Фильтр для нефтяных и гидрогеологических скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей , и может быть использовано для фильтрации жидкости.

Известен фильтр для фильтрации пластового агента, содержащий трубчатый перфорационный каркас II .

Недостатком этого фильтра является высокая вероятность кальматадии фильтрующих элементов при его спуске по стволу скважины в процесс установки в продуктивном пласте.

Наиболее близким к предлагаемому является фильтр для нефтяных и гидргеологических скважин, содержащий трубчатый элемент с фильтрационными отверстиями, перекрытыми в первоначальном состоянии С2 Э. Однако известный фильтр не может использоваться многократно, так как после плавления в интервале залегания продуктивного пласта материал покрытия остается в скважине. Для эффективного удаления покрытия необходимы органические растворители Механическая прочность покрытия недостаточна для его сохранности при трении фильтра о стенки скважин во время транспортировки, а после температурного размягчения и расплавления, по мере спуска фильтра, материал покрытия размазывается по стенкам скважины. Шлам со стенок скважины, смешиваясь с размягченным материалом покрытия, ухудшает условия удаления покрытия с поверхности фильтра и стенок скважины и не позволяет полностью восстановить их проницаемость. Компоненты покрытия, также как кадмий и свинец, являются токсичными и, мигрируя по скважине, а также прилегающим к ней горным породам, оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. Кроме того, для декольматации фильтра необходимо применять дополнительные средства.

Цель изобретения - упрощение декольматации фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что в фильтре для нефтяных и гидрогеологических скважин, содержащий трубчатый элемент с фильтрационными отверстиями, перекрытыми в первоначальном состоянии, трубчатый элемент выполнен из материала, обладающего обратимым эффектом запоминания формы при термоциклировании, причем температура фазового перехода материала трубчатого элемента при открытии фильтрационных отверстий равна или меньше температуры горных пород в месте установки фильтра.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый фильтр, общий вид; на фиг. 2 - отверстия трубчатого элемента, выполненные в виде щелевых просечек, в транспортном положении.

узел Т на фиг. 1; на фиг. 3 - то жеi в рабочем положении.

Фильтр содержит трубчатый элемент 1 с щелевой перфорацией:и башмак 2. Верхним концом трубчатый элемент 5 крепится к колонне бурильных или насосно-компрессорных труб.

Фильтр работает следующим образом.

Предварительно, при изготовлении трубчатому элементу фильтра придают 0 форму, показанную на фиг. 3, и отжигают в закрытом штампе в заневоленном состоянии при 500°с в течение 1 ч. Затем трубчатый элемент охлаждают ниже 40с и подвергают пластичес5 кой деформации, придавая ему форму, показанную на фиг. 2. в качестве материала для изготовления трубчатого элемента используется, например, сплав титан - никель (54-56% никеля, остальное - титан ), предел прочности 87 кг/мм, предел выносливости на базе 10 циклов 49 кг/мм, интервал температур фазового перехода(мартенситного превращения)40 - 60°С, плотность 6,41 г/см, напряжение, генерируемое при фазовом переходе под нагрузкой 30 - 60 кгс/см, степень пластической деформации 8-15% при обеспечении 100% возврата формы.

Таким образом, в охлажденном состоянии (перед нагревом свыще 40с и после охлаждения ниже 40°С)кромки щелевой перфорации трубчатого элемента сомкнуты и скважность фильтра равна нулю, при температуре выше 60°С имеет место полнде восстановление скважности фильтра (100 с возврата формы, показанной на фиг. 31.

Фильтр устанавливают на колонну насосно-компрессорных труб и опускают в скважину, при этом отверстия в .трубчатом элементе закрыты, что исключает их кольматацию. С увеличением глубины спуска возрастает температура горных пород и, соответственно, температура жидкости в скважине. При достижении продуктивных пластов горных пород с температурой от 40 до 60 - фильтр самостоятельно переводится в рабочее положение.

По окончании отбора пластового агента фильтр извлекается из скважины. После подъема фильтра выше продуктивного пласта в интервалы скважины, имеющие температуру пород ниже 40°С, трубчатый элемент восстанавливает форму с нулевой скважностью.

Фильтр позволяет осуществлять интенсивную промывку отстойника и зафильтрового пространства как в период освоения, так и в процессе эксплуатации скважины. Для этого на забой подается охлажденная, например до О-10°С при температуре горных 5 пород на забое СО-80 С промывочная

жидкость, что вызывает временное снижение температуры горных пород в зоне фильтра и охлаждение трубчатого элемента до температуры ниже 40с. Трубчатый элемент уменьшает скважность до нуля, вследствие чего весь поток промывочной жидкости направляется в отстойни к и затем в кольцевое пространство между фильтром и стенками скважины, вымывая осадок шлама из отстойника и зафильтрового пространства. После прекращения промывки поле температур в зоне фильтра восстанавливается, и щелевая перфорация трубчатого элемента раскрывается. При деформации кромок щелевых отверстий отложения кольматанта в отверстиях разрушаются, что способствует восстановлению проницаемости фильтра.

Изобретение позволяет исключить из состава фильтра слабое по механической прочности защитное перекрытие отверстий, причем перекрытие разового пользования} осуществлять зафильтровую промывку скважины как в процессе ее освоения, так и эксплуатации; механически разрушать кольматант при деформации кромок фильтрационных отверстий во время фазового перехода. При этом исключаются потери материала фильтра(защитного перекрытия отверстий)и загрязнения ими окружающей среды.

ФИЛЬТР ДЛЯ НЕФТЯНЫХ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН содержащий трубчатый элемент с фильтрационнымн отверстиями, перекрытыми в первоначальном состоянии, о т л и ч а tout и и с я тем, что, с целью упрощения, декольматаиии фильтра, трубча-. тый элемент выполнен из материала, обладакядёго обратимым эффектом запоминания формы при термоциклиррвании, причем температура фазового перехода материала трубчатого элемента при открытии фильтрационных отверстий равна или меньше температур ры горных пород в месте установки фильтра. сд ffi to