Скважинный фильтр Советский патент 1989 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к горной промьшшенности, а точнее к нефте- газодобьшающей, и может бьггь использовано при добыче нефти в скважинах, пласты которых сложены из слабо- цементированных и рыхлых песков.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности работы.

На фиг.1 показан фильтр, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Скважинный фильтр состоит из перфорированного каркаса 1, отверстия Которого расположены в шахматном порядке. На каркасе 1 размещены с фильтрующим зазором кольца 2 с трапецеидальным сечением, изготовленные из легкого металла, обработанного из- носостойким, антикоррозионным покрытием КЭП (композиционные электрохимические покрытия), с возможностью под действием созданных усилий вертикального и радиального перемещения На кольцах 2 установлены упоры для сжатия колец с двух сторон. Упоры выполнены в виде усилителя 3, связанного с движком 4, и нижнего упора 5. Упоры подпру/ синены амортизаторами 6 и 7 и установлены с возможностью ограниченного перемещения, для чего выше движка 4 установлен ограничитель 8, а под нижним упором 5 - стакан 9. Стакан 9 и.движок 4 также предохраняют амортизаторы б и 7 от окружающей среды. Под амортизатором 6 установлена упорная муфта 10. В , фильтрующем зазоре установлены эластичные и жесткие цилиндрические стержни 11 и 12. Стержни 11 и 12 установлены равномерно с чередованием между каркасом 1 и кольцами 2, причем диаметр жесткого цилиндрического стержня 12 меньше диаметра эластичного цилиндрического стержня 11. Эластичньш стержень 10 выполнен из нефтестойкого каната. Жесткий стержень 12 вьшолнен из стали и прикрепляется с помощью хомута 13 и шурупа 14 к каркасу 1. На верхнюю часть каркаса 1 устанавливается патрубок 15, на нижнюю заворачивается муфта 16.

Кольца имеют трапецеидальное сечение во внутреннюю и наружную стороны, частично уменьшающее степень кольматации фильтра. Верхние Topi5 i колец вьшолнены с наружными и внут- ренними скосами. При этом углы на

5

0

5

0

5

0

5.

0

5

ружного скоса по одной половине окружности и угол внутреннего скоса равны между собой и больше угла наружного скоса по второй половине окружности. Так, наружный скос по одной половине окружности выполняют под углом 20, по другой - 45°, и внутренний скос - под углом 45°.

После обработки колец на плоскошлифовальном станке на верхней торцовой поверхности получается четыре выстуца, расположенных под углом 90 друг относительно друга, а нижняя торцовая поверхность кольца остается плоскойi Щели необходимых размеров между кольцами образзпотся в зависимости, от высоты выступа при сборке колец, друг на друга таким обра-. зом, что плоский торец каждого кольца находится на верхнем торце с выступами. Эластичный .нефтестойкий ка- нат и стальной стержень обеспечивают между наружной поверхностью перфо. рированного каркаса и внутренней поверхности фильтроэлементов,что создает свободное пространство прохожде- 1ШЯ сквозь щели жидкости и ограничивает осевое и поперечное перемещения колец 2, Изготовление колец из легкого металла и обработка его композиционным электрохимическим покрытием дают возможность совершать необходимые перемещения под деист- вием вибрации амортизатора и разницы гидродинамического давления, а также увеличить износостойкость и антикор- розионность.

I . .

Фильтр работает следующим образом.

Поток жидкости, содержащий, частицы песка, попадает из пласта к зазорам между кольцами и, проходя через них, поступает в кольцевое пространство Б. Освободившись от крупных и абразивных частиц песка, жидкость через перфорированные отверстия поступает во внутреннюю полость фипьтра и к приему СШН и освобождается от крупной абразивной фракции - песка ( 0,1 мм). Мелкие тонкозернистые частицы песка и ила, проходя через зазор кольца, выносятся на поверхность восходящим потоком жидкости.

В процессе работы насосной установки, когда головка балансира совершает ход вверх, нагнетательный клапан насоса закрывается, а .всасывающий открывается. При этом вес

столба жидкости в НКТ от труб передается на колонну штанг, вследствие чего трубы укорачиваются.

В начальньй момент после перехода от укорачивания труб к удлинению (при ходе вниз) под действием инерции усилитель 3 и движок 4 находятся в верхнем положении. Упорная муф а 10, патрубок 15 с ограничителем 8 движутся вниз и дают мгновенньй толчок буртику усилителя 3. При этом амортизаторы 6 от мгновенного дополнительного импульса увеличивают частоту осевого коебания -нижних амортизаторов 7 и колец 2, что способствует расширению щели, самоочищению фипьтра.

Ход движка А регулируется в соответствии с.установленным режимом с помощью ограничителя 8.

Поперечное перемещение колец просходит под действием разницы гидодинамических усилий, созданных пооком жидкости, и динамических уровей. Усилие, действующее на кольца с расточкой 45°, будет больше, чем со стороны расточки под углом 20. За счет гидравлических потерь между

зазорами уровень на внутренней полосе фильтра меньше, чем наружный, И это создает дополнительные усилия для одностороннего поперечного перемещения кольца и сжатия эластичного .каната до границы стального стержня. При нагнетательном процессе по- вьшается уровень внутри фипьтра,давление, действующее на внутреннюю расточку и поверхность колец, а также усилия восстановления сжатого каната, способствующие перемещению кольца в прежнее положение. Б процессе работы цикл повторяется.

При необходимости регенерации фильтра в насосно-компрессорные трубы закачивают промывочную жидкость. Под давлением напЬра происходит сжатие амортизаторов, увеличение зазора между кольцами и поступление жидкости .за фильтровую зону. При этом промывочная жидкость удаляет практически весь кольматирующий песок.

За счет этого достигается возможность создания в затрубном пространстве давления и расхода промывочной жидкости, необходимых для выноса песка, находящегося в осадке за корпусом, и леска, кольматирующего фильтр по з,.трубному пространству на поверхность, т.е. одновременно с реге-

0 нерацией фильтра проводится промывка скважины.

Фильтр применяется в трех вариантах. Фильтр спускается: на сплошной колонне совместно с насосно-компрес5 сорными трубами (НКТ) штангового насоса и свободно подвешен против эксплуатационного объекта: на НКТ и устанавливается против эксплуатационного объекта, заякировьшается

0 и пакеруется в подвешенном состоянии; опускается одна секция (длиной 1-1,5 м) под скважинный штанговый насос (СШН), как защитное приспособление для борьбы с вредным влияни5 ем песка на работу штангового насоса.

Формула изобретения

Скважинный фильтр, содержащий Q перфорированный каркас с размещенными на нем с фильтрующим зазором кольцами с трапецеидальным сечением и упорами дпя сжатия колец с двух сторонj отличающийся тем,. что, с целью повьшзения надеж- 5 ности и эффективности работы, он снабжен эластичным и жестким цилиндрическими стержнями, установленными равномерно с чередованием в фильтрзпощем зазоре между перфори- рованным каркасом и кольцами, причем диаметр жесткого цилиндрического стержня меньше диаметра эластичного, упоры установлены с возможно стью ограниченного перемещения, а верхние торцы колец выполнены с наружным и внутренним скосами, при этом УГЛЫ наружного скоса по одной половине окружности и угол внутреннего скоса равны между собой и больше угла .наружного скоса по второй половине окружности.

0

5

0

/;

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче нефти в скважинах. Цель - повышение надежности и эффективности работы. Фильтр содержит перфорированный каркас 1 с размещенными на нем с фильтрующим зазором кольцами 2 с трапецеидальным сечением и упорами для сжатия колец 2 с двух сторон. В фильтрующем зазоре установлены эластичные и жесткие стержни 11 и 12 равномерно с чередованием между каркасом 1 и кольцами 2. Диаметр стержня 12 меньше диаметра стержня 11. Упоры установлены с возможностью ограниченного перемещения. Верхние торцы колец 2 выполнены с наружным и с внутренним скосами. Углы наружного скоса по одной половине окружности и угол внутреннего скоса равны между собой и больше угла наружного скоса по второй половине окружности. При необходимости регенерации фильтра в НКТ закачивают промывочную жидкость. Под давлением напора происходит сжатие амортизаторов, увеличение зазора между кольцами 2 и поступление жидкости за фильтровую зону. При этом промывочная жидкость удаляет практически весь кольматирующий песок. Одновременно с регенерацией фильтра проводится промывка скважины. 2 ил.

Фиг.2