Устройство для удаления механическихпРиМЕСЕй из СКВАжиНы Советский патент 1981 года по МПК E21B43/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к добыче нефти, воды и других жидкостей из буровых СКважин и может быть использовано в скважинах с повышенным или малым содержанием механических примесей, преимущественно для водозаборных скважин.

Известен фильтр, состоящий из надфильтровой трубы, каркаса и фильтрующей поверхности и отстойника.Отстойник служит для размещения частиц породы, прошедших через фильтр и не удаленных с откачиваемой жидкостью

HJ .

Недостатком этого устройства является то, что в результате ограниченного объема отстойника происходит его сравнительно быстрое заполнение, а затем заклинивание самого фильтра осевшими частицами породы, что, в свою очередь, требует систематической очистки скважины, как в период освоения, так и в период эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением является устройство для удаления механических примесей из скважины, содержащее наружную трубу и внутреннюю с радиальными отверстия-/

мй в нижней части и уплотнением в

верхней L2J.

Однако это устройство обладает рядом существенных недостатков,которые не позволяют применять его в водозаборных или других длительно действующих скважинах. Прежде всего

перекрытие наружной перфорированной трубы по всей длине внутренней трубой создает значительные гидравлические сопротивления., Во-вторых, перекрытие фильтра трубой и их жесткое соединение исключает проведение внутри фильтра целого ряда технологических операций по интенсификации водопритока в период освоения и эксплуатации скважины. Поэтому эти устройства применяются Только при водопонижении вакуумными установками и не применяются на водозаборных скважинах.

Цель изобретения - повЕЛшение эф25фективности работы устройства за счет снижения гидравлических сопротивлений в фильтре.

Поставленная цель достигается ,тем, что длины наружной и внутрен30

ней трубы связаны следующим соотношением:

0,75 d V

h Т О.

где h - высота внутренней трубы, м; - длина наружной трубы, м; d - внутренний диаметр наружной

трубы,м; V - скорость осаждения частиц

в жидкости, (51 - дебит скважины, MVc , причем внутренняя труба снабжена конусными направляющими для свободного сброса в скважину и замком для ее извлечения.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для течения жидкости через фильтр в общем случае, характерно неравенство скоростей поступления жидкости в фильтр (входные скорости) и скорости ее движения внутри фильтра. При BbiHoce из породы механические частицы, пройдя отверстие фильтра, попадают в поток с меньшими скоростями. Естественно, что частицы, вес которых превышает подъемную силу потока, будут осаждаться на забое и образовывать пробку. Таким образом, наружную перфорированную трубу (фильтр) по отнсяяению к попавшим внутрь него механическим примесям можно разделить на две зоны: активную, в пределах которой подъемная сила потока достаточная для выноса частиц, и пассивную, где частица оседает на забой скважины. И внутренняя труба устанавливается внутри наружной так, что&л разделит поверхность наружной трубы на две зону: активную и пассивную.

Такое взаимное расположение внутренней труйаг и наружной обеспечивает снижение гидравлических сопротивлений в активной зоне фильтра и выравнивание гидравлической нагрузки на фильтр, а также (что не менее важно) возможность непо1Средственного воздействия на внутреннюю поверхность фильтра гидро.механическими средствами при освоении скважин.

На чертеже показана конструкция устройства.

Устройство состоит из нёщфкльтровой трубы 1, наружной перфорированной трубы (фильтра) 2, заглушки 3 с клапаном 4 и свободно размещенной внутри фильтра 2 внутренней трубой 5 с уплотнением 6. Труба 5 снабжена в нижней части отверстиями, а в верхней - конусными направляющими 7 и замком 8.

Устройство работает следующим образом.

Внутренняя труба 5 с уплотнением б устанавливаются в нижнюю .часть фильтра и разделяют фильтрующую поверхность на две зоны: активную и

пассивную. Величина зтих зон определяется расчетом и в конкретных условиях может регулироваться изменением длины трубы 5. Механические частицы, прошедшие через наружную е трубу ниже уплотнения б, направляются по кольцевому пространству вниз, проходят через отверстия в нижней части трубы 5 и по ее каналу направляются в верхнююю часть фильтQ pa, где смешиваются с остальным потоком жидкости. Таким образом, за счет установки уплотнения 6 и трубы 5 снижаются гидравлические сопротивления, ликвидируется пассивная зона фильтра, в которой обычно происходит 5 оседание и накопление механических частиц и сохраняются возможности для проведения работ внутри фильтра в период освоения или эксплуатации.

В тех скважинах, где порасчету 0 высота пассивной зоны фильтра незначительна, уплотнительный элемент 6 с трубой 5 могут устанавливаться в фильтре перед спуском его в сквс1жину. Ввиду малой высоты трубы 5 она 5 не буде создавать препятствий для обработки большей части фильтра, например, гидравлическими струйными аппаратами и др.

Если по расчету высота пассивной 0 зоны значительна (более 25-30%)

труба 5 с уплотнением 6 могут бросаться в скважину (внутрь фильтра) при освоении после проведения внутри фильтра запланированных операций. 5 Для попадания их внутрь фильтра служат конусные направляющие 7.

Если в процессе эксплуатации скважины будет наблюдаться снижение ее дебита,в результате заиливания, достаточно в скважину внутрь фильтра

бросить трубу 5 с уплотнением, чтобы произошла очистка фильтра от механических частиц в процессе ее дальнейшей эксплуатации.

Формула изобретения

1, Устройство для удаления механических примесей из скважины,содержащее наружную перфорированную трубу и внутреннюю с радиальнылш отверстиями в нижней части и уплотнением в верхней, отличающе е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет снижения гидравлических сопротивлений в фильтре, длины наружной и внутренней грубы связаны следующим соотношением:

h 0,75

I Q

где h - высота внутренней трубы, м; & - длина наружной трубы, м; d - внутренний диаметр наружной трубы, м;

V - скорость осаждения частиц в

жидкости, Q - дебит сквё1жин, . 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба снабжена конусными направляющими для свободного сброса в скважину и замком для ее извлечения.

Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе

2.Альтовский M.Ei Справочник гидролеолога. М., Госгеолтехиздат, 1962, с.369.