Скважинный фильтр Советский патент 1983 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к нефт газовой, и может быть использовано для оборудования гидрогеологических скважин, а также глубоких скважин на нефть и газ. Известны проволочные фильтры с трубчатым перфорированным каркасом и намотанной на него проволокой Cl Недостаток этих фильтров заключа ется в том, что при использовании в более тонкозернистых фракциях они подвержены пескованию. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ск жинный фильтр, включающий трубчаты каркас с продольной щелевой перфорацией, со спиральной нарезкой на внешней поверхности, и однорядной. проволочной навивкой, размещенной в канавках спиральной нарезки 2. Недостатком этого устройства яв ляется сложность конструкции. Цель из,обретения - повышение на дежности в работе при сохранении минимального диаметра фильтра. Поставленная цель достигается тем, что в скважинном. .фильтре, вкл чающем трубчатый каркас с продольн щелевой перфорацией со спиральной нарезкой на внешней поверхности и однорядной проволочной навивкой, размещенной в канавках спиральной нарезки, спиральная нарезка выполне на многозаходной, а ход ее - кратным диаметру проволоки навивки с коэффициентом кратности, равным чис лу.заходов, причем, канавки многозаходной нарезки выполнены с различ ной глубиной для каждого захода, с разностью глубины смежных канавок .и , определяемой по формуле Л УсГС сГ+ 2d. ), где - ширина фильтрующей щели, мм d - диаметр проволоки навивки. Спиральные канавки имеют левое направление. На фиг. 1 показан фильтр, с5бщий ВИД; на фиг. .2 - схема размещения смежных витков проволоки в сечении по образующей трубчатого каркаса; на фиг, 3 - схема размещения смеж.нь1х витков трапецеидальной проволоки в сечении по щели перфорации. Скважинный фильтр включает трубчатый каркас 1 с выполненной на нем перфорацией 2, целесообразно-продол ной, К(елевой. На внешней поверхности каркаса 1 выполнена многозаходная левая спиральная нарезка 3 (или накатка), в канавках которой размещена однорядная проволочная навивка 4. Ход -t левой спиральной нар- гки 3 взят кратным диаметру, d проволоки (проволочной навивки) 4, причем коэффициент кратности равен числу ) заходов спирали -t df . Диаметр трубчатого каркаса 1 определяется условиями безопасного ведения работ в скв.ажине. . Спиральная .нарезка 3. выполняется на трубчатом .. каркасе 1 для осуществления, проволочной навивки 4 с гарантированным шагом. Нарезка спирали - левая, что создает эффект вывинчивания фильтра при извлечении его из зоны прихвата. Тем самым облегчен съем фильтра после проведения испытаний. В зависимости от требований к прочности конструкции и к скважности -фильтра перфорацию 2 выполняют либо в виде продольных сквозных щелей, либо фрезеруют продольные пазы, в которых выполняют перфорационные отверстия. По впадинам резьбы ведут намотку проволоки и приваривают ее концы к корпусу каркаса. Канавки многозаходной спира.ли выполнены с раз личной глубиной для каждого захода. Разность глубины - Д двух смежных канавок определяется по формуле Л tcTC сГ+ 2d ), . где (Г - требуемая ширина фильтрующей щели, мм, d - диаметр проволоки навивки фильтра, мм. ----%. Используемая.для фильтра проволока может быть как круглого, так и иного сечения, например треугольного или тра.пецеидального. Такая форма сечения проволоки в сочетании с прог филем резьбы способствует образованию над фильтрующей щелью сводов частиц породы и обеспечивает высокий водоотбор. Сначала наматывают проволоку- по заходу резьбы с наибольшей глубиной, а далее в порядке ее уменьшения. В проекции на боковую поверхность смежные витки проволоки ложатся без зазора, поскольку исходный шаг резьбы S равен диаметру проволоки, требуемый же зазор образуется путем смещения положения смежных витков по высоте канавки. Размер фильтрующей щели сГ по расстоянию между центрами смежных витков определяется по формуле5f й - в (обозначения те же). В таблице приведены размеры получаемых фильтрующих щелей.в зависимости от диаметра проволоки и разности нарезки в смежных канавках для двухзаходной резьбы. d , MM 1,2 1 0,3 I 0,4 I 0,5 I 0,6 1,00,0200,0440,0770,133 0,166 1,50,0130,030.0,0520,081 0,116 2,0 0,0100,0220,0400,082.0,088 2,50,008.0,0180,0320,050 0,071 3,00,0070,0150,0270,041 0,059 J 0,7 I 0,8 J 0,9 J 1,0 0,2210,2810,3450,414 0,1550,2000,2490,303 0,1190,-1540,1930,236 0,0960,1250,1570,193 0,081 -0,1050,1320,162

Из таблицы видно, что конструкция фильтра обеспечивает весьма малые размеры фильтрующей щели.

Концы фильтра, в соответствии с конкретными задачами исследования, оборудуют переводником, буровьпи наконечником, обратным клапаном или их комбинацией.

Простота и компактность предлагаемой конструкции позволяют получить работоспособные фильтры диаметром 50-60 мм подъем или спуск фильтра в скважину не требует каких-либо сэграничений, так как его габариты йе более чем на диаметр проволоки . превышают номинальный размер спускаемой колонны; кольматация фильтра при движении через толщу глинистого раствора ликвидируется полностью, как правило, промывкой чистой водой фильтрующая поверхность способна выдерживать перепады давлений в десятки атмосфер как при промывке фильтра изнутри, так и снаружи (например, в нефтяных и газовых скважинах),возможность изготовления фильтра с заданной величиной фильтрующей щели обеспечивает его успешное применение в самых неблагоприятных коллекторах с малой водоотдачей, содержащих пылеватые и тонкозернистые фракции, характерные для больших глубин, форма фильтрующей щели, прикрытой по фронту смежным витком проволоки, является причиной поворота струи и частичного гашения ее инерции, что. способствует выпадению из потока частиц и формированию у боковой поверзности естественного фиJJьтpa, навивка проволоки по многоходовой .резьбе с ходом кратным ее диаметру способствует относительному увеличению скважности фильтра, так как ширина щелей не входит в протяженность фильтра.