Устройство для сооружения гравийного фильтра в скважине

 

Использование, при сооружении гравийных фильтров в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах Обеспечивает сооружение качественного гравийного фильтра, имеющего высокую сплошность и плотность гравийной набивки по всей длине каркаса фильтра. Сущность изобретения: устройство включает колонну подъемных труб. В ее нижней части установлена вспомогательная колонна С колонной подъемных труб связан каркас фильтра Он имеет заглушенную нижнюю часть. Каркас фильтра помещен снаружи колонны вспомогательных труб Он образует с этой колонной кольцевую полость. На вспомогательной колонне зафиксированы срезными элементами поперечные кольцевые перегородки. Эти перегородки разделяют кольцевую полость кольцевые камеры Нижняя из этих камер гидравлически связана с каналом вспомогательной колонны. На вспомогательной колонне установлены органичительные упоры Они установлены между поперечными кольцевыми перегородками Каркас фильтра выполнен из секций Они соединены между собой муфтами Поперечные кольцевые перегородки образуют по наружной поверхности герметичный контакт с муфтами Во внутренней боковой поверхности они выполнены с возможностью их осевого перемещения до посадки на ограничительные упоры При этом ограничительные упОры могут быть выполнены в виде соединительных муфт. Длины кольцевых камер могут быть выполнены равными Поперечные кольцевые перегородки могут быть выполнены с герметизирующими элементами по наружном и внутренней боковым поверхностям 3 з п ф-лы. 2 ил. о §

п9) Щ (и) 200124 81 (5Ц Е2,1В43 04

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕтКНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5024315/03 (22) 30.01.92 (46) 15.10.93 Бюп. Мя 37-38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по термическим методам добычи нефти (72) Бурштейн MA„Капбазов В.Г. (73) Российский научно-исспедоватепьский и проектный институт нефтяной и газовой промышпенности по термическим методам добычи нефти (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА В СКВАЖИНЕ (57) Испопьэование: при сооружении гравийных фильтров в вертикапьных, наклонных и гориэонтапьных скважинах Обеспечивает сооружение качественного гравийного фипьтра, имеющего высокую сппошность и ппотность гравийной набивки по всей дпине каркаса фипьтра. Сущность изобретения: устройство ватючает колонну подъемных труб.

В ее нижней части установлена вспомогательная копонна С копонной подъемных труб связан каркас фильтра. Он имеет заглушенную нижнюю часть.

Каркас фильтра помещен снаружи колонны вспомогатепьных труб. Он образует с этой колонной копьцевую полость. На вспомогатепьной колонне зафиксированы срезными эпементами поперечные копьцевые перегородки. Эти перегородки раздепяют кольцевую полость кольцевые камеры. Нижняя иэ этих камер гидравпически связана с каналом вспомогательной колонны. На вспомогательной коионне установпены органичитепьные упоры. Они установпены между поперечными копьцевыми перегородками. Каркас фильтра выполнен из секций.

Они соединены между собой муфтами. Поперечные кольцевые перегородки образуют по наружной поверхности герметичный контакт с муфтами.

Во внутренней боковой поверхности они выполнены с возможностью их осевого перемещения до посадки на ограничитепьные упоры При этом огра- . ничитепьные упоры могут быть выпопнены в виде соединительных муфт. Длины копьцевых камер могут быль выяопнены равными Г1оперечные кольцевые перегородки могут быль выполнены с герметизирующими эпементами по наружной и внутренней боковым поверхностям. 3 э п.ф-fit>l, 2 ил

2001248 ч

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для сооружения гравийных фильтров в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах.

Известно устройство для сооружения гравийного фильтра в скважине, содержащее последовательно установленные эксплуатационную и фильтровую колонны, соединенные между собой переходником с выпускными отверстиями с перекрывающим их узлом, водоподъемную колонну, распределительный узел с выпускными каналами между кольцеобразными уплотнениями на внешней стороне и опорное кольцо, размещенное в нижней части переходника, при этом перекрывающий узел выполнен в виде зафиксированной внутри переходника втулки с выпускными отверстиями, размещенными против выпускных отверстий в переходнике, становленной выше опорного кольца с возможностью осевого перемещения и посадки на последний после расфиксации, нижняя часть на внутренней поверхности упомянутой втулки выполнена с утолщением, верхний торец которого имеет синусои1 дальную форму поверхности со впадинами, расположенными против отверстий во втулке и переходнике, а распределительный узел снабжен опорными штырями, расположенными над выпускными каналами, и установлен внутри втулки с возможностью взаимодействия опорных штырей с синусоидальной поверхностью утолщения втулки.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для сооружения гравийного фильтра в скважине, включающее колонну подъемных труб, вспомогательную колонну, установленную в нижней части колонны подьемных труб, каркас фильтра с заглушенной нижней частью, связанный с колонной подъемных труб, помещейный снаружи колонны вспомогательных труб и образующих с последней кольцевую полость.

Недостатком известных устройств является низкое качество сооружаемого фильт- ра. Так. при сооружении гравийного фильтра в наклонной или горизонтальной скважинах, осаждение гравийной обсыпки происходит по всей длине каркаса фильтра одновременно, на начальном участке фильтра происходит интенсивное дюнообразование, которое приводит к перекрытию песком затрубного пространства, между каркасом фильтра и стенками скважины, В результате чего дальнейший намыв песчаной обсыпки происходит перед дюной, а за дюной образуется пустота. через которую в

55 ния по вспомогательной колонне до посадки их на ограничительные упоры.

При этом ограничительные упоры выполнены в виде соединительных муфты.

Кроме того, длина кольцевых камер равны.

А также поперечные кольцевые перегородки выполнены с герметизирующими элементами по наружной и внутренней боковым поверхностям, На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в разрезе: на фиг. 2 — предлагаемое устройство в процессе работы.

Устройство устанавливают в скважине

1, с образованием затрубного пространства

2. Устройство содержит колонну подъемных труб 3, в нижней части которой соосно припроцессе эксплуатации пластовый песок будет проникать в эксплуатационную колонну.

При сооружении гравийных фильтров в вертикальных скважинах фильтрация гравийно-жидкостной пульпы происходит по всей высоте каркаса фильтра, в результате чего нижняя часть фильтра имеет низкую плотность, а при длине каркасов фильтров более 30 м в нижней части возможно образование пустот.

Целью изобретения является создание устройства, обеспечивающего сооружение качественного гравийного фильтра, обладающего высокой сплошностью и плотностью гравийной набивки по всей длине каркаса фильтра, при сооружении фильтров как в вертикальных, так и в наклонных и горизонтальных скважинах.

Поставленная цель достигается тем, что

20 в устройстве для сооружения гравийного фильтра в скважине, включающем колонну подъемных труб, вспомогательную колонну, установленную в нижней части колонны подъемных труб, каркас фильтра с заглушенной нижней частью, связанный с колонной подъемных труб, помещенный снаружи колонны вспомогательных труб и образующий с последней кольцевую полость, оно снабжено поперечными кольцевыми переЗ0 городками, зафиксированными срезными элементами на вспомогательной колонне и разделяющими кольцевую полость на кольцевые камеры, нижняя из которых гидравлически связана с каналом вспомогательной колонны, и ограничительными упорами, установленными на вспомогательной колонне между поперечными кольцевыми перегородками, а каркас фильтра выполнен иэ секций, соединенных между собой муфтами, при этом поперечные кольцевые перегородки по наружной поверхности образуют герметичный контакт с муфтами, а по внутренней боковой поверхности выполнены с возможностью их осевого перемеще2001248

10

15 зом, Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ГРЛВИЙНОГО фильтРА в скВАжине, включающее колонну 45 подьемных труб, вспомогательную колонну, установленную в нижней части колонны подьем11ых труб, каркас фильтра с заглушенной нижней часть1о, связанный с

r0 колонной подъемных труб, помещенный снаружи колонны вспомогательных труб и образующий с последней кольцеву1о полость, отличающееся тем, что оно снабжено поперечными кольцевыми перегородками, зафиксированными срезными элементами на вспомогательной колонне и разделяющими кольцевую полость на кольцевые камеры, нижняя из которых гидравлически связана с каналом вспомокреплен каркас фильтра 4, выполненный из отдельных секций 5 с отверстиями 6, соединенных между собой муфтами 7, на секции

5 навита проволока 8, нижний конец каркаса фильтра 4 заглушен башмаком 9, Внутри каркаса фильтра 4 установлена вспомогательная колонна 10. с образованием кольцевой полости 11 между ними, в верхней части которого установлен герметизирующий элемент 12, нижняя часть кольцевого пространства 11 (нижняя камера) гидравлически сообщена с вспомогательной коло11ной 10.

Верхней частью вспомогательная колонна

10 соединена с колонной подъемных труб 3 и установлена соосно по отношению к ней, В кольцевом пространстве 11 установлены поперечные кольцевые перегородки 13, разделяющие его на кольцевые камеры 14, имеющие одинаковую длину. При этом перегородки 13 установлены с зазорами между их наружной боковой поверхностью и муфтами 7 и между внутренней боковой поверхностью и вспомогательной колонной

10, в которых установлены кольцеобразные герметизирующие элементы, соответственно 15 и 16. Поперечные кольцевые перегородки 13 зафиксированы относительно вспомогательной колонны 10 срезными элементами 17, под перегородками 13 на вспомогательной колонне 10 жестко установлены ограничительные упоры 18, выполненные в виде соединительных муфт.

Устройство работзет следующим обраВ затрубное пространство 2 закачивают песчано-жидкостную пульпу. Жидкость из пульпы отфильтровывается через витки проволоки 8 и поступает через отверстия 6 в камеры 14. В начальный момент закачки пульпы в затрубное пространство 2 давления жидкости в камерах 14, в нижней части

40 кольцевого пространства 11 и в затрубном пространстве 2 равны. В процвссе закачки пульпы отфильтровавшаяся жидкостЪ из нижней части кольцевого г ространства 11 поступает во вспомогательную колонну 10 и осаждение песка иэ песчано-жидкостной пульпы происходит у последней секции 5 до тех пор, пока не перекроет секцию 5. При этом давление в нижней части кольцевого пространства 11 снизится, т,к. уменьшится приток жидкости в нижнюю часть кольцевого пространства 11 из затрубного пространства 2 из-за увеличения гидравлического сопротивления жидкости при движении ее через слой намытого песка. Когда разность давлений жидкости в камере 14 и нижней части кольцевого пространства 11 превысит усилие расфиксации перегородки 13, элемент 17 срезается, перегородка 13 с герметизирующими элементами 15 и 16 перемещается вниз до ограничительного упора 18, Жидкость из камеры 14 через зазор между наружной боковой поверхностью перегородки 13 и каркасом фильтра

4 поступает в нижнюю часть кольцевого пространства 11 и затем во вспомогательную колонну 10. Давление жидкости в камере 14 уменьшается и осаждение песка происходит у вышележащей секции 5. Процесс последовательного осаждения песка у секций 5 каркаса фильтра 4 от нижележащей секции к вышележащей секции 5 и расфиксации перегородок 13 повторяется до полного сооружения фильтра. Затем вспомогательную колонну 10 с расположенными на ней перегородками 13 и ограничительными упорами 18 извлекают иэ скважины 1. (56) Авторское свидетельство СССР

M. 1184928, кл. Е 21 В 43/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N.. 1521865, кл. Е 21 Б 43/04, 1987. гательной колонны, и ограничительными упорами, установленными жестко на вспомогательной колонне между поперечными кольцевыми перегородками, а каркас фильтра выполнен из секций, соединенных между собой муфтами, при этом поперечныа кольцевые перегородки на наружной поверхности образуют герметичный контакт с муфтами, а по внутренней боковой поверхности выполнены с возможностью их осевого перемещения по вспомогательной колонне до посадки их на ограничительные упоры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ограничительные упоры выполнены в виде соединительных муфт.

2001248

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длины кольцевых камер равны.

4. Устройство по п,1, отличающееся тем, что поперечные кольцевые перегородки выполнены с герметизирующими зле ментами по наружной и внутренней боковым поверхностям.

2001248

МЫ

Составитель В, Гришанов

Редактор М. Самерханова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Заказ 3119

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

11

/7