдерживания песка и обеспечения канала поступления сырой нефти и поддержки внешнего подвижного фильтра с радиальными щелями.

На фиг. 2 в подвижной комбинированной трубе для борьбы с пескопроявлением, содержащей фильтры с осевыми и радиальными щелями, согласно настоящему изобретению внешний подвижный фильтр с радиальными щелями находится на наружном слое, внутренний фильтр с осевыми щелями находится на внутреннем слое, и внешний подвижный фильтр с радиальными щелями и внутренний фильтр с осевыми щелями помещаются внахлест для образования зазора для борьбы с пескопроявлением, и когда внутрискважинная сырая нефть течет по внешней радиальной щели и внутренней осевой щели, то направление потока создает вертикальное перекрестное изменение, которое способствует уменьшению накопления и уплотнения сдерживаемого песка и повышению эффективности добычи в нефтяной скважине.

На фиг. 3 и фиг. 4 в подвижной комбинированной трубе для борьбы с пескопроявлением, содержащей фильтры с осевыми и радиальными щелями, согласно настоящему изобретению разрезное поддерживающее кольцо состоит из полукруглого кольца с язычками на обоих концах и полукруглого кольца с пазами на обоих концах, и во время установки язычки и пазы двух полукруглых колец находятся в стыковом соединении и прикреплены в кольцевом пазу внутреннего фильтра с осевыми щелями.

Изобретение относится к области нефтяных внутрискважинных инструментов и может быть использовано для борьбы с пескопроявлением. Устройство содержит муфты, подвижные промежуточные втулки, внешний подвижный фильтр с радиальными щелями, разрезное поддерживающее кольцо, внутренний фильтр с осевыми щелями. Две муфты соединены соответственно с обоими концами внутреннего фильтра. Две подвижные промежуточные втулки установлены на обоих концах внутреннего фильтра и могут аксиально перемещаться между муфтами и вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра. Внешний фильтр установлен на промежуточных втулках и разрезном кольце, может аксиально перемещаться между муфтами и вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра. Разрезное кольцо установлено в кольцевом пазу внутреннего фильтра, который соединен с муфтами, подвижными втулками и разрезным кольцом. Повышается эффективность добычи нефти за счет уменьшения накопления и уплотнения песка при фильтрации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Подвижная комбинированная труба для борьбы с пескопроявлением, содержащая фильтры с осевыми и радиальными щелями, при этом труба для борьбы с пескопроявлением состоит из муфт (1), подвижных промежуточных втулок (2), внешнего подвижного фильтра (3) с радиальными щелями, разрезного поддерживающего кольца (4) и внутреннего фильтра (5) с осевыми щелями; при этом две муфты (1) соответственно соединены с обоими концами внутреннего фильтра (5) с осевыми щелями; две подвижные промежуточные втулки (2) соответственно установлены на обоих концах внутреннего фильтра (5) с осевыми щелями; и подвижные промежуточные втулки (2) могут аксиально перемещаться между муфтами (1) и могут свободно вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра (5) с осевыми щелями; внешний подвижный фильтр (3) с радиальными щелями установлен на подвижных промежуточных втулках (2) и разрезном поддерживающем кольце (4); и внешний подвижный фильтр (3) с радиальными щелями может аксиально перемещаться между двумя муфтами (1) и может свободно вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра (5) с осевыми щелями; разрезное поддерживающее кольцо (4) установлено в кольцевом пазу внутреннего фильтра (5) с осевыми щелями; и внутренний фильтр (5) с осевыми щелями соответственно соединен с муфтами (1), подвижными промежуточными втулками (2) и разрезным поддерживающим кольцом (4).

2. Подвижная комбинированная труба для борьбы с пескопроявлением, содержащая фильтры с осевыми и радиальными щелями, по п. 1, где щель внешнего подвижного фильтра с радиальными щелями является щелью в направлении вдоль окружности, и геометрия конструкции толщины щели секции вдоль осевого направления представлена в виде двух трапециевидных щелей, которые последовательно соединены снаружи внутрь и имеют узкие наружные части и широкие внутренние части.

3. Подвижная комбинированная труба для борьбы с пескопроявлением, содержащая фильтры с осевыми и радиальными щелями, по п. 1, отличающаяся тем, что разрезное поддерживающее кольцо (4) состоит из полукруглого кольца с язычками на обоих концах и полукруглого кольца с пазами на обоих концах, и во время установки язычки и пазы двух полукруглых колец находятся в стыковом соединении и прикреплены в кольцевом пазу внутреннего фильтра (5) с осевыми щелями.