Скважинный фильтр

 

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано для защиты скважинного оборудования при добыче жидкой продукции из слабосцементированных коллекторов. Устройство содержит перфорированный корпус, размещенный между уступами в корпусе ограниченно-осеподвижный элемент. Рукавная сетка надета на пружину растяжения-сжатия. Рукавная сетка выполнена с косым относительно оси рукава переплетением. Стороны ячей сетки не параллельны и не перпендикулярны ее образующей. Жидкость поступает через корпус. Фильтрация происходит на рукавной сетке. Ограниченно-осеподвижный элемент испытывает колебания. Он меняет конфигурацию ячей сетки. Происходит самоочистка фильтра. Повышается эффективность работы. 2 ил.

Изобретение относится к средствам защиты внутрискважинного оборудования, в том числе глубинных насосов, от попадания в них мехпримесей при добыче жидкой продукции из слабоцементированных коллекторов, то есть от абразивного износа и/или засорения.

Известен самоочищающийся скважинный фильтр 1, который содержит перфорированный корпус с нормированным размером фильтрующих отверстий и подвижный, подпружиненный относительно корпуса, скребковый очищающий узел, скребущая кромка которого охватывает корпус и при осевых перемещения узла по корпусу счищает с его фильтрующей части налипшие частицы мехпримесей.

Однако эффект самоочистки недостаточен ввиду возможности "зашпаклевывания" фильтрующих отверстий; отрицательным фактором также является и наличие сил трения при срезании загрязнений с поверхности, которые снижают чувствительность устройства к динамическим перепадам давления по обе стороны фильтра при работе с насосами.

Наиболее близким, конструктивно, к заявляемому устройству принято устройство 2, содержащее корпус с двумя уступами, с размещенным между ними к корпусе ограниченно-осеподвижным элементом (стаканом) и размещенной в корпусе рукавной сеткой, одним концом закрепленной на корпусе, а другим - на этом осеподвижном элементе, который размещен внутри сетки и выполняет функцию опорного каркаса для защиты сетки от смятия внешним давлением.

Однако известное устройство, способное к самоочистке и самоочищающееся за счет деформации рукавной сетки от перепадов давления до него и после, выполняет несколько иную функцию, то есть обеспечивает, в основном, разную величину фильтрации, а именно: меньшую фильтрацию внутрь устройства и существенно большую из него. Кроме того, устройство самоочищается только периодически при перемешивании ограниченно-осеподвижного элемента от одного уступа корпуса к другому в сторону удлинения рукавной сетки, так как конструкцией изначально предусмотрена работа устройства при периодическом движении жидкости в прямом и обратном направлениях, то есть согласно описанию преимущественно при бурении скважин.

Таким образом, требуемый технический результат - повышение эффективности работы фильтра путем усовершенствования процесса постоянной самоочистки при достаточно длительных периодах работы добывающей скважины.

Этот результат обеспечивается тем, что в скважинном фильтре согласно прототипу, содержащем перфорированный корпус с разнесенными по высоте уступами и с размещенным между ними в корпусе ограниченно-осеподвижным элементом, размещенной в корпусе вдоль него с зазором рукавной сеткой, надетой на опорный каркас, нижний конец которого совместно с нижним концом рукавной сетки закреплены на ограниченно-осеподвижном элементе, а верхний ее конец закреплен в верхней части корпуса, опорный каркас выполнен в виде пружины растяжения-сжатия, верхний конец его закреплен в корпусе совместно с концом рукавной сетки, которая выполнена с косым относительно оси рукава переплетением; иначе - стороны ячей сетки не параллельны и не перпендикулярны ее образующей.

На фиг. 1 изображен общий вид фильтра, а на фиг.2 - три состояния ячей рукавной сетки, а именно: а) штатное, обеспечиваемое при сборке фильтра, б) при удлинении рукавной сетки, в) при сжатии опорного каркаса и укорочении рукавной сетки.

Скважинный фильтр состоит из (фиг.1) перфорированного корпуса 1 с разнесенными по высоте уступами 2 и 3, между которыми в корпусе расположен ограниченно-осеподвижный элемент 4. Между элементом 4 и верхней частью корпуса размещена, внутри последнего, рукавная сетка 5 с опорным каркасом 6 в виде пружины растяжения-сжатия. Верхний конец рукавной сетки 5 и опорного каркаса 6 закреплены на корпусе (ниппель или патрубок-хвостовик корпуса 1 для крепления этих деталей отдельной позицией на фиг.1 не показаны), а нижние их концы закреплены на элементе 4. Для соединения фильтра с вышерасположенным внутрискважинным оборудованием на корпусе 1 может быть выполнена резьба 7 или какой-либо иной общеизвестный элемент сочленения.

Для упрощения сборки верхних и нижних концов рукавной сетки и ее опорного каркаса соответственно с корпусом 1 и элементом 4 узлы крепления этих концов могут быть выполнены одинаково, как изображено на фиг. 1. Необходимо отметить также, что штатное расположение осеподвижного элемента 4 после сборки должно быть в средней части между уступами 2 и 3 корпуса, что обеспечивается исходным, конструктивно заданным размером сетки 5 и каркаса-пружины 6, причем сетка, естественно, выполнена с нормируемым размером ячей косого относительно оси рукава переплетения и из материала, соответствующего ожидаемым абразивным и коррозионным воздействиям и сроку службы.

Фильтр работает следующим образом.

Жидкость с мехпримесями различных размеров поступает извне через корпус 1 на рукавную сетку, где и происходит фильтрация; частицы с размерами менее размера ячеи сетки, то есть технологически допустимые к извлечению совместно с продукцией скважины, проходят сквозь фильтр, а частицы более крупные, находясь на поверхности сетки в зазоре ее с корпусом, постепенно под действием гравитации сползают вниз, выпадают из фильтра и оседают в зумпфе скважины. Сползание крупных частиц и самоочистка фильтра существенно стимулируются естественными гидравлическими и механическими колебаниями (в том числе и вибрацией), передающимися на фильтр при работе скважинного и устьевого оборудования, так как возвратно-поступательные колебания упруго подвешенного на корпусе посредством опорного каркаса-пружины элемента 4 заставляют ячею сетки менять конфигурацию при удлинении/укорачивании последней, как изображено на фиг. 2.

Таким образом, скважинный фильтр обеспечивает достижение требуемого технического результата при эксплуатации в комплекте с внутрискважинным оборудованием от момента его запуска в работу и до остановки и замены.

Источники информации.

1. СССР, свидетельство N 1432199, E 21 B 43/08, 1986 г.

2. СССР, свидетельство N 1122813, E 21 B 43/08, 1983., прототип.

Формула изобретения

Скважинный фильтр, содержащий перфорированный корпус с разнесенными по высоте уступами и с размещенным между ними в корпусе ограниченно-осеподвижным элементом, размещенную в корпусе вдоль него с зазором рукавную сетку, надетую на опорный каркас, нижний конец которого совместно с нижним концом рукавной сетки закреплены на ограниченно-осеподвижном элементе, а верхний ее конец закреплен в верхней части корпуса, отличающийся тем, что опорный каркас выполнен в виде пружины растяжения-сжатия, верхний конец его закреплен в корпусе совместно с концом рукавной сетки, которая выполнена с косым относительно оси рукава переплетением с расположением сторон ячей сетки не параллельно и не перпендикулярно ее образующей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2