Скважинный фильтр

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - сохранение скважности фильтра за счет его саморегенерации в процессе работы путем механического разрушения выносимых из пласта твердых частиц. Фильтр состоит из перфорированного корпуса 3 с расположенными между центрирующими кольцами 2 и 8 корундовыми кругами 4 и 5, образующими фильтрационные щели. С корпусом 3 при помощи якоря 11 связан патрубок 1 с продольными пазами. Патрубок 1 установлен с возможностью вращения коаксиально корпусу 3 внутри кругов 4 и 5. Между кругами 5, связанными с патрубком 1, установлены внутренние распорные калиброванные перфорированные втулки 6. Между кругами А, связанными с корпусом 3, установлены (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 43/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

917 ОЦ2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 (21) 4812745/03 (22) 11,04.90 (46) 23,07.92.Бюл.М 27 (71) Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности, (72) M.Ã.Íàãàåâ и М.М.Шайхутдинов (56) Маслов И.И. Методы борьбы с выносом песка из нефтяных скважин,-Сер. Нефтепромысловое дело, Материалы ВНИИОЭНГ, 1980, с.33.

Авторское свидетельство СССР

М 981592, кл, Е 21 В 43/08, 1981. (54) СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель — сохранение!

Ж 1749446 А1 ск важности фильтра за счет его саморегенерации в процессе работы путем механического разрушения выносимых из пласта твердых частиц, Фильтр состоит из перфорированного корпуса 3 с расположенными между центрирующими кольцами 2 и 8 корундовыми кругами 4 и 5, образующими фильтрационные щели. С корпусом 3 при помощи якоря 11 связан патрубок 1 с продольными пазами. Патрубок 1 установлен с возможностью вращения коаксиально корпусу 3 внутри кругов 4 и 5. Между кругами 5, связанными с патрубком 1, установлены внутренние распорные калиброванные перфорированные втулки 6. Между кругами 4, связанными с корпусом 3, установлены

1749446

40 внешние распорные калиброванные перфорированные втулки 7. Круги 4 и 5 связаны с патрубками 1 и корпус 3 через один. Круги 5 установлены с радиальным зазором относительно внутренней втулки 7, Круги 4 установлены с радиальным зазором относительно наружной поверхности втулок

6. Круги 5 выполнены с уменьшающейся толИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин, склонных к пескопроявлению, Целью изобретения является сохране- 5 ние скважности фильтра за счет его саморегенерации в процессе работы путем механического разрушения выносимых из пласта твердых частиц, Поставленная цель достигается тем, что в скважинном фильтре, состоящем из перфорированного корпуса с расположенными между центрирующими кольцами корундовыми кругами, фильтр снабжен связанным с корпусом якорем, патрубком с продольными пазами, установленным с возможностью вращения коаксиально хорпусу внутри корундовых кругов, и внутренними и внешними калиброванными перфорированными втулками, при этом корундовые круги через один связаны с патрубком или корпусом, внутренние распорные втулки размещены между корундовыми кругами, связанными с корпусом, а корундовые круги установлены с радиальным зазором относительно наружной поверхности внутренних распорных втулок и внутренней поверхности внешних распорных втулок соответственно. Корундовые круги, связанные с патрубком, выполнены уменьшающейся толщиной от центра.

На фиг.1 представлена конструкция скважинного фильтра; на фиг.2 — эскизы отдельных деталей и их взаиморасположение.

Фильтр состоит из вращающегося патрубка 1 с продольными пазами, центрирующего кольца 2, ввинченного в перфорированный корпус фильтра 3, набора неподвижных 4 и подвижных 5 корундовых кругов, калиброванных перфорированных распорных внутренних 6 и наружных 7 втулок. Корпус 3 снизу имеет центрирующую переходную 8 и шлицевую 9 щиной от центра, Фильтр спускают в скважину на НКТ напротив пескующего пласта..

Песок проходит между корундовыми кругами 4 и 5 и при вращении кругов 5 разрушается и размельчается, Пластовый флюид с измельченной фракцией песка поступает в полость патрубка 1 и затем по трубам на поверхность. 1 з,п.ф-лы, 2 ил. муфты для последовательного соединения между собой нескольких секций. Нижняя секция фильтра снабжена клапаном 10 и якорем 11 с пружиной 12 и штоком 13, Патрубок 1 выполняет функции вала, передающего вращения от привода к подвижным корундовым кругам 5, является несущим элементом фильтра при монтаже и эксплуатации, а также служит полностью для приема флюида из пласта. Герметичность полости обеспечивается за счет уплотнения центрирующего кольца 2, переходной муфты 8 и клапана 10. Вращающийся патрубок выполнен на концах с резьбой для соединения с шлицевой муфтой или валом привода и имеет продольные пазы для поступления добываемого флюида в полость патрубка.

Корундовые круги 5(фиг.2) выполнены с внутренними продольными пазами под соответствующие выступы втулок 6, жестко соединяемых с патрубком 1. При этом толщины кругов уменьшаются от центра к периферии так, что они с неподвижными корундовыми кругами образуют сужающиеся к центру фильтрующие щели, Размеры фильтрующей щели регулируются втулкой 6 и величиной конусности поверхности корундовых кругов 5. Втулка 6 жестко соединена с патрубком 1 и передает вращение корундовым кругам 5 с помощью выступов, входящих в их пазы. Тарированные распорные втулки 6 предотвращают контакт поверхности корундовых кругов и тем самым износ их при вращении подвижных элементов.

Корундовые круги 4 выполнены с внешними продольными пазами (фиг.2) под соответствующие выступы втулок 7, жестко соединяемых с корпусом 3. Расстояние между смежными кругами 4 и размеры фильтрующих щелей регулируются втулками 7, тем самым предотвращается сопри1749446 косновение поверхностей подвижных и неподвижных корундовых кругов и их самоизнос, Последовательность сборки фильтра следующая. На патрубок 1 с шлицевой муфтой 9 на нижнем конце устанавливается переходная муфта 8, затем последовательно надевают корундовый круг 5, втулки 6 и 7, корундовый круг 4 и т.д. Втулка 7 свободно надевается на корундовый круг 6, а корундовый круг - на втулку 6.

После набора необходимого количества корундовых кругов 5 и 4 и втулок 6 и 7 надевают корпус 3 с центрирующим кольцом 2. Скважинный фильтр изготавливают в виде секций длиной до 1 м и в зависимости от толщины пескующего пласта собирают его из нескольких секций. Изготовленный таким образом скважинный фильтр представляет собой устройство, состоящее иэ ротора и статора. Ротором является вращающийся перфорированный патрубок 1 с насаженными на него корундовыми кругами 5 с внутренними пазами и разделенными одна от другой калиброванными перфорированными распорными втулками 6. Статором является корпус 3 с насаженными на него корундовыми кругами 4 с внешними пазами и разделенными одна от другой калиброванными перфорированными распорными втулками 7.

Спуск фильтра предусматривается в скважины, в которые спущены эксплуатационная колонна с заранее перфорированной нижней частью для поступления пластового флюида внутри скважины, Устройство работает следующим образом.

Фильтр в сборе спускают в скважину на

НКТ, оборудованном с забойным или устьевым приводом вращения. При этом клапан

10 находится в открытом состоянии для наполнения полости труб скважинным флюидом, а якорь 11 находится в нерабочем положении. После спуска фильтра в скважину шток 13 упирается на забой, сжимает пружину 12, выдвигает якорь 11 в рабочем положении и закрывает клапан 10. Длину штока 13 подбирают таким образом, чтобы фильтр установился напротив пескующего пласта. Якорь 11 удерживает корпус 3 в стационарном положении.

В рабочем положении фильтра вращения патрубка 1, а вместе с ним и кЬрундовых кругов 5 может быть периодически или постоянным в зависимости от глубины и интенсивности пескопроявления пласта.

В процессе эксплуатации скважины флюид из пласта вместе с песком устремляется через перфорированные отверстия корпуса 3 и втулок 7 к фильтрационным щелям и проходит между корундовыми кругами. При этом эа счет вращения кругов 5 твердые частицы разрушаются и размельчаются, проходя через конусообразные щели и перемалываясь между поверхностями подвижных и неподвижных корундовых кругов. Пластовый флюид с измельченной фракцией песка поступает в полость патруб10 ка 1 и далее по колонне лифтовых труб под15

50

55 остановкой скважины для его удаления, что .позволяет получить дополнительную продукцию; обеспечивает эффективную работу

--- независимо от широты фракций твердых частиц и режима эксплуатации; позволяет выбирать любой проектируемый размер

40 нимается на поверхность, В результате дезынтеграции твердых частиц предотвращаются кольматации фильтрующих щелей и накопление песка на забое, тем самым сохраняется скважинность фильтра и обеспечивается постоянный приток пластового флюида в скважину. Конусообразность фильтрующих щелей позволяет, вовлечь в процесс дезынтеграции всю фракцию песка, выносимого из пласта, независимо от размеров твердых частиц, и достичь высокой дисперсности за счет постепенного их раэмельчения при перемещении от периферии к центру корундовых кругов, Получаемая в процессе работы фильтра I QMoIOHHGII дисперсная среда не только предотвращает кольматацию фильтра, но и снижает о6разивный износ оборудования, Ширину фильтрационной щели выбирают в зависимости от фракционного состава выносимого из пласта песка. Для большинства месторождений размеры минеральных частиц колеблются в пределах 0,1-2,5 мм, Конусность поверхности подвижных корундовых составляет 5-6, Легко регулируемая в процессе изготовления конусность позволяет выбирать оптимальные размеры и форму, определяемые гранулометрическим составом пескопроявляющих пород и режимом эксплуатации.

Использование для изготовления фильтра серийно выпускаемого отечественного оборудования позволяет производить фильтры в условиях нефте-газодобывающих и редп риятий.

Предлагаемый фильтр сохраняет скважность за счет саморегенерации и и редотвращения засорения и эаиливания фильтра механическими примесями, парафинистыми и асфальто-смолистыми веществами; увеличивает производительность скважины за счет уменьшения гидравлического сопротивления фильтра; снижает число ремонтов, связанных с накоплением песка на забое и

1749446 витель M.Íàãà

Техред М.Моргентал

Редактор А,Мотыль

Корректор М.Пожо

Заказ 2574 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 фильтрационных щелей путем подбора калиброванных распорных втулок и изменения конусности поверхности подвижных корундовых кругов, а также предотвращает абразивный износ оборудования, Таким образом, предлагаемый скважинный фильтр обеспечивает экономический эффект за счет уменьшения трудовых и материальных ресурсов по эксплуатации скважин при добыче пластового флюида, содержащего песок.

Формула изобретения

1. Скважинный фильтр, состоящий из перфорированного корпуса с расположенными между центрирующими кольцами корундовыми кругами, образующими фильтрационные щели, отличающийся тем, что, с целью сохранения скважинности фильтра за счет его саморегенерации в процессе работы путем механического разрушения выносимых из пласта твердых частиц, он снабжен связанным с корпусом якорем, пат рубком с продольными пазами, установленными с возможностью вращения коаксиально корпусу внутри корундовых

5 кругов и внутренними и внешними распорными калиброванными перфорированными втулками, при этом корундовые круги через один связаны с патрубком или корпусом, внутренние распорные втулки размещены

10 между корундовыми кругами, связанными с патрубком, внешние — между корундовыми кругами, связанными с корпусом, а корундовые круги установлены с радиальным зазором относительно наружной поверхности

15 внутренних распорных втулок и внутренней поверхности внешних распорных втулок соответственно.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что корундовые круги, связанные с пат20 рубком, выполнены с уменьшающейся толщиной от центра.