Скважинный фильтр

Изобретение относится к скважинным фильтрам, применяемым в нефтедобыче для предотвращения выноса механических примесей с извлекаемой пластовой жидкостью. Устройство содержит перфорированный каркас и тонкие полимерные диски с присоединенными к одному из их оснований дискретными частицами, образующими между собой лабиринтообразные каналы. Дискретные частицы выполнены в виде полимерных штырьков одинаковой высоты, ориентированных перпендикулярно плоскости основания. Повышается эффективность фильтрования, снижается трудоемкость изготовления. 2 ил.

 

Изобретение относится к скважинным фильтрам, применяемым в нефтедобыче для предотвращения выноса механических примесей с извлекаемой пластовой жидкостью.

Известен скважинный фильтр, который содержит перфорированный корпус и фильтрующий элемент, состоящий из фильтрующих слоев и зернистого наполнителя и покрытый снаружи ворсистым материалом (А.с. №587242 СССР, Е21В 43/08, 1978).

Недостаток фильтра заключается в высоком гидравлическом сопротивлении и повышенной потере напора откачиваемой жидкости, а также сложности и трудоемкости его изготовления.

Известен скважинный фильтр, состоящий из перфорированной трубы, двух коаксиальных штампованных щелевых рубашек и слоя гравия в пространстве между ними (Штампованный щелевой фильтр с гравием РРК. ООО "РосПромСервис" // www.ruspr.ru).

Скважинный фильтр характеризуется сложностью конструкции, трудоемкостью формирования гравийной набивки и повышенными гидравлическими потерями.

Известны скважинные фильтры, состоящие из перфорированного корпуса и набора плоских корундовых кругов (А.с. №981592 СССР, Е21В 43/08, 1982) или разнотолщинных пластмассовых дисков (А.с. №1530759 СССР, Е21В 43/08, 1989), расположенных между поджимными и центрирующими кольцами и образующих щели для движения жидкости.

Недостатками этих фильтров являются низкая пропускная способность из-за невысокой площади фильтрации, равной суммарной ширине щелей, а также сложность и трудоемкость конструкции.

Наиболее близким к заявляемому является скважинный фильтр, содержащий перфорированный каркас, дренажный слой и фильтрующие элементы в виде полимерных дисков из армированного скотча, на клейкой стороне которых закреплен слой дисперсных частиц (Заявка №2011105457/03(07747), решение о выдаче от 11.01.12).

Принятый за прототип скважинный фильтр имеет ограниченный ресурс работы из-за небольшого объема пустот между дисперсными частицами, в котором задерживаются примеси, а также сложен в изготовлении.

Задачей настоящего изобретения является увеличение наработки и снижение трудоемкости изготовления скважинного фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном фильтре, содержащем перфорированный каркас, дренажный слой и фильтрующие элементы в виде тонких полимерных дисков с дискретными частицами на одном из оснований, согласно изобретению дискретные частицы представляют собой полимерные штырьки одинаковой высоты, ориентированные перпендикулярно плоскости основания.

Полимерные диски устанавливаются друг на друга так, что гладкое основание одного диска контактирует с полимерными штырьками смежного диска. Гладкое основание полимерных дисков может быть покрыто адгезивом для фиксации полимерных штырьков и сохранения размеров зазоров между ними.

Количество штырьков на единице поверхности полимерного диска предопределяет расстояние между ними и соответственно размеры проходных сечений в радиальной плоскости диска, то есть тонкость очистки скважинного фильтра.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен скважинный фильтр, общий вид, разрез; на фиг.2 - фрагмент поперечного сечения, разрез А-А фиг.1. Фильтр состоит из трубчатого каркаса 1 с перфорациями 2, дренажной трехмерной сетки 3 и полимерных дисков 4 с центральным отверстием 5 (фиг.1). На верхнем основании полимерных дисков 4 хаотически расположены с зазором 6 между собой полимерные штырьки 7 одинаковой высоты, которые ориентированы перпендикулярно основанию. Сохранение размеров зазоров 6 достигается с помощью поджимных колец (не показаны), установленных на концах перфорированного каркаса 1. В радиальной плоскости между полимерными штырьками 7 образуются лабиринтообразные щели 8 переменной ширины (фиг.2). Дренажная трехмерная сетка 3 предназначена для улучшения сообщения лабиринтообразных щелей 8 с перфорациями 2.

Скважинный фильтр работает следующим образом.

Пластовая жидкость поступает из скважины к полимерным дискам 4 и распределяется по лабиринтообразным щелям 8, при прохождении через которые находящиеся в жидкости дисперсные частицы задерживаются между полимерными штырьками 7. Глубина проникновения частиц в лабиринтообразные щели 8 зависит от соотношения размеров частиц и величины зазоров 6. При правильно подобранном соотношении крупные частицы скапливаются снаружи щелей 8 с образованием проницаемых структур, выполняющих функцию дополнительного фильтра. Очищенная жидкость из щелей 8 через дренажную трехмерную сетку 3 и перфорации 2 попадает внутрь трубчатого каркаса 1 и оказывается на приеме погружного насоса.

Применение тонких полимерных дисков со стохастически распределенными в радиальной плоскости, но одинаково направленными перпендикулярно ей полимерными штырьками обеспечивает высокую удельную площадь фильтрации и сообщающуюся пористость фильтрующих элементов. Это, в свою очередь, уменьшает потери давления, увеличивает пропускную способность, ресурс работы и грязеемкость скважинного фильтра.

Скважинный фильтр, содержащий перфорированный каркас и тонкие полимерные диски с присоединенными к одному из их оснований дискретными частицами, образующими между собой лабиринтообразные каналы, отличающийся тем, что дискретные частицы выполнены в виде полимерных штырьков одинаковой высоты, ориентированных перпендикулярно плоскости основания.