Скважинный фильтр Советский патент 1991 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при производстве крепления продуктивного пласта, сложенного из рыхлых пород,

Целью изобретения является повышение качества фильтрации из пласта, сложен- ного рыхлыми породами, при одновременном повышении надежности крепления стенок скважины.

На фиг.1 изображен скважинный фильтр, продольный разре; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Скважинный фильтр состоит из трубы 1 с радиальными отверстиями 2 полых зажимов 3, закрепленных над отверстиями 2 к трубе 1 посредством винтов 4, фильтрующих элементов 5, выполненных в виде полых полос из проволоки, намотанной на поверхности трубы 1 спиральными витками и обрезиненной в сжаГом состоянии по боковым сторонам. С одного конца полые по- лрсы выполнены с полыми зажимами 3, полость которых перекрывает радиальные отверстия 2 трубы 1, а с другого конца - с зубьями 6 для закрепления полых полос в растянутом состоянии на трубе 1. На трубе 1 закреплен элемент, продетый для закрепления полыми зажимами 3 к трубе 1 зубьев 6 через ушки 7 фильтрующих элементов 5, которые по винтовой линии огибают в растянутом состоянии наружную поверхность трубы 1, муфты 3, закрепленной посредством резьбы к нижнему концу трубы 1, седла 9, закрепленного в муфте 8, труб 10 (буровые или насосно-компрессорные) с наконечником 11 на нижнем конце и расположенных в трубе 1 пакера 12, установленного на конусной внешней поверхности наконечника 11, и продавочной пробки (не показана).

К трубе 1 между фильтрующими элементами 5 закреплен сваркой спиральный полюс 13, который защищает фильтрующие элементы 5 от механических повреждений. Фильтрующий элемент 5 выполнен из проволоки, намотанной прямоугольными спиральными витками, образуя спиральную пружину 14, и резины 15, навулканизиро- ванной на те стороны спиральной пружины 14, которые не взаимодействуют со стенками скважины. Необходимая первоначальная величина зазора Adi между витками спиральной пружины 14 устанавливается в процессе обрезинивания путем изменения величины сжатия спиральной пружины 14. Фильтрующая поверхность расположена на полых полюсах с внешней стороны, т.е. на стороне спиральной пружины 14, которая

должна взаимодействовать со стенкой скважины, имеется обрезиненное фильтр- окно 16 с лепестками 17 манжетного типа. До начала фильтр-окна 16 со стороны

полого зажима 3 внутри каждой спиральной пружины 14 закреплен скругленный по углам резиновый язычок 18. Внутренняя полость фильтрующего элемента 5 с одного конца перекрыта ушком 7.

Скважинный фильтр работает следующим образом.

Труба 1, закрепленная к нижнему концу обсадной колонны труб, спускается до продуктивного пласта. В спущенные обсадные

трубы спускается колонна труб 10 (например, насосно-компрессорные трубы) с наконечником 11 на нижнем конце до тех пор, пока наконечник 11 с пакером 12 не упрется в верхнюю часть седла 9. Через кольцевое

пространство между колонной обсадных труб и колонной труб 10 прокачивается промывочная жидкость, которая через отверстия 2, внутренние полости в фильтрующих элементах 5, через щели между витками

спиральной пружины 14 в фильтр-окных 16 вытекает в затрубное пространство между обсадной колонной труб и стенкой скважины. Протекаемая промывочная жидкость в фильтрующих элементах 5 отгибаетэластичные язычки 18, которые тем самым частично перекрывают каналы внутренних полостей в фильтрующих элементах 5. Давление промывочной жидкости до эластичных язычков 18 возрастает. Под действием избыточного

гидравлического давления фильтрующие элементы 5 удлиняются, особенно в интервале от полых зажимов 3 до эластичных язычков 18, растягивая резину 15, и спиральные пружины 14 в пределах упругой

деформации удлиняются, отчего ушки 7 отделяются от зубьев 6. В то же время фильтрующие элементы 5, распрямляясь под действием упругих свойств резины 15 и спиральной пружины 14, прижимаются фильтрокнами 16 с лепестками 17 к стенке скважины в зоне продуктивного пласта, сложенного из рыхлых пород.

Величина зазора в фильтр-окнах 16 между витками спиральной пружины 14 будет

Дас Дб1+2 Г2п--Г11)СОЗагде Г2 - расстояние от стороны спиральной пружины 14, обращенной к стенке скважи- ны, до центра трубы 1;

п - расстояние от стороны спиральной пружины 14, обращенной к трубе 1, до центра трубы 1;

принимает максивеличина

п - число витков проволоки спиральной пружины 14 на длины 2л п ;

а-угол наклона винтовой линии фильтрующих элементов 5.

Когда фильтрующие элементы 5 лежат в плоскости, перпендикулярной оси трубы 1, тогда а 0, cos a 1 и величина 2 тг(г2 - п )cosa

п -1 мальное значение.

Когда фильтрующие элементы 5 лежат вдоль оси трубы 1, тогда ,cos «-0 и 2 я ( га - п ) cos а п п -1иТаким образом, изменяя угол наклона а фильтрующих элементов 5, можно получить требуемый зазор Абс . Через колонну труб 10 прокачивают буферную жидкость (например, воду), затем закачивают цементный раствор, продавливая его продавочной пробкой. В то же время через кольцевое пространство между колонной труб 10 и обсадной колонной труб прокачивают буферную жидкость, продавливая ее промывочный жидкостью. Буферная жидкость, вытекающая из колонны труб 10, вытесняет промывочную жидкость из кольцевого пространства между обсадной колонной 4 и стенками скважины, а буферная жидкость, прокачиваемая через кольцевое пространство между трубами 10 и обсадной колонной, вытекает струями из щелей между витками проволоки 14 в фильтр-окнах 16 и в процессе всей цементировки смывает глинистую корку со стенки скважины. После буферной жидкости из труб 10 в ствол скважины цементный раствор поступает до тех пор, пока продавоч- ная пробка не сядет в нижнюю часть седла 9. В момент посадки продавочной пробки на седло 9 гидравлическое давление в трубах 10 повышается, что является сигналом об окончании цементировочных работ. После

,-л

окончания цементировочных работ часть буферной жидкости остается в кольцевом пространстве между трубами 10 и обсадной колонной и в фильтрующих элементах 5, а 5 язычки 18 под действием упругих свойств резины принимают первоначальное положение. Трубы 10 приподнимаются над седлом 9 и продавочной пробкой и после затвердевания цементного раствора осуще10 ствляется освоение скважины обычным способом (трубы 10, спускаемые при освоении, были спущены при установке и креплении скважинного фильтра).

Эффективность крепления стенок про15 дуктивного пласта в скважине, сложенной из рыхлых пород, очевидна, поскольку все кольцевое пространство между обсадными трубами и стенкой скважины заполняется цементным раствором и фильтр-окно плот- 20 но прижимается к продуктивной стенке, с которой смыт глинистый раствор. Формула изо б р е т е н и я Скважин ный фильтр, содержащий трубу с радиальными отверстиями и фильтрую25 щий элемент с фильтрующей поверхностью, выполненной из проволоки, намотанной спиральными витками, отличающийся тем, что, с целью повышения качества фильтрации из пласта, сложенного рыхлыми по30 родами, при одновременном повышении надежности крепления стенок скважины, фильтрующий элемент выполнен в виде полос из проволоки, намотанной на поверхности трубы спиральными витками и

35 обрезиненной в сжатом состоянии по боковым сторонам, а фильтрующая поверхность расположена на полых полосах с внешней стороны, при этом полосы выполнены с одного конца с полыми зажимами, полость

40 которых перекрывает радиальные отверстия трубы, а с другого - с зубьями для закрепления полых полос в растянутом состоянии на трубе.

18

15

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти и м.б. использовано при производстве крепления продуктивного пласта, сложенного из рыхлых пород .Цель-повышение качества фильтраций из пласта, сложенного рыхлыми породами, при одновременном повышении надежности 6 крепления стенок скважины. Для этого фильтрующий элемент 5 выполнен в виде полых полос из проволоки, намотанной на поверхность трубы спиральными витками и обрезиненной в сжатом состоянии по боковым сторонам. На полых полосах с внешней стороны расположена фильтрующая поверхность. Полые полосы выполнены с одного конца с полыми зажимами 3, полость которых перекрывает радиальные отверстия трубы 1. С другого конца полые полосы выполнены с зубьями 6 для закрепления полых полос в растянутом состоянии на трубе. Через колонну труб прокачивают буферную жидкость. Затем через колонну труб в ствол скважины поступает цементный раствор, пока продавочная пробка не сядет в нижнюю часть седла. В этот момент давление в колонне труб повышается, что является сигналом об окончании цементировочных работ. 2 ил.

Фив. 2