Скважинный фильтр

 

Скважинный фильтр относится к горной промышленности, а именно к технике добычи продукта из скважин, в частности к скважинным фильтрам для фильтрации продукта, добываемого из нефтяных, водяных и газовых скважин. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение эффекта самоочистки скважинного фильтра, повышение надежности и долговечности при одновременном снижении себестоимости. Скважинный фильтр содержит перфорированный корпус, цилиндрический пружинный опорный каркас, снабженный закрепленной на его нижнем конце заглушкой, рукавную сетку, натянутую на опорный каркас и выполненную в виде сетчатой ленты, спирально навитой с наложением витков друг на друга на опорный каркас таким образом, что витки сетчатой ленты установлены с возможностью их скольжения относительно друг друга при сжатии или растяжении цилиндрического пружинного опорного каркаса. Верхний конец сетчатой ленты закреплен в верхней части корпуса совместно с верхним концом цилиндрического пружинного опорного каркаса; нижний конец сетчатой ленты закреплен на упомянутой заглушке; величина наложения витков h - расстояние между нижней гранью перекрытого витка сетчатой ленты и верхней гранью очередного перекрывающего витка сетчатой ленты - равна от 2/3 Н до 1/3 Н, где H - ширина сетчатой ленты. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности, а именно к технике добычи продукта из скважин, в частности к скважинным фильтрам для фильтрации продукта, добываемого из нефтяных, водяных и газовых скважин.

Известен скважинный фильтр (см. патент 2097533, МПК Е 21 В 43/08, опубл. 27.11.97, БИ 33-1997), содержащий перфорированную трубу с муфтой, металлическую сетку, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы, и проволочную обмотку, причем перфорированная труба на наружной ее поверхности выполнена с ребрами, расположенными по спирали с шагом на ширину сетки или с шагом 800 -1200 мм, при этом высота ребра (h_p, мм) принята по формуле t_ф<h<= d_м -d_т/2, где t_ф - суммарная толщина металлической сетки и проволочной обмотки, мм; d_м - диаметр муфты трубы; d_т - диаметр перфорированной трубы, мм.

Однако известный скважинный фильтр имеет низкий эффект самоочистки зашпаклеванных фильтрующих отверстий.

Известен скважинный фильтр (см. патент 2153574, МПК Е 21 В 43/08, опубл. 27.07.2000, БИ 21-2000), содержащий слоистую структуру в виде цилиндрической трубы и имеющий не менее двух слоев, выполненных из стекложгута, пропитанного отверждающим материалом, наружный слой уложен с образованием ячеек, фильтрующий слой, расположенный между слоями стекложгута, причем дополнительно установлена перфорированная труба, внутренний слой слоистой структуры, расположенный на перфорированной трубе, выполнен в виде однозаходной спирали, фильтрующий слой выполнен в виде сетки из полимерного материала и расположен на внутреннем слое слоистой структуры в виде однозаходной спирали, образующей сплошную поверхность, расстояние между соседними витками однозаходной спирали, образующей сплошную поверхность, расстояние между соседними витками однозаходной спирали внутреннего слоя меньше ширины витка фильтрующего слоя.

Недостатком известного скважинного фильтра является низкий эффект самоочистки.

Данный недостаток обусловлен конструктивными особенностями скважинного фильтра Известен принятый за наиболее близкий аналог скважинный фильтр (см. патент 2133820, МПК Е 21 В 43/08, опубл. 27.07.99, БИ 21-1999), содержащий перфорированный корпус с размещенной вдоль него рукавной сеткой, надетой на цилиндрический пружинный опорный каркас.

Недостатком известного скважинного фильтра является низкий эффект самоочистки, который отрицательно влияет на надежность и долговечность скважинного фильтра, повышает себестоимость.

Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями, влекущими повышение себестоимости.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в упрощении конструкции, повышении эффекта самоочистки скважинного фильтра, повышении надежности, долговечности при одновременном снижении себестоимости.

Указанный результат достигается тем, что в известном скважинном фильтре, содержащем перфорированный корпус с размещенной вдоль него рукавной сеткой, надетой на цилиндрический пружинный опорный каркас, согласно изобретению, цилиндрический пружинный опорный каркас снабжен заглушкой, закрепленной на его нижнем конце, а рукавная сетка выполнена в виде сетчатой ленты, спирально навитой с наложением витков друг на друга на цилиндрический пружинный опорный каркас таким образом, что витки сетчатой ленты установлены с возможностью их скольжения относительно друг друга при сжатии или растяжении цилиндрического пружинного опорного каркаса, причем верхний конец сетчатой ленты закреплен в верхней части корпуса совместно с верхним концом цилиндрического пружинного опорного каркаса, а нижний конец сетчатой ленты закреплен на упомянутой заглушке, при этом величина наложения витков h - расстояние между нижней гранью перекрытого витка сетчатой ленты и верхней гранью очередного перекрывающего витка сетчатой ленты - равна от 2/3 Н до 1/3 Н, где H - ширина сетчатой ленты.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от известных аналогов и прототипа применение рукавной сетки, выполненной в виде сетчатой ленты, спирально навитой с наложением витков друг на друга на цилиндрический пружинный опорный каркас таким образом, что витки сетчатой ленты установлены с возможностью их скольжения относительно друг друга при сжатии или растяжении цилиндрического пружинного опорного каркаса, обеспечивает высокий эффект самоочистки скважинного фильтра, исключая поднятие фильтра на поверхность для регенерации или замены его. При этом установка на конце цилиндрического пружинного опорного каркаса заглушки обеспечивает легкую сборку, гарантированную очистку при любых, даже при очень сильных засорениях скважинного фильтра механическими и парафиносодержащими примесями, что увеличивает надежность скважинного фильтра, его долговечность и при одновременном снижении себестоимости.

По имеющимся у заявителя сведениям совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта "Скважинный фильтр" критерию новизна.

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения "Скважинный фильтр" критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения "Скважинный фильтр", может быть многократно использована в производстве различных модификаций скважинных фильтров с получением технического результата, заключающегося в повышении эффекта самоочистки и надежности скважинного фильтра, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "промышленная применимость".

Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения с иллюстрацией, где изображен общий вид скважинного фильтра.

Скважинный фильтр состоит из перфорированного корпуса 1, внутри которого расположена рукавная сетка 2, надетая на цилиндрический пружинный опорный каркас 3, выполненный в виде пружины растяжения-сжатия. Рукавная сетка 2 представляет собой сетчатую ленту 4 шириной Н. Сетчатая лента 4 спирально навита на цилиндрический пружинный опорный каркас 3 с наложением витков 5 друг на друга на величину h, равную 1/2 Н. Витки 5 сетчатой ленты 4 установлены с возможностью их скольжения относительно друг друга при сжатии или растяжении цилиндрического пружинного опорного каркаса 3. Цилиндрический пружинный опорный каркас 3 снабжен заглушкой 6, закрепленной на его нижнем конце 7. Верхние концы сетчатой ленты 4 и цилиндрического пружинного опорного каркаса 3 закреплены на перфорированном корпусе 1 любым известным способом, например ниппелем 8. Нижний конец сетчатой ленты 4 закреплен на заглушке 6. Для соединения фильтра с вышерасположенным внутрискважинным оборудованием на перфорированном корпусе 1 выполнена резьба 9. Сетчатая лента 4 выполнена с определенным размером ячеек переплетения 10 из материала, соответствующего ожидаемым абразивным и коррозионным воздействиям и сроку службы.

Скважинный фильтр работает следующим образом.

Жидкость с механическими примесями различных размеров поступает извне через корпус 1 на рукавную сетку 2, где и происходит фильтрация. Частицы с размерами менее размера ячеек сетчатой ленты 4, 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 самоочищение 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 1 цилиндрического пружинного опорного каркаса 3 и заглушки 6 заставляют витки двигаться относительно друг друга и очищать сетчатую ленту от осевших на нее механических примесей. При сильном засорении рукавной сетки механическими примесями жидкость перестает поступать через ячейки сетчатой ленты и проходит в пространство между перфорированным корпусом 1 и рукавной сеткой, надетой на корпус, и создает давление на заглушку 6 снизу, что приводит к сжатию цилиндрического пружинного опорного каркаса 3. Витки 5 сетчатой ленты 4 начинают скользить относительно друг друга и очищаться от механических примесей.

Предложенный скважинный фильтр прост, долговечен, обеспечивает высокий эффект самоочистки, повышает надежность при одновременно низкой себестоимости.

Формула изобретения

1. Скважинный фильтр, содержащий перфорированный корпус с размещенной вдоль него рукавной сеткой, надетой на цилиндрический пружинный опорный каркас, отличающийся тем, что цилиндрический пружинный опорный каркас снабжен заглушкой, закрепленной на его нижнем конце, а рукавная сетка выполнена в виде сетчатой ленты, спирально навитой с наложением витков друг на друга на цилиндрический пружинный опорный каркас таким образом, что витки сетчатой ленты установлены с возможностью их скольжения относительно друг друга при сжатии или растяжении цилиндрического пружинного опорного каркаса, причем верхний конец сетчатой ленты закреплен в верхней части корпуса совместно с верхним концом цилиндрического пружинного опорного каркаса, а нижний конец сетчатой ленты закреплен на упомянутой заглушке.

2. Скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что величина наложения витков h - расстояние между нижней гранью перекрытого витка сетчатой ленты и верхней гранью очередного перекрывающего витка сетчатой ленты - равна от 2/3 Н до 1/3 Н, где H - ширина сетчатой ленты.

РИСУНКИ

Рисунок 1