Установка для исследования противопесочных фильтров Советский патент 1981 года по МПК E21B43/02 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЖДОВАНИЯ ПРОТИВОПЕСОЧНЫХ ФИЛЬТРОВ

I

Изобретение относится к нефтяной промышленности, конкретно к исследованию фильтров, предназначенных для нефтяных скважин,

Известно устройство для исследования работоспособности гравийных набивок , с оде ржаще е перфорированнуюсекцию трубы, имитирующую фильтровую часть скважины, шламовый насос дЛя подачи, жидкости с песком через фильтр, нагнетательную и выкидную линии, контрольно-измерительную аппаратуру 1 .

Недостатком этого устройства является то, что в нем невозможно определять пс:интервальное изменениепроницаемости многослойной гравийной набивки, а также определять степень кальматации (механической, биологической и химической) отдельных фильтрационных элементов (щелевых отверстий фильтра, гравийной набивки и перфорационных отверстий) в условиях неразрывной системы скважина-пласт.

Наиболее близким решением к изобретению является установка для исследования противопесочньпс фильтров, содержащая модель щели фильтра, содержащая цилиндрическую камеру, установленный в ней щелевой фильтр, нагнетательные и выкидные линии, соединенные с цилиндрической камерой, отстойник, насос со смесителем, установленным на нагнетательной линии, и кон10трольно-измерительную аппаратуру. Установка позволяет вести визуальное наблюдение за движением регулируемой подачи песка на фильтр и имеет устройство для непрерывного ввода пес15ка в фильтр 2. I

Недостатком этой установки является то, что она не дает возможности регулировать размеры щелей и перфораЮционных отверстий в исследуемых фильтрах, на этой установке невозможно определить поинтервальное изменение проницаемости многослойных набивок, а также степень кальматации отдельны элементов фильтра. Цель изобретения - повьппение дос.товерности полученных результатов исследования фильтров с гравийной набивкой. Поставленная цель достигается тем что установка снабжена перфорированной перегородкой, установленной в цилиндрической камере, а щели фильтр выполнены в виде двух сопряженных по наружной и внутренней поверхности пластин, одна из которых установлена с возможностью перемещения относительно .другой, причем гравийная набивка фильтра разделена перфорирован ной перегородкой на два слоя. Наличие в конструкции устройства модели.щели, выполненной в виде плас тин, позволяет регулировать размеры фильтра и, в результате, намного ускорить процесс исследования, так как отпадает необходимость проре зания и собирания каждый раз новых щелей соответственно исследуемым гра вийным набивкам. Кроме того, наличие гравийной набивки, разделенной на слои перегородкой, имитирующей перфо рированную обсадную колонну, и посто янное соединение камеры с лопастным смесителем и эжектором создают условия исследования, максимально прибли женные к реальным (скважинным). На фиг. 1 изображена схема установки для исследования противопесочных фильтров; на фиг. 2 - схема испы тательной камеры, общий вид; на фиг. 3 - модель щели. Установка содержит цилиндрическую камеру 1 с крьшками 2 и корпусом 3. В верхней крышке вьтолнено отверс тие 4 для подачи жидкости с песком и установлен термометр 5 для измерения температуры жидкости в испытательной камере. К отверстию в верхней и нижней крышках присоединены трубы циркуляционной системы 6. В цилиндрическом корпусе 3 установлена заполненная гравием 7 перегородка 8 с имитацией перфорационного канала 9, в которой и происходит испытание гравийной набивки. В нижней части цилиндрической испытательной каме ры закреплена регулируемая щель 10, имитирующая щель в фильтре, выполненная в виде прикрепленньсх на подставку II винтами 12 пластин 13 и. 14 Пластина 14 имеет возможность поступательного перемещения относительно пластины 13 с помощью ре1улирующих винтов 15, находящихся в прорезях 16. Установка содержит также насос 17, которым жидкость с установленной с помощью лопастного смесителя 18 и эжектора I9 концентрацией песка подается в цилиндрическую испытательную камеру 1. Температура рабочей жидкости поддерживается в заданных для исследования пределах ультратермостатом 20. Установка оснащена необходимой контрольно-измерительной аппаратурой: манометрами 21 , дифференциалы НЬПУ манометром 22, расходомерами 23, с помощью которых замеряются давление и расход жидкости на различных участках системы, на входах: в испытательную камеру 1, в лопастной смеситель 18 и в цилиндр 24 с имитацией перфорационного канала 25 для варианта фильтрации через гравийную набивку жидкости с размытыми образцами естественных пород 26. Из камеры 1 профильтровавшаяся жидкость проходит в лоток 27, где определяется ее расход. Улавливание профильтровавшегося песка происходит в отстойнике 28. Процесс регенерации гравийной набивки осуществляется путем обратной прокачки реагентов из емкости 29 через масляный затвор 30 с помощью сжатого азота 31. Установка работает следующим образом. Путем регулирования винтов 15 (см. фиг. З) и за счет движения этих винтов в прорезях 16 пластина 14 устанавливается на расстоянии 0-10 мм относительно пластины, 13, винты 15 закрепляются и устанавливается щель 10 (фиг. 1, 2), запланированного,для исследования размера, зависящегося от диаметра гравия 7, засыпаемого в цилиндрическую камеру 1. Б цилиндрическую камеру 1 через циркуляционную систему 6 подается насосом 17 жидкость с установленной при помощи лопастного смесителя 18, и эжектора 19 концентрацией песка, или жидкость, прошедшая через цилиндр 24 с имитацией перфорационного канала 25 с размытыми образцами естественных: пород 26. Температура рабочей жидкости поддерживается в заданных для исследования пределах ультратермостатом 20. С помощью контрольно-измерительной аппаратуры манометров 21, дифференциального манометра 22 и расходомеров 23, замеряются давление и расход жидкости на входах в испытательную камеру 1, в лопастной смеситель 18 и цилиндр 24. Из испытательнЪй камеры профильтровавшаяся через гравийную набивку 7 жидкость проходит сквозь щель 10 в лоток 27. Определяется расход жидкости в единицу времени, при прохождении через гравийную набивку и щел определяются проницаемость и фильтрующая способность гравийной набивки. Темпер|атура жидкости внутри испы тательной камеры 1 определяется термометром 5. Улавливание профильтровавшегося песка происходит в отстойнике 28. Процессрегенерации гравийной набивки осуществляется путем обратной прокачки реагентов из емкости 29, через масляный затвор 30 с помощью сжатого азота 31. Использование установки позволит обеспечить возможность получения объ ективных данных для разработки и создания многослойной гравийной набивки на контактах с фильтром зксплуатационной колонны и пластом; возможность ускорения процесса иссле дования работы противопесочных фильт ров; возможность установления размеров щелевых отверстий в фильтре и эксплуатационной колонне; возможност определения критических скоростей и. условий движения жидкости в пласте и гравийной набивке, обеспечивающих работу сист,емы скважина-пласт без заилевания и возможность определения поинтёрвального изменения проницаемо ти многослойной гравийной набивки, а 06 также степени кальматации отдельных фильтрационных элементов в условиях неразрьшной системы скважина-пласт. Формула изобретения Установка для исследования противопесочных фильтров, содержащая цилиндрическую камеру, установленный в ней щелевой фильтр, нагнетательные и выкидные линии, соединенные с цилиндрической камерой, отстойник, насос со смесителем, установленным на нагнетательной линии, и контрольно-измерительную аппаратуру, отличающуюся тем, что, с целью по- вьшения достоверности полученных ре-зультатов при исследовании фильтров с гравийной набивкой, она снабжена перфорированной перегородкой, установленной в. цилиндрической камере, а щели фильтра вьшолнены в виде двух сопряженных по наружной и внутренней поверхности пластин, одна из которых установлена с возможностью перемещения относительно , причем гра-:, вийная набивка фильтра разделена перфорированной перегородкой на два слоя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Кулиев С.М. Опытное применение гравийных фильтров. Баку, Азнефтеиздат, 1951. с. 19. 2.Авторское свидетельство СССР № 162480, кл. Е 21 В 43/02, 1961 (прототип)

12

f

16

16