Расширяемый скважинный фильтр

 

Изобретение относится к фильтрам для скважин добычи углеводородных жидкостей. Техническим результатом является создание фильтра, содержащего комбинацию фильтровальных листов, которые не изгибаются и легко скользят относительно друг друга и относительно несущей трубы в процессе расширения последней. Фильтр содержит выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, соосно с которой в форме ирисовой диафрагмы установлено множество фильтровальных листов так, что в результате расширения трубы уменьшается величина перехлеста между смежными фильтровальными листами, причем фильтровальные листы содержат прорези, которые ориентированы в, по существу, окружном направлении относительно несущей трубы. Указанные листы состоят из продолговатых полос с расположенными в шахматном порядке рядами прорезей в поперечном направлении относительно продольной оси каждой полосы. Прорези расположены так, что чередующиеся ряды смещены до половины шага прорезей в поперечном направлении, длина прорезей больше половины поперечного шага прорезей, и схема расположения прорезей сохраняется вдоль продольной кромки каждой полосы. Каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в расположенных по ее длине на равных расстояниях друг от друга точках крепления посредством точечной сварки, пайки твердым припоем, пайки мягким припоем, склеивания, клепки или винтового соединения полосы с трубой в каждой из точек. Точки крепления расположены в узлах между концами прорезей указанной несущей трубы. Продольная ось каждой полосы в основном параллельна центральной оси несущей трубы как перед расширением несущей трубы, так и после расширения. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к расширяемому скважинному фильтру для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей.

В частности, изобретение относится к расширяемому скважинному фильтру, который содержит ряд фильтровальных листов, которые установлены в форме ирисовой диафрагмы и соосно с выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе так, что вследствие расширения трубы уменьшается перехлест между смежными фильтровальными листами.

Такой расширяемый скважинный фильтр раскрыт в одновременно находящейся на рассмотрении международной патентной заявке РСТ/ЕР 96/04887 заявителя данного изобретения.

На фиг. 3 этого источника, относящегося к уровню техники, показано, что фильтровальные листы состоят из пластин, снабженных рядом круглых перфорированных отверстий. Размер перфорации выбран так, что твердые частицы, размер которых превышает размер отверстий, не могут проникать в скважину.

Известен расширяемый скважинный фильтр для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей, содержащий выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, раскрытый в международной патентной заявке РСТ/ЕР 93/01460 /WO 93/25800/.

Недостатком известного фильтра является то, что фильтровальные листы, которые закреплены на расширяемой, снабженной прорезями несущей трубе, значительно деформируются в процессе расширения несущей трубы за счет перемещения в ней разжимной оправки. Обычно несущая труба уменьшает длину в процессе расширения вследствие открывания осевых прорезей с принятием формы алмаза.

Это может приводить к изгибанию фильтровальных листов для компенсации уменьшения длины несущей трубы, а возникающее трение между перекрывающими друг друга фильтровальными листами и несущей трубой или трубами может приводить к разрыву фильтровальных листов.

Задачей данного изобретения является создание скважинного фильтра, содержащего комбинацию фильтровальных листов в форме ирисовой диаграммы, которые не изгибаются и которые легко скользят относительно друг друга и относительно несущей трубы в процессе расширения несущей трубы.

Задача достигается тем, что расширяемый скважинный фильтр для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей содержит выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, при этом соосно с несущей трубой в форме ирисовой диафрагмы установлено множество фильтровальных листов так, что в результате расширения трубы уменьшается величина перехлеста между смежными фильтровальными листами, причем фильтровальные листы содержат прорези, которые ориентированы в, по существу, окружном направлении относительно несущей трубы.

Кроме того, фильтровальные листы состоят из продолговатых полос с расположенными в шахматном порядке рядами прорезей в поперечном направлении относительно продольной оси каждой полосы.

Прорези расположены так, что чередующиеся ряды смещены до половины шага прорезей в поперечном направлении, длина прорезей больше половины поперечного шага прорезей, и схема расположения прорезей сохраняется вдоль продольной кромки каждой полосы.

Кроме того, каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в расположенных по ее длине на равных расстояниях друг от друга точках крепления.

Кроме того, каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в точках крепления посредством точечной сварки, пайки твердым припоем, пайки мягким припоем, склеивания, клепки или винтового соединения полосы с трубой в каждой из точек.

Распределенные на равномерном расстоянии друг от друга точки крепления расположены в узлах между концами прорезей выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе.

Продольная ось каждой полосы в основном параллельна центральной оси несущей трубы как перед расширением несущей трубы, так и после расширения.

Эти и другие аспекты, признаки и преимущества скважинного фильтра согласно данному изобретению следуют из прилагаемой формулы изобретения, реферата и последующего детального описания со ссылками на чертежи.

На чертежах изображено: фиг. 1 - поперечное сечение скважинного фильтра, содержащего комбинацию фильтровальных листов в форме ирисовой диаграммы согласно изобретению, фиг. 2 - продольный разрез скважинного фильтра на фиг. 1, фиг. 3 - боковая проекция скважинного фильтра на фиг. 1 и 2, в которой не изображена защитная окружающая труба, и фиг. 4 и фиг. 4А, В, С и D - первоначальная форма и деформация расположенных по окружности прорезей вблизи продольной кромки фильтровальных листов перед, во время и после процесса расширения.

Как показано на фиг. 1, выполненная с возможностью расширения, снабженная прорезями несущая труба 1 окружена скважинным фильтром 2, который содержит ряд фильтровальных листов 3, которые расположены вокруг несущей трубы 1 в форме ирисовой диаграммы. Как показано на фиг. 2 и 3, фильтровальные листы 3 состоят из продолговатых прямоугольных полос, каждая из которых, как показано на фиг. 1, закреплена на несущей трубе 1 в точках 4 крепления, расположенных на продольной центральной оси фильтровального листа 3 или вблизи нее, посредством, например, точечной сварки, пайки твердым припоем, пайки мягким припоем, склеивания, клепки или винтового соединения в расположенных на равных интервалах точках вдоль длины несущей трубы 1.

Фильтровальные листы 3 перекрывают друг друга как в осевом направлении, так и в окружном направлении, так что во время и после процесса расширения, показанного на фиг. 4, остается по меньшей мере частичный перехлест между смежными фильтровальными листами 3.

На фиг. 3 не изображена защитная окружающая труба 5, которая показана на фиг. 1 и 2, для иллюстрации того, что каждый фильтровальный лист 3 содержит ряды расположенных в шахматном порядке окружных прорезей 6, которые ориентированы в, по существу, тангенциальном направлении относительно несущей трубы 1 и, по существу, поперечно относительно осевых прорезей 7 несущей трубы 1 и центральной оси 8 несущей трубы 1.

Как показано на фиг. 4, несущую трубу 1 расширяют с помощью расширительного конуса 9 в процессе расширения так, что осевые прорези 7 несущей трубы 1 деформируются в форму алмаза.

Расширение приводит к укорачиванию несущей трубы 1 и, как показано на фиг. 4А-D, окружные прорези 6 у продольных кромок фильтровальных листов 3 и вблизи них сперва открываются в форме алмаза, показанной на фиг. 4В) затем закрываются в форме X, показанной на фиг. 4С, и затем частично снова открываются в форме замочной скважины, показанной на фиг. 4D.

Показанное последовательное раскрывание и закрывание окружных прорезей 6 обеспечивает осевую гибкость фильтровальных листов 3, которая предотвращает изгибание или разрыв хрупких листов 3 во время расширения несущей трубы 1.

Окружные прорези 6 позволяют также наложенным друг на друга листам 3 легко скользить относительно друг друга в процессе расширения.

Было установлено, что вместо расположения фильтровальных листов 3 в продольном направлении вокруг несущей трубы 1, как показано на фиг. 3, фильтровальные листы 3 можно также располагать плоской спиралью вокруг несущей трубы 1. В этом случае угол спирали необходимо выбирать достаточно малым, для того чтобы отклонение прорезей 6 от тангенциального направления несущей трубы составляло менее 20^o.

Формула изобретения

1. Расширяемый скважинный фильтр для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей, содержащий выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, отличающийся тем, что соосно с несущей трубой в форме ирисовой диафрагмы установлено множество фильтровальных листов так, что в результате расширения трубы уменьшается величина перехлеста между смежными фильтровальными листами, причем фильтровальные листы содержат прорези, которые ориентированы в, по существу, окружном направлении относительно несущей трубы.

2. Скважинный фильтр по п. 1, в котором фильтровальные листы состоят из продолговатых полос с расположенными в шахматном порядке рядами прорезей в поперечном направлении относительно продольной оси каждой полосы.

3. Скважинный фильтр по п. 2, в котором прорези расположены так, что чередующиеся ряды смещены до половины шага прорезей в поперечном направлении, длина прорезей больше половины поперечного шага прорезей, и схема расположения прорезей сохраняется вдоль продольной кромки каждой полосы.

4. Скважинный фильтр по п. 3, в котором каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в расположенных по ее длине на равных расстояниях друг от друга точках крепления.

5. Скважинный фильтр по п. 4, в котором каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в точках крепления посредством точечной сварки, пайки твердым припоем, пайки мягким припоем, склеивания, клепки или винтового соединения полосы с трубой в каждой из точек.

6. Скважинный фильтр по п. 5, в котором распределенные на равномерном расстоянии друг от друга точки крепления расположены в узлах между концами прорезей выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе.

7. Скважинный фильтр по п. 6, в котором продольная ось каждой полосы в основном параллельна центральной оси несущей трубы как перед расширением несущей трубы, так и после расширения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4