Скважинный фильтр Российский патент 2025 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к технике для добычи нефти и может быть использовано совместно с установкой скважинного штангового насоса.

Известен фильтр для очистки скважинной жидкости (патент RU 2422622 С2, Е21 В 43/08, 2011), который содержит перфорированную трубу с механическим фильтром и присоединенный к механическому фильтру гравитационный фильтрующий элемент.Гравитационный фильтрующий элемент состоит из концентрично установленных внутренней и наружной труб, образующих между собой кольцевой зазор. При этом в верхней части наружной трубы выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для входа потока жидкости с возможностью подачи потока жидкости в кольцевой зазор или во внутреннюю трубу.

Недостатком данной конструкции является маленький накопитель мехпримесей, который после заполнения сбрасывает накопившиеся мехпримеси в зумпф.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является скважинный фильтр (патент RU 2408779 CI, Е21 В 43/08, 2011), представляющий собой фильтровальный блок, состоящий из двух концентрично расположенных труб, содержащий фильтрующий элемент, накопитель примесей, заканчивающийся заглушкой, клапан, наружная труба содержит на нижнем конце переходную опорную муфту, в сквозное резьбовое отверстие которой установлен накопитель примесей, в наружной трубе выполнены тангенциально расположенные входные щелевые отверстия, на верхнем конце наружной трубы в резьбовое отверстие установлена муфта-переходник, при этом в кольцевом зазоре между внутренней трубой и наружной трубой установлен сетчатый экран, закрепленный на нижней части наружной трубы с помощью равномерно расположенных штифтов, установленных с двух сторон сетчатого экрана на разном уровне по вертикали, таким образом, что нижний торец сетчатого экрана расположен ниже клапана.

Кроме того, скважинный фильтр может быть выполнен бескаркасным, при этом фильтрующий элемент в виде щелевой решетки, выполненной в форме спирали из высокоточного профиля треугольной формы, закреплен с помощью сварки на опорных элементах, установленных в проточках внутренней трубы, а клапан установлен в корпусе, прикрепленном к нижнему концу внутренней трубы.

Однако, известный скважинный фильтр не позволяет многократное использование накопителя для мехпримесей, что существенно сокращает срок эксплуатации вышеупомянутого скважинного фильтра в случае высокой концентрации мехпримесей в добываемой газожидкостной смеси. Кроме того, крепление фильтрующего элемента с помощью сварки снижает надежность конструкции в целом вследствие ускоренного корродирования сварных соединений в агрессивной среде, которой является высокообводненная газожидкостная смесь.

Технической проблемой изобретения является создание нового устройства - скважинного фильтра с достижением следующего технического результата: повышение эффективности фильтрации газожидкостной смеси, содержащей мехпримеси, повышение надежности скважинного фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном фильтре, содержащем накопитель мехпримесей, два концентрично расположенных элемента, одним из которых является корпус с тангенциальными входными отверстиями, а вторым непосредственно фильтрующий элемент, согласно изобретению корпус фильтра оснащен защитным козырьком, расположенным над тангенциальными входными отверстиями, диаметр этих тангенциальных входных отверстий значительно превышает диаметр отверстий фильтрующего элемента. Кроме того, многоразовый накопитель мехпримесей имеет коническую форму, а его крепление выполнено с помощью резьбы с применением контргайки.

На фиг. 1 представлен скважинный фильтр в скважине, на фиг. 2 -разрез А.

Скважинный фильтр, состоит из концентрично расположенных корпуса 1 и расположенного внутри него фильтрующего элемента 2, оснащенного равномерно удаленными друг от друга отверстиями 3. К корпусу 1 скважинного фильтра прикреплен многоразовый накопитель 4 мехпримесей 5 с помощью резьбы с применением контргайки 6. Корпус 1 скважинного фильтра имеет защитный козырек 7, под которым находятся тангенциальные входные отверстия 8. При этом диаметр тангенциальных входных отверстий 8 значительно превышает диаметр отверстий 3 фильтрующего элемента 2.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы скважинного штангового насоса 9 при ходе плунжера 10 вверх открывается всасывающий клапан 11, и жидкость 12, проходящая через фильтрующий элемент 2, попадает в полость цилиндра 13. Фильтрующий элемент 2 пропускает жидкость 12 через тангенциальные входные отверстия 8, расположенные на корпусе 1 скважинного фильтра. Причем, для создания раздельной фильтрации крупных и мелких частиц мехпримесей 5 диаметр этих тангенциальных входных отверстий 8 гораздо больше, чем диаметр отверстий 3 в концентрично расположенном фильтрующем элементе 2. Разница диаметров тангенциальных входных отверстий 8 и отверстий 3 фильтрующего элемента 2 увеличит скорость движения жидкости 12 во внутреннем пространстве скважинного фильтра, что позволит крупным частицам мехпримесей 5 сразу осаждаться в многоразовом накопителе 4. Подобранное соотношение диаметров тангенциальных входных отверстий 8 корпуса 1 скважинного фильтра и отверстий 3 фильтрующего элемента 2 позволяет крупным частицам мехпримесей 5 сепарироваться в многоразовый накопитель 4, не достигая отверстий 3. Мелкие частицы мехпримесей 5 сепарируются отверстиями 3 фильтрующего элемента 2. Очищенная жидкость 12 поступает на прием 14 скважинного штангового насоса 9. Многоразовый накопитель 4 мехпримесей 5 имеет коническую форму для беспрепятственного прохождения фильтрующего элемента 2 через стыки насосно-компрессорных труб (не показаны). Крепление многоразового накопителя 4 мехпримесей 5 к корпусу 1 выполнено с применением контргайки 6, что предотвращает их развинчивание под воздействием вибрационных нагрузок в процессе работы штангового насоса 9. Очистка многоразового накопителя 4 мехпримесей 5 происходит путем его развинчивания при очередном подземном ремонте. Защитный козырек 7 предотвращает забивание тангенциальных входных отверстий 8 асфальтосмолопарафиновыми отложениями при спускоподъемных операциях.

Изобретение относится к технике для добычи нефти и может быть использовано совместно с установкой скважинного штангового насоса. Устройство содержит концентрично расположенные корпус и фильтрующий элемент, накопитель механических примесей, прикрепленный к корпусу. Фильтрующий элемент расположен внутри корпуса и выполнен с входными отверстиями. Корпус выполнен с тангенциальными входными отверстиями и оснащен защитным козырьком, расположенным над тангенциальными входными отверстиями, диаметр которых превышает диаметр входных отверстий фильтра. Повышается эффективность фильтрации газожидкостной смеси, содержащей механические примеси, повышается надежность фильтра. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Скважинный фильтр, содержащий концентрично расположенные корпус и фильтрующий элемент, накопитель механических примесей, прикрепленный к корпусу, при этом фильтрующий элемент расположен внутри корпуса и выполнен с входными отверстиями, корпус выполнен с тангенциальными входными отверстиями, отличающийся тем, что корпус оснащен защитным козырьком, расположенным над тангенциальными входными отверстиями, диаметр которых превышает диаметр входных отверстий фильтра.

2. Скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что накопитель механических примесей имеет коническую форму.

3. Скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что крепление накопителя механических примесей выполнено с помощью резьбы с применением контргайки.