Скважинный расширяющийся фильтр

Авторы патента:

E21B43/08 - фильтры или фильтровальные трубы

Владельцы патента RU 2513929:

Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к скважинным расширяющимся фильтрам, применяемым при заканчивании скважин с открытым стволом для предотвращения выноса частиц породы из пласта. Устройство содержит опорную трубу с множеством продольных прорезей, дренажную и фильтрующую металлические сетки. Сетки выполнены продольно гофрированными и размещены с зазором между собой, который заполнен гранульной набивкой. Периметр фильтрующей сетки в поперечном сечении равен периметру ствола скважины. Повышается надежность, улучшается тонкость очистки, увеличивается ресурс работы. 2 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к скважинным расширяющимся фильтрам (СРФ), применяемым при заканчивании скважин с открытым стволом для предотвращения выноса частиц породы из пласта.

Известен скважинный фильтр, состоящий из несущей перфорированной трубы, внутренней и внешней концентрических щелевых решеток, образованных из продольных призматических стержней и навитого призматического профиля, и гравийной набивки между щелевыми решетками (см., например, фильтр Dual Pre-Pack™, www.allovscreenworks.com или фильтр Muni-Pak™, www.ionhsonscreens.com).

Недостатком известного скважинного фильтра является его размещение с кольцевым зазором относительно стенки скважины, что обусловливает высокую скорость жидкости из пласта и ее повышенную способность к транспортировании частиц породы.

Известен СРФ, включающий перфорированный корпус, цилиндрический кожух с вертикальными прорезями и фильтровальные лопасти, один продольный край которых закреплен на корпусе, а второй выполнен с возможностью выдвижения сквозь прорези за пределы кожуха до примыкания лопастей к стенке скважины (Патент РФ №2289680, Е21В 43/08, 2006).

Недостаток описанного СРФ состоит в ограниченной изгибной жесткости его фильтровальных лопастей и возможности их отжатия пластовым давлением от стенки скважины, что приведет к миграции частиц породы через открывшиеся зазоры.

Известен СРФ, содержащий несущую трубу с прорезями и фильтрующие листы из металлической сетки, имеющие форму ирисовой диаграммы, которые закреплены на несущей трубе с нахлестом в осевом и окружном направлениях (Патент РФ №2197600, Е21В 43/08, 1998).

Недостаток известного СРФ состоит в том, что при его расширении, совершающемся за счет увеличения диаметра несущей трубы, листы металлической сетки перемещаются и трутся друг о друга, что может привести к нарушению структурной целостности сетки и ухудшению фильтрационных свойств СРФ.

Известен СРФ, содержащий перфорированный корпус, пружину кручения и продольно гофрированные металлические сетки в качестве дренажной и фильтрующей оболочек, выполненные с возможностью увеличения размера при раскрутке пружины (Патент РФ №2244103, E21B 43/08, 2005).

Недостатком СРФ является неплотное, с оставлением зазоров перекрытие фильтрующей оболочкой ствола скважины из-за ограниченной жесткости пружины кручения и, как следствие, - ранняя миграция частиц породы в оставшиеся зазоры, инициирующая разрушение пласта. Кроме того, известный СРФ обладает низкими фильтрационными способностями из-за незначительной грязеемкости дренажной и фильтрующей оболочек.

Известен СРФ, содержащий продольно гофрированную несущую трубу с отверстиями, ребра жесткости снаружи несущей трубы, фильтрующую продольно гофрированную трубу с прорезями и гранульную набивку между трубами (Патент РФ №2408778, E21B 43/08, 2011).

Недостаток СРФ состоит в неравномерной засоряемости и ограниченной грязеемкости гранульной набивки, поскольку жидкость с частицами породы из призабойной зоны пласта попадает и очищается преимущественно в локальных объемах набивки, находящихся под прорезями фильтрующей трубы. Основной объем гранульной набивки исключен из процесса фильтрации, поскольку экранируется непроницаемыми участками фильтрующей трубой.

Наиболее близким к заявляемому является СРФ, включающий опорную трубу с множеством продольных прорезей, вплотную размещенные на опорной трубе и между собой дренажную и фильтрующую металлические сетки, проволоки основы и утка которых расположены под углом к продольной оси (Патент US №6607032, E21B 43/08, 2003).

Недостатком принятого за прототип СРФ является вероятность нарушения структурной однородности и фильтрующей способности металлических сеток при расширении, осуществляемом протягиванием конуса через опорную трубу. Кроме того, СРФ имеет ограниченную площадь фильтрации и повышенный перепад давления из-за необходимости применения мелкоячеистой фильтрующей сетки для выполнения надлежащей функции.

Задачей настоящего изобретения является повышение тонкости очистки, надежности и ресурса работы СРФ.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном расширяющемся фильтре, содержащем опорную трубу с множеством продольных прорезей и размещенные на ней дренажную и фильтрующую металлические сетки, согласно изобретению вышеназванные сетки выполнены продольно гофрированными и размещены с зазором между собой, который заполнен гранульной набивкой, при этом в поперечном сечении периметр фильтрующей сетки равен периметру ствола скважины.

На фиг.1 изображено поперечное сечение СРФ при спуске в скважину; на фиг.2 - то же, но после расширения в скважине.

СРФ содержит опорную трубу 1 с множеством продольных прорезей 2, на которой установлены дренажная и фильтрующая продольно гофрированные металлические сетки 3 и 4. В поперечном сечении периметр фильтрующей сетки 4 равен периметру ствола скважины 8. Между вышеназванными сетками 3 и 4 имеется зазор 5, заполненный гранульной набивкой 6 (фиг.1). Диаметр гранул 6 и размер ячейки фильтрующей сетки 4 определяются с учетом удержания частиц породы, выносимых из пласта, а размер ячейки дренажной сетки 3 назначается для удержания гранул 6 и увеличения потока жидкости от гранульной набивки 6 к продольным прорезям 2. Величина зазора 5 подбирается под размер подлежащих задержанию частиц породы, а также для обеспечения малого градиента гидравлического сопротивления.

СРФ спускают в продуктивный интервал необсаженной скважины с кольцевым зазором 7 относительно стенки скважины 8 (фиг.1). Сквозь опорную трубу 1 протягивают расширительный конус (не показан) большего диаметра, раскрывая в окружном направлении продольные прорези 2 и увеличивая тем самым ее наружный размер (фиг.2). При расширении опорная труба 1 оказывает давление на контактирующие с ней продольные гофры дренажной металлической сетки 3 и постепенно расправляет их. Они, в свою очередь, транслируют это воздействие на продольные гофры фильтрующей металлической сетки 4 посредством гранул 6, которые, являясь сыпучим материалом, адаптируются к изменению формы обеих сеток без образования пустот. Гофрированные металлические сетки 3, 4 при расправлении принимают цилиндрическую форму, при этом цилиндрическая фильтрующая сетка 4 плотно прижимается и перекрывает стенку 8 интервала продуктивного пласта скважины. Этим предопределяется максимальное увеличение притока и уменьшение скорости пластовой жидкости со снижением ее способности к транспортировке частиц породы из пласта.

При включении электроцентробежного насоса (не показан) жидкость поступает из прифильтровой зоны продуктивного пласта 9 непосредственно во всю цилиндрическую фильтрующую сетку 4 (фиг.2). За счет этого увеличивается приток и одновременно снижается скорость пластовой жидкости и ее способность к транспортировке частиц породы. Отсутствие кольцевого зазора 7 исключает вертикальную составляющую скорости потока жидкости. Жидкость проходит сквозь ячейки фильтрующей сетки 4, а находящиеся в ней крупнодисперсные частицы породы задерживаются снаружи ячеек, образуя проницаемые структуры. Жидкость с оставшимися в ней более мелкими частицами течет через зазор 5, заполненный гранульной набивкой 6, и очистка продолжается в ее межгранульном пространстве. Благодаря малому размеру пор, высокой проницаемости и площади фильтрации гранульной набивки значительно улучшаются показатели очистки пластовой жидкости, а за счет ее низкой подверженности кольматации и высокой грязеемкости повышается ресурс работы СРФ. Очищенная пластовая жидкость проходит через ячейки дренажной сетки 3 и расширенные продольные прорези 2 в опорную трубу 1, после чего покидает СРФ и в конечном счете оказывается на приеме электроцентробежного насоса. Перекачка очищенной жидкости уменьшает износ и увеличивает наработку насоса.

Благодаря тому, что расширение заявляемого СРФ сопровождается изменением только геометрической конфигурации дренажной и фильтрующей продольно гофрированной металлических сеток, не затрагивая структуру и размер ячеек сеток, а также не вызывая образования пустот в сыпучей гранульной набивке, СРФ характеризуется высокой надежностью и стабильностью эксплуатационных характеристик, в том числе фильтрационных и гидравлических.

Скважинный расширяющийся фильтр, содержащий опорную трубу с множеством продольных прорезей и размещенные на ней дренажную и фильтрующую металлические сетки, отличающийся тем, что вышеназванные сетки выполнены продольно гофрированными и размещены с зазором между собой, который заполнен гранульной набивкой, при этом в поперечном сечении периметр фильтрующей металлической сетки равен периметру ствола скважины.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли и предназначено для скважинных фильтров в добывающих и нагнетательных горизонтальных скважинах. Устройство содержит пустотелый корпус, установленный в базовый элемент скважинного фильтра, и донышко, выполненное из магния и соединенное с корпусом в кольцевой канавке, выполненной внутри корпуса.

Скважинный фильтр // 2509206

Изобретение относится к строительству и эксплуатации скважин различного назначения, в частности нефтяных и газовых скважин. Устройство включает полый корпус с радиальными отверстиями, перекрытыми с натягом полыми срезными штифтами, фильтрующий узел, помещенный снаружи корпуса и образующий с последним кольцевую полость, которая гидравлически сообщена с полостью корпуса через полые срезные штифты в рабочем положении устройства.

Щелевой скважинный фильтр // 2507384

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти. Устройство включает перфорированную несущую трубу и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали.

Фильтр скважинный с промывкой без подъема оборудования // 2504644

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при насосной добыче нефтей с повышенным содержанием механических примесей. Устройство включает трубу-хвостовик, установленный на приеме насоса и проходящий через пакер, промежуточную трубу, заглушенную сверху, образующую с хвостовиком заглушенную снизу концентрическую полость, трубу-накопитель твердых частиц, цилиндрический фильтрующий элемент, расположенный между хвостовиком и трубой-накопителем.

Скважинный раскрывающийся фильтр // 2504643

Изобретение относится к технике для нефтедобычи, в частности к фильтрующим устройствам, предотвращающим вынос песка из пласта в эксплуатационную колонну. Фильтр включает несущий каркас, фильтрующие круглые щетки в виде цилиндрического корпуса с радиально ориентированными пучками ворса, диаметр которых превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны скважины.

Скважинный фильтр // 2499130

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для фильтрации жидкости в нагнетательной скважине. Устройство содержит фильтрующие секции, каждая из которых включает фильтрующую рубашку, снабженную продольными стержнями с концевыми кольцами по торцам, жестко закрепленными на базовом элементе, выполненном в виде трубы с отверстиями.

Фильтр регулирования расхода для использования при эксплуатации нефтепромысла // 2495997

Изобретение относится к нефтепромысловой отрасли. Устройство содержит основную трубу, снабженную впуском, фильтрующую трубу, размещенную на основной трубе, слой направления потока, образованный между основной трубой и фильтрующей трубой, и устройство регулирования расхода, содержащее впуск, канал и выпуск.

Фильтр противопесочный // 2492314

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к фильтрующим устройствам, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. .

Устройства и способ для установки гравийного фильтра в стволе скважины // 2492313

Фильтр для скважины подземных хранилищ газа // 2490433

Изобретение относится к строительству и эксплуатации газовых скважин, в частности к фильтрам для скважины подземных хранилищ газа, и может быть использовано на подземных газовых хранилищах.

Способ установки скважинного фильтра в горизонтальной скважине // 2514040

Изобретение относится к области разработки месторождений высоковязкой нефти с оснащением скважин фильтрами. В процессе бурения определяют фильтрационно-емкостные характеристики пласта и их изменение по стволу скважины, делят ствол на зоны, которые отличаются фильтрационно-емкостными характеристиками в 1,5-1,6 раза, подбирают пропускную способность отверстий фильтра отдельно для каждой зоны и количество отверстий. В отверстия фильтра под пробками устанавливают сетчатые фильтрующие элементы. Спускают в скважину эксплуатационную колонну с фильтром, оснащенным заколонными водо- или нефтенабухающими пакерами, и устанавливают их на границах зон с различающимися характеристиками, производят крепление колонны. На устье собирают компоновку снизу вверх: фреза, подшипник-центратор, винтовой забойный двигатель, жесткий центратор, спускают компоновку до упора в пробки. В процессе фрезерования срезаемых пробок перемещают колонну труб вниз и удаляют срезаемые пробки, извлекают колонну труб. До забоя спускают колонну гибких труб, перемещают ее от забоя к устью с одновременной закачкой тампонажного состава по колонне гибких труб, которым изолируют отверстия, выполненные в нижнем периметре фильтра. Повышается эффективность отбора или закачки, упрощается процесс установки фильтра. 3 ил.

Фильтр скважинный // 2514057

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных, газовых и водозаборных скважин. Устройство включает металлическую трубу с отверстиями, снабженную снизу заглушкой, а сверху муфтой, и размещенный внутри трубы соосно с ней цилиндрический фильтрующий элемент. Верхняя часть трубы с отверстиями, выполненная в виде отдельной секции, не имеющей внутри фильтрующего элемента, снаружи покрыта сеткой, а внутри содержит выполненную в виде рукава резиновую диафрагму, толщина которой уменьшена по вертикальной линии, параллельной оси металлической трубы и совпадающей с большой осью отверстий удлиненной формы, выполненных в верхней части металлической трубы. Фильтр выполнен в виде соединенных муфтами секций. Верхняя часть трубы с отверстиями соединена с одной стороны с насосом или хвостовиком муфтой, а с другой стороны с расположенной ниже секцией фильтра. Повышается надежность работы, упрощается конструкция, увеличивается межремонтный период. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ установки скважинного фильтра в паронагнетательной горизонтальной скважине // 2522031

Изобретение относится к разработке месторождений высоковязкой нефти при вскрытии пластов паронагнетательными горизонтальными скважинами. Способ включает бурение горизонтальной скважины, спуск эксплуатационной колонны со скважинным фильтром со срезаемыми пробками в отверстиях и пакерами. В процессе бурения определяют фильтрационно-емкостные характеристики, делят ствол скважины на зоны, которые отличаются фильтрационно-емкостными характеристиками в 1,5-1,6 раза, подбирают площадь проходных сечений отверстий фильтра и их количество для каждой зоны. На устье фильтр внутри оснащают срезной воронкой, а снаружи - водонабухающими пакерами, спускают в скважину колонну и устанавливают фильтр, чтобы водонабухающие пакеры находились на границах зон пласта с различающимися характеристиками. Производят крепление колонны, на устье собирают компоновку снизу вверх: магнитный ловитель, толкатель, жесткий центратор с переточными каналами. Спускают компоновку в скважину до упора толкателя в срезную воронку, разгружают колонну труб, перемещают срезную воронку до упора в первый ряд срезаемых пробок, полностью разгружают колонну труб на воронку и разрушают первый ряд срезаемых пробок. Перемещают колонну труб от устья к забою и разрушают следующий ряд пробок с фиксацией их на магнитном ловителе. Вновь полностью разгружают колонну труб на воронку и разрушают оставшиеся ряды пробок, извлекают колонну труб с компоновкой. Изолируют отверстия в нижнем периметре фильтра. Повышается качество вскрытия пласта, сокращается время установки фильтра. 4 ил.

Фильтр погружного электроцентробежного насоса // 2525888

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для защиты глубинных скважинных электроцентробежных насосов от засорения механическими примесями. Устройство включает корпус с фильтрующим элементом, установленный на корпусе уплотнительный элемент, отделяющий приемную часть фильтра от выкидной. Уплотнительный элемент выполнен в виде «зонта», представляющего собой каркас из металлических спиц с натянутой между ними нефтестойкой резиной. Устройство снабжено пружиной, держателем и заряженной батареей, заряд которой рассчитан на спуск на заданную глубину, обеспечивающей нахождение «зонта» в закрытом положении. Повышается надежность фиксации уплотнения, повышается качество перекрытия пластов. 2 ил.

Способ снижения водопритока в горизонтальный ствол скважины трещинно-порового коллектора // 2527413

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для снижения водопритока в горизонтальные скважины при разработке трещинно-порового коллектора нефтяной залежи. Способ включает определение среднего расстояния между трещинами, разделение горизонтального ствола скважины на секции пакерами, спуск на насосно-компрессорных трубах устройств для контроля притока в горизонтальный ствол скважины, отбор продукции из горизонтальной скважины. При этом горизонтальный ствол скважины разделяют водонабухающими пакерами на секции, с длиной каждой секции от 20 м до 50 м в зависимости от расстояния между трещинами и длины горизонтального ствола. Устройства контроля притока в горизонтальный ствол скважины выполняют с диаметром d отверстий в стенках, сопоставимым с размерами капиллярных трубок для нефти данного коллектора, а сами отверстия выполняют из гидрофобного материала. Длину каждого устройства контроля притока выполняют длиной от 5 м до 12 м и устанавливают в количестве не более 5 штук в каждой секции между пакерами, общее количество отверстий N в устройствах контроля притока во всем горизонтальном стволе, депрессии и диаметром d отверстий определяют по соотношению. Добычу продукции скважины ведут при условии, чтобы гидродинамические силы, создаваемые забойным давлением, не превышали капиллярные силы продвижения нефти через отверстия устройств контроля притока, т.е. чтобы депрессия в скважине удовлетворяла упомянутому соотношению. Технический результат заключается в повышении коэффициента нефтеизвлечения. 1 ил.

Способ разработки нефтяной залежи скважинами с горизонтальным окончанием // 2539486

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке многопластовых залежей нефти скважинами с горизонтальным окончанием. Технический результат - повышение эффективности разделения нефти и воды в стволе скважины, повышение эффективности заводнения и, как следствие, увеличение нефтеотдачи залежи. По способу выделяют участки в виде интервалов продуктивного пласта вдоль горизонтального ствола добывающей скважины. Спускают колонны труб с фильтром. Разделяют горизонтальный ствол скважины на секции пакерами. Разделяют продукцию в скважине. Осуществляют одновременный отбор продукции и закачку воды. При этом участки пласта выделяют по проницаемости. При их отличии друг от друга в более чем два раза в местах границ участков размещают водонабухающие пакеры. Внутреннюю часть фильтра выполняют со сплошной горизонтальной перегородкой, идущей вдоль всего фильтра. Этой перегородкой разделяют фильтр на верхнюю и нижнюю части. Перегородка имеет гидрофильную поверхность со степенью гидрофильности не менее 99%. Капиллярные отверстия имеют диаметр не более 2 мм. Плотность размещения отверстий - не менее 50 отв./м. Горизонтальное положение перегородки контролируют датчиками, установленными в начале и в конце фильтра. Верхнюю часть стенки фильтра выполняют перфорированной, а нижнюю - сплошной. В жидкости, попадающей из ствола скважины через верхнюю часть фильтра, обеспечивают снижение доли воды. Обеспечивают подачу воды через гидрофильную поверхность и капиллярные отверстия в нижнюю часть фильтра. До перфорационных отверстий фильтра устанавливают пакер для отсечения межтрубного пространства скважины. Нижняя часть фильтра имеет отверстия для ухода воды в межтрубное пространство. Эту воду с помощью насоса закачивают в другой пласт. Нижняя часть фильтра не имеет сообщения с колонной труб, на которых спускают фильтр. Верхняя часть фильтра имеет сообщение с колонной труб. Жидкость с меньшей долей воды из верхней части фильтра подают в колонну труб, которую поднимают насосом на поверхность. 3 ил., 1 пр.

Фильтр скважинный // 2540748

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Устройство включает полимерный волокнисто-пористый фильтрующий элемент в виде отдельных секций, соединенных между собой по наружному периметру металлическими стягивающими шпильками, которые с одной стороны ввернуты в поднасосную или концевую муфту, а с другой - в Ж-образную муфту, во внутреннюю полку которой упирается один торец фильтрующего элемента. Второй торец фильтрующего элемента упирается в концевую или поднасосную муфту, в которой выполнен клапанный элемент в виде сквозного отверстия в форме двух установленных один над другим цилиндров с разными диаметрами оснований, с запорным органом, соответствующим по конфигурации упомянутому сквозному отверстию. Надежность крепления секций фильтрующего элемента обеспечивают двойные гайки. Повышается эффективность работы фильтра за счет увеличения срока эксплуатации фильтрующих элементов, клапанного элемента в частности, т.к. облегчается перемещение его запорного органа. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фильтрующее скважинное устройство // 2543247

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предотвращающим попадание частиц механических примесей в электроцентробежный насос. Устройство содержит корпус с верхними входными отверстиями, расположенную коаксиально корпусу отводящую трубу с участком радиальных отверстий и предохранительным клапаном на нижнем торце, шнек, насаженный на отводящую трубу, щелевой фильтр, перекрывающий участок с радиальными отверстиями отводящей трубы, и контейнер внизу корпуса. Отводящая труба установлена внутри корпуса, а шнек размещен между верхними входными отверстиями и щелевым фильтром. Увеличивается ресурс работы, поддерживается стабильная пропускная способность устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фильтрующий модуль // 2551596

Изобретение относится к добыче текучих сред из буровых скважин, в частности к их подземному фильтрованию. Устройство содержит несущий корпус в виде трубы, вал, фильтрующий элемент из, по меньшей мере, одного блока автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок, установленный коаксиально с корпусом. Модуль снабжен, по меньшей мере, одной захватной втулкой, коаксиально установленной на поверхности корпуса, по меньшей мере, одним дополнительным распорным кольцом на стыке смежных блоков сменных втулок, установленным на наружной поверхности корпуса и снабженным радиальным отверстием. Центратор в виде тонкостенного кольцевого каркаса, имеющего поперечное сечение со смежными выступами и впадинами в радиальном направлении, установлен с возможностью примыкания выступов к внутренней поверхности фильтрующего элемента и впадин к наружной поверхности корпуса. Внутренняя поверхность каждой захватной втулки снабжена равномерно по ней распределенными радиальными углублениями, выполненными открытыми со стороны несущего корпуса и сквозными вдоль продольной оси захватной втулки. Наружная поверхность каждой захватной втулки и верхнего фланца модуля снабжены выступами. Корпус модуля в зоне размещения каждого подшипника скольжения снабжен, по меньшей мере, одним радиальным каналом и радиальным отверстием. Повышается надежность и долговечность эксплуатации, облегчается обслуживание, повышается производительность. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Скважинный расширяющийся фильтр // 2557273

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при добыче нефти, а именно к скважинным расширяющимся фильтрам. Фильтр содержит опорную трубу с равномерно прорезанными по окружности продольными пазами с большим основанием внутри и меньшим снаружи. В пазы уложен разбухающий эластомер, поверх эластомера введены фильтрующие реечные щетки, способные к выдвижению наружу при разбухании эластомера. Форма корпуса реечных щеток соответствует форме продольного паза, а ширина корпуса превышает ширину меньшего основания паза. Упрощается конструкция, увеличивается производительность погружного насоса. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.