Устройство для очистки фильтра в скважине Советский патент 1981 года по МПК E21B43/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРА В СКВАЖИНЕ

1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, и в частности к устройствам, служашим для восстановления проницаемости фильтра в условиях скважины.

Наибольший эффект восстановления проницаемости фильтра достигается в тех случаях, когда на кольматирующий осадок воздействуют динамическими импульсами с одновременной очисткой засоренной поверхности от осадка.

Известно устройство длп очистки наружной поверхности фильтрующего элемента путем обеспечения возвратнопоступательного перемещения кожуха со скребками (кольцами) относительно прямоугольных пружин фильтра и образования рыхлой зоны. Возвратно-поступательное перемещение кожуха осуществляется за счет перемещения на определенную величи1у г вчяянной с кожухом колонны груб. Механизм пе- ремещения установлен на устье скважины Г 11.

По окончании промывки- и очистки фильтра кожух с кольцами колонной насосно-компрессорных труб возвраща ется в исходное положение.

Недостатком зтого способа и устройства самоочистки фильтра является использование для перемещения кожуха со скребками наземного механизма, необходимость наличия в скважине источника давления; для проведения

10 работ по очистке фильтра необходима остановка скважины; необходимость постоянного контроля за скважиной и большая повторяемость остановок скважины для прозедения процесса.

15

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является устройство для очистки фильтра в скважине, содержащее гидроцилиндр с кольцевым силовым порщнем с полым што20ком на нижнем торце, фильтрующий элемент с полым штоком, установленный в прикрепленном к нижней части цилиндра со скребками на внутренней поверх3ности и радиальными отверстиями, клапан, выполненный в виде втулки с осевым и радиальным каналами в нижне Части и полость над кольцевым силойым поршнем, сообщенную с внешним пространством C2j. Р1едостатком является сложность конструкции. Цель изобретения - упрощение кон трукции. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено стопоро для фиксации втулки в верхнем положе нии и подпружиненной гильзой, установленной концентрично внешней поверхности втулки, в осевом канале которой установлен обратный клапан, и которая прикреплена к нижнему концу, штока силового поршня и вьшолнена с дополнительным радиальным каналом в верхней части, а поршневая полость гидроцилиндра сообщена с внутренней полостью фильтрующего элемента, причем гильза установлена с возможностью поочередного перекрытия радиальных каналов втулки, а шток - с возможностью взаимодействия со стопоро и втулкой для перекрытия канала штока в крайнем нижнем положении. Кроме того, с целью обеспечения прямой промывки фильтра путем подачи промывочной жидкости с поверхнос ти, в фильтре установлен обратный клапан. На фиг. 1 изображено в разрезе устройство для самоочистки фильтра, исходное положение на фиг. 2 - в разрезе устройство для самоочистки фильтра в момент встречи бойка плун жера с полым штоком, т.е. в момент очистки фильтра. Устройство для самоочистки фильт ра содержит разъемный корпус гидроцилиндра 1, связанный верхним концо с колонной насоснокомпрессорных тру 2 и нижним концом с кожухом 3. Внут ри корпуса гидроциливдра 1 установлен кольцевой силовой поршень 4, с которым через удлинитель 5 соединен втулка 6 с бойком 7 на нижнем конце Втулка 6 охватывается гильзой 8, содержащей внутренние кольцевые канавки 9. Фиксатор 10 установлен на внешней- стороне втулки 6 с возможностью взаимодействия с кольцевыми канавками 9. Гильза 8 с пру жиной 1, установленной на приливе с внешней стороны с возможностью взаимодействия верхним концом с раз делительной шайбой 12, а нижним концом - с опорной плитой 13. Во втулке 6 выполнены осевой канал, в котором установлен обратный клапан 14 « радиальные отверстия 15 и 16. Втулка 6 опирается на стопор 17, установленный на оси на опорной плите 13.. Нижний конец корпуса гидроцилиндра 1 перекрыт гайкой 18, внутри которой проходит полый шток 19, связанный нижним концом с фильтром 20. Фильтр 20 выходит во внутреннюю полость кожуха 21, в котором установлены скребки 22, охватывающие наружную поверхность фильтра 20. На нижнем конце фильтра 20 расположен клапан 23 . В корпусе гидроцилиндра 1 над кольцедым силовым поршнем 5 имеется кольцевая полость 24, связанная радиальным отверстием 25 с полостью Скважины. Кольцевая полость под кольдевым силовым поршнем 5 связана через отверстие 26 с внутренней полостью фильтра 20. Устройство работает следующим образом. На колонне насосно-компрессорных труб 2 устройство опускается в скважину в положении, когда втулка 6 опирается на стопор 17 и радиальные отверстия 15 открыты для перетока пластовой жидкости из полости фильтра 20в полость насосно-компрессорных 2. Пластовая жидкость проходит фильтр 20, полый шток 19 внутрь корпуса гидроцилцндра Г и через р сщальные отверстия 15 во втулке 6 по осевому каналу удлинителя 5, осевому каналу кольцевого силового поршня 4 в полость колонны насоснокомпрессорных труб 2 и далее на поверхность. В начальный момент эксплуатации скважины наружная поверхность фильтра 20 еще не загрязнена и обладает малым гидравлическим сопротивлением, т.е. перепад давления на фильтре 20 минимальный. С течением времени на)ружная поверхность фильтра 20 кольматируется и гидравлическое сопротивление на Н2М возрастает. При определенном перепаде давления на фильтре 20, порядка 5-7 атм, фильтр 20 совместно с польм штокйм 19 перемещается вверх внутри кожуха

Кольцевой силовой поршень 4 силой давления пластовой жидкости на свою площадь движется ускоренно вниз до встречи бойка 7 с верхним концом полого штока 19, перекрывая при этом проходное сечение осевого канала, и начинает двигать полый шток 19 с фильтром 20 в крайнее нижнее положение. При этом скребки 22, закрепленные на внутренней поверхности кожуха З.и охватывающие фильтр 20 по периметру, производят его механическую очистку от осадка.

При подходе кольцевого силового поршня 4 и бойка 7 с втулкой 6 к нижнему положению соответственно относительно разделительной шайбы 12 и опорной плиты 13 пружина 11, связанная с гильзой 8 сжимается и переключает гильзу 8 в верхнее положение относительно втулки 6.

Фиксатор 10 входит в зацепление с нижней канавкой гильзы 8. Гильза 8 перекрывает радиальные отверстия 15, изолируя переток пластовой жи/дкости из полости фильтра 20 в полость насосно-компрессорных труб 2. Через калиброванное отверстие 16 давление внутри корпуса гидроцилиндра 1 выравнивается с пластовым и действует через отверстие 26 в разделительной шайбе 12 на кольцевой силовой поршень 4.

Давление пластовой жидкости во внутренней полости насосно-компрессорных труб 2 при продолжающемся отборе меньше, чем во внутренней полости корпуса гидроцилиндра 1. Под действием перепада давления, существующем на втулке 6, кольцевой силовой поршень 4 перемещается внутри корпуса гидроцилиндра 1 вверх Пружина 11 взаимодействует с разделительной шайбой 12 и перемещает гильзу 8 вниз. Радиальные отверстия 15 открываются для перетока пластовой жидкости из полости фильтра 20 в полость насосно-компрессорных труб 2.

При подходе кольцевого силового поршня 4 и связанного с ним через удлинитель 5 втулки 6 с бойком 7 к крайнему верхнему положению, стопор 17 входит во взаимодействие с торцом бойка 7 и фиксирует его в этом положении. Если фильтр 20 недостаточно очистился за один цикл, то количество циклов действия гидроудара и механической очистки скребками 22 наружной поверхности фильтра 20 продолжается циклически до тех пор, пока сопротивление движению пластовой жидкости на фильтре 20 не

станет оптимальным для его нормальной эксплуатации.

При длительной работе устройства на забое скважшм 1шже фильтра 20 накапливается шлам, который необходиМО периодически удалять из скважины. Для этого используется прямая промьшка промьгаочной жидкостью, подаваемой с поверхности по насосно-компрессорным трубам 2.

Промывочная жидкость через радиальные отверстия 15 и клапан 14 прямой промывки подается во внутреннюю полость корпуса гидроцшшндра 1 и.далее через осевой канал в полом штоке 19 во внутреннюю полость фильтра 20. Клапан 23 рассчитывается на определенный перепад давления и открывается потоком промывочной жидкости.

Промывочная жидкость фильтруется через поверхность фильтра 20, избыток протекает через клапан 23 и обратный поток выносит осадок из полости скважины по межтрубному пространству /не показан на поверхность. После окончания промывки клапан 14 прямой промывки во втулке 6 и клапан 23 фильтра 20 закрываются и устройство для самоочистки фильтра в скважине работает в автономном режиме.

Применение устройства для самоочистки фильтра в скважине позволяет увеличить межремонтный период работы скважины и получить дополнительную продукцию.

Очистка наружной поверхности фильтра 20 на забое скважины позволяет постоянно поддерживать его в рабочем состоянии, причем при этом имеется возможность осуществлять эффективную эксплуатацию скважины фильтром

с меньшей поверхностью фильтрации, чем при существующих ныне способах очистки,т.е. уменьшить общую длину фильтра.

Экономический эффект от использования данного изоброЕтения составит на одной скважине около 8 тыс.руб.

Формула изобретения

I

Устройство для очистки фильтра в скважине, содержащее гидроцилиндр с кольцевым силовым поршнем с полым штоком на нижнем торце, фильтрующий элемент с полым штоком, установленный в прикрепленном к нижней части цилиндра кожухе i со скребками на внутренней поверхности и радиальными отверстиями, втулку с радиальным каналом в нижней части и полость над кольцевым. силовым поршнем, сообщенную с внешним пространством, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, оно снабжено стопором для фиксации втулки в верхнем положении и подпружиненной гильзой, установленной концентрично внешней поверхности втулки в осевой канал которой установлен

обратный клапан и которая прикреплена к нижнему концу штока силоного поршня и выполнена с дополнителр: н 1м радиальным каналомв верхней части,

а подпоршневая полость гидроцилиндра сообщена с внутренней полостью фильтрующего элемента, причем гильза установлена с возможностью поочередного перекрытиярадиальных каналов

втулки, а tDTOK фильтрующего элемента - с возможностью взаимодействии со стопором и втулкой для перекрытия канала штока в крайнем нижнем положении .

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

по заявке №2791378, кл. Е 21 В 43/08, 1979 (прототип).