Фильтр обсадной колонны Советский патент 1990 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию, спускаемому .в скважину при ее строительстве для предупреждения поступления песка-в скважину при отборе из нее продукции и обеспечения возможности проведения в призабойной зоне необходимых работ по интенсификации притока жидкости из пласта в скважину,

Целью изобретения является повышение качества фильтрации при одновременном обеспечении обработки пласта и повышения его нефтеотдачи.

На фиг. 1 представлен фильтр обсадной колонны, поперечное сечение; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - расположение отдельных деталей фильтра до ввода в работу; на фиг. 4 - фильтр в рабочем положении; на фиг, 5-7 - примеры изготовления .створок фильтра и фильтрующей части; на фиг. 6 и 7 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 8- .расположение внутри фильтра сопла внут- рискважинного оборудования, используемого при доставке в пласт различных агентов для его обработки; на фиг. 9 - пример использования фильтра.

Фильтр обсадной колонны представляет собой обсадную трубу 1 с выступающими наружу полыми ребрами 2, расположенными равномерно по ее периметру и имеющими по всей длине сквозные радиальные отверстия 3, а трубчатые торцы 4 фильтра снабжены резьбой соединения в обсадной колонне фильтра с такими же фильтрами или обычными обсадными трубами.

Внутри полых ребер установлены подпружиненные друг к другу створки 5 фильтрующих элементов, размещенные в радиальных отверстиях 3, через которые производится фильтрация жидкости, поступающей из пласта в скважину.

Для предохранения створок фильтра от разрушения и обеспечения существующей технологии цементажа скважины полость ребра с находящимися в ней створками на поверхности перекрывается нару.жной 7 и внутренней 8 заглушками. Эти заглушки изготавливаются из разрушаемого в кислоте материала. Между заглушками 7 и 8 размещены створки, которые подпружинены и прижаты друг к другу через кислотораство- римый стержень 9 с возможностью соприкосновения наружных концов в рабочем положении при фильтрации, а внутренними прикреплены неподвижно к внутренней продольной стенке выступающих ребер.

Для уменьшения перепада давления между закрытой полостью ребер и скважиной (например, в период цементажа)

лость ребер может быть, на поверхности заполнена жидкостью (например, вязкопластичной).

Створки закрепляют неподвижно в рас- ширенной части полости ребра за его боковые стенки 10. Фильтрационные отверстия располагаются на средней плоской несгибаемой части створки 11, Верхняя часть створки 12 изогнута в сторону соответствующего 0 ребра так, чтобы в рабочем состоянии фильтра обеспечить плотный контакт с противоположной створкой...

Створки могут быть выполнены в нескольких вариантах. Так, на фиг. 1,3,4 пока- 5 заны створки, нижняя часть которых выполнена из гибкого материала, т.е. пружина является частью створки и располагается внутри створки рядом .с местом. крепления ее с ребром. На фиг, 5 показана 0 створка, в средней части которой находится рамка для крепления фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент имеет форму. прямоугольной пластинки. Он может быть выполнен, например, из металлокерамики. 25 Известно, что металлокерамические фильтры отличаются высокой прочностью, коррозионносто и костью, выдерживают значительные перепады давлений и температур, при проведении обратной промывки 30 восстанавливаются почти до начального

уровня.

Створка в нижней части имеет шарнир 13, а с боковой части поджимается пружиной 14.

35 На фиг. 5,6 показано расположение одного фильтрующего элемента между рамками створки изображены стенка 15 выступающего ребра, верхняя часть 16 рамки, фильтрующий элемент 17, имеющий 40 форму пластинки, нижняя часть 18 рамки.

В случае необходимости на рамке могут зажиматься тонкие пластинки из керамики, металла и других материалов, а фильтрация рсуществляется через узкие щели 19 между 45 ними (фиг.7).

Вспомогательной деталью конструкции является стержень из расплавляемого в кислоте материала 9 (фиг.З), который с обеих сторон поджимается створками фильтра, 50 Этот стержень в положении, показанном на фиг. 3, находится внутри полости ребра при спуске фильтра в скважину и растворяется при запуске фильтра в работу.

Позицией 20 на фиг.8 показано возмож- 55 ное расположение сопла внутрискважинно- го оборудования для доставки в пласт различных агентов, повышающих нефтеотдачу.

Использование фильтра в скважине осуществляется следующим образом.

Фильтр обсадной колонны входит в комплект труб обсадной кодонны и при строительстве скважины устанавливается против всех нефтяных пластов, эксплуатация которых может быть связана с поступлением песка в скважину. Цементация обсадной трубы с фильтром производится по существующей технологии. Цементный камень, образовавшийся между выступающими ребрами, обеспечивает добавочную прочность фильтра для его работы в сложных условиях при высоких температурах и давлениях. Муфтовые соединения обычной конструкции, которыми фильтр крепится в колонне обсадных труб с другими фильтрами или обычными обсадными трубами, позволяют создать вокруг себя надежн-ый цементный замок или перемычку, препятствующую перетоку жидкости из прилегающих водяных пропластков в нефтяные.

На фиг.1 показано, что внутри каждого ребра имеются полости в продольных щелях. Эти щели условно показаны идущими вдоль всей трубы. На самом деле они должны прерываться перемычками (не показаны).

После цементажа скважины для ввода в действие фильтра в скважину в зону нахождения фильтра доставляется необходимое для растворения расплавляемых элементов количество кислоты. Растворение заглушек должно происходить последовательно по времени. Сначала должна раствориться заглушка 8, затем заглушка 7. Чтобы продвижению кислоты к заглушке 7 не мешали сомкнутые створки 5, предусмотрено спуск фильтра в скважину производить при разомкнутых створках, поддерживаемых в этом положении стержнем 9.

После растворения в кислоте заглушки 8, стержня 9, заглушки 7 створки под действием пружины 14 прижимаются друг к другу.

Для обеспечения разрушения возможной небольшой цементной корки, образовавшейся у конца ребер при цементаже скважины, в скважине после растворения в кислоте плавких деталей фильтра поднимают давление не небольшую величину. Повышенное давление должно преодолеть натяжение пружины, подпирающей створки, чтобы они открылись. Тогда струя жидкости из скважины, проходя через отверстие фильтра, сильнее воздействует на цементную корку. Чтобы ее разрушить, уровень подъема давления в скважине должен примерно на 1,5 МПа превышать пластовое давление у фильтра скважины.

После разрушения цементной корки у конца ребер фильтра проводят освоение 5 скважины существующими методами.

В процессе эксплуатации фильтр периодически может прочищаться паром или горячей водой, подаваемой из скважины в зону фильтра. Использование подобного 0 метода надо осуществлять плавным наращиванием количества подаваемого агента в пласт.

Обработку пласта через фильтр можно производить также с помощью выдвижного 5 сопла скважинного оборудования. Преимущество такого метода очевидное, т.к. происходит устранение возможности сработки створок струей жидкости и повышение эффективности обработки за счет приближе- 0 ния источника воздействия к пласту.

На фиг. 5,6,7,9 представлен пример конструктивного выполнения фильтра. На фиг. 9 обозначены:

DO - диаметр обсадной трубы; . 5Dg - диаметр скважины;

S - зазор между ребром фильтра и стенкой скважины;

д- толщина трубы.

Детали створок, шарнира, пружины, а 0 также рамка для крепления фильтрующего элемента выполняются из кислотостойкого материала, например, нержавеющей стали.

35

Формула изобретения

Фильтр обсадной колонны, включающий обсадную трубу с выступающими наружу ребрами, расположенными равномерно по ее периметру и имеющими по всей длине

сквозные радиальные отверстия с установленными в них наружными заглушками, о т- л и чающийся тем, что, с целью повышения качества фильтрации при одновременном обеспечении обработки пласта

.и повышения его нефтеотдачи, он снабжен внутренними заглушками, перекрывающими радиальные отверстия, и створками фильтрующих элементов, размещенными в радиальных отверстиях между заглушками,

причем створки подпружинены и прижаты

друг к другу через кислоторастворимый

стержень с возможностью соприкосновения наружных концов в рабочем положении

при фильтрации, а внутренними - закреплены неподвижно на внутренней продольной стенке выступаюи1их ребер.

М

,/ / / у f////

А.

- у уи

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение качества фильтрации при одновременном обеспечении обработки пласта и повышение его нефтеотдачи. Фильтр содержит обсадную трубу 1 с выступающими наружу ребрами 2, расположенными равномерно по ее периметру и имеющими по всей длине сквозные радиальные отверстия 3. В последних установлены наружные заглушки. Отверстия 3 перекрывают внутренние заглушки. В отверстиях 3 между заглушками размещены створки 5 фильтрующих элементов. Створки 5 подпружинены и прижаты одна к другой через кислоторастворимый стержень с возможностью соприкосновения наружных концов в рабочем положении при фильтрации. Заглушками створки 5 закреплены неподвижно к внутренней продольной стенке выступающих ребер 2. Для обеспечения разрушения возможной небольшой цементной корки, образовавшейся у конца ребер при цементаже скважины, в ней после растворения в кислоте плавких деталей фильтра поднимают давление на небольшую величину. Повышенное давление должно преодолеть натяжение пружины, подпирающей створки 5, чтобы они открылись. Тогда струя жидкости из скважины, проходя через отверстия 3, сильнее воздействует на цементную корку. В процессе эксплуатации фильтр периодически м.б.прочищен паром или горячей водой, подаваемой из скважины в зону фильтра. 9 ил.

fPu2.2

Ю

8

Фие.1

5

t6

i-&

Фиг. 6

Фие.5

в-Б

17

Фиг. 7