Фильтрующее скважинное устройство

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предупреждающим попадание частиц породы и проппанта в электроцентробежный насос. Устройство содержит несущую трубу с отверстиями, наружный фильтрующий элемент, внутреннюю трубку, образующую с несущей трубой кольцевой зазор, открытый сверху и закрытый снизу, и предохранительный клапан на нижнем торце внутренней трубки, отделяющий ее полость от скважины. В качестве внутренней трубки применен внутренний фильтрующий элемент с обращенной внутрь фильтрующей поверхностью и с перекрытым дополнительным предохранительным клапаном верхним торцом. Повышается надежность и ресурс работ фильтрующего скважинного устройства. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предупреждающим попадание частиц породы и проппанта в электроцентробежный насос (ЭЦН).

Известно скважинное фильтрующее устройство, содержащее трубчатый каркас, верхний конец которого соединен с патрубком, а нижний конец заглублен в отстойник, щелевые фильтры, концентрично установленные снаружи и внутри трубчатого каркаса и образующие с ним наружные и внутренние вертикальные каналы, первые из которых закрыты сверху и соединены с отстойником снизу, а вторые - закрыты внизу и соединены с патрубком вверху, и клапан, отделяющий полость внутреннего щелевого фильтра от патрубка [Патент №2446274 РФ, Е21В 43/08, 2012].

Недостаток скважинного фильтрующего устройства заключается в сложности конструкции, что неблагоприятно сказывается на его надежности, трудоемкости изготовления и стоимости.

Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее опорную трубу с перфорациями, щелевые фильтры, установленные на опорной трубе, и предохранительный клапан, размещенный внутри опорной трубы между щелевыми фильтрами [Патент на ПМ №133561 РФ, Е21В 43/08, 2013].

Недостаток фильтрующего скважинного устройства состоит в низкой надежности из-за возможности несрабатывания предохранительного клапана вследствие пересыпания мелкодисперсными примесями, прошедшими через щели верхнего щелевого фильтра, следствием чего является прекращение подачи жидкости через нижний щелевой фильтр и остановка ЭЦН.

Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее верхнюю перфорированную трубу большего диаметра, снабженную на нижнем торце крышкой с центральным отверстием, в которое вставлена нижняя перфорированная труба меньшего диаметра, оснащенная заглушкой на нижнем торце, крышкой с клапаном на верхнем торце и отсечными клапанами в верхней части стенки, и щелевые фильтрующие элементы снаружи обеих труб [Патент №2396422 РФ, Е21В 43/08, 2010].

Недостатком фильтрующего скважинного устройства является сложность и низкая надежность конструкции из-за наличия нескольких клапанов, а также трудоемкость изготовления.

Известно фильтрующее скважинное устройство, включающее покрытую сеткой верхнюю трубу с отверстиями удлиненной формы, внутрь которой вставлена резиновая диафрагма с уменьшенной толщиной по вертикальной линии, совпадающей с осью вышеназванных отверстий, и нижнюю перфорированную трубу с размещенным внутри фильтрующим элементом, снабженную снизу заглушкой [Патент №2514057 РФ, Е21В 43/08, 2014].

Недостаток фильтрующего скважинного устройства выражается в невысокой пропускной способности на единицу длины, поскольку фильтрующий элемент размещен внутри нижней перфорированной трубы и имеет ограниченный диаметр и площадь поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является фильтрующее скважинное устройство, включающее несущую трубу, верхний конец которой гидравлически связан с ЭЦН, а на нижнем конце выполнены отверстия и закреплен фильтрующий элемент, внутреннюю трубку, открытую сверху, расположенную внутри несущей трубы и образующую с ней закрытый снизу кольцевой зазор, и предохранительный клапан на нижнем торце внутренней трубки, выполненный с возможностью гидравлического соединения затрубного пространства с полостью внутренней трубки [Патент на ПМ №72269 РФ, Е21В 43/10, 2008].

Недостатком принятого за прототип фильтрующего скважинного устройства является то, что оно работает в режиме фильтрации только до момента открытия предохранительного клапана, после чего на прием ЭЦН начинает поступать неочищенная пластовая жидкость.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности и ресурса работы фильтрующего скважинного устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрующем скважинном устройстве, включающем несущую трубу с отверстиями, наружный фильтрующий элемент, внутреннюю трубку, образующую с несущей трубой кольцевой зазор, открытый сверху и закрытый снизу, и предохранительный клапан на нижнем торце внутренней трубки, отделяющий ее полость от скважины, согласно изобретению, в качестве внутренней трубки применен внутренний фильтрующий элемент с обращенной внутрь фильтрующей поверхностью и перекрытым дополнительным предохранительным клапаном верхним торцом.

В качестве внутреннего фильтрующего элемента может быть использован щелевой фильтр, состоящий из скрепленных между собой внутренних продольных призматических профилей и навитого наружного призматического профиля.

Предохранительный клапан может быть выполнен в виде пластины с ослабленным сечением в виде одного или нескольких надрезов.

Дополнительный предохранительный клапан может быть выполнен в виде упругой пластины.

Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид фильтрующего скважинного устройства; фиг. 2 - предохранительный клапан, поперечное сечение; фиг. 3 - дополнительный предохранительный клапан, вид сверху; фиг. 4 - внутренний фильтрующий элемент, поперечное сечение.

Фильтрующее скважинное устройство содержит несущую трубу 1 с отверстиями 2, наружный 3 и внутренний 4 фильтрующие элементы и предохранительный клапан 5, отделяющий полость 6 внутреннего фильтрующего элемента 4 от скважины, и дополнительный предохранительный клапан 7, перекрывающий верхний торец внутреннего фильтрующего элемента 4 (фиг. 1). Внутренний фильтрующий элемент 4 образует с несущей трубой 1 кольцевой зазор 8, открытый сверху и закрытый снизу.

Предохранительный клапан 5 выполнен с возможностью гидравлического соединения полости 6 внутреннего фильтрующего элемента 4 со скважиной и представляет собой пластину 9 с кольцевым надрезом 10 для ослабления сечения, вызывающего разрушение по указанному надрезу при возникновении перепада давления (фиг. 2). Ослабление сечения пластины 9 может быть также достигнуто за счет радиальных надрезов (не показано). Пластина 9 изготовлена из материала, способного к разрушению в скважинных условиях, в том числе с образованием обломков. Дополнительный предохранительный клапан 7 представляет собой защемленную по периметру пластину 11, в которой сформирована окружная щель 12 с сохранением перемычки 13 (фиг. 3). Пластина 11 выполнена из упругого материала.

Внутренний фильтрующий элемент 4 состоит из внутренних продольных призматических профилей 14, размещенных по окружности через равный промежуток 15, и приваренного к ним снаружи в точках контакта навитого призматического профиля 16 (фиг. 4). Величина промежутка или ширина щели 15 определяет рейтинг фильтрации внутреннего фильтрующего элемента 4.

Ширина окружной щели 12 соответствует ширине щели 15 между продольными профилями 14, чтобы предотвратить проскок частиц породы при фильтрации пластовой жидкости через внутренний фильтрующий элемент 4.

Фильтрующее скважинное устройство работает следующим образом.

Всасываемая пластовая жидкость фильтруется через наружный фильтрующий элемент 3, освобождается от частиц породы и проходит через отверстия 2 в кольцевой зазор 8 между несущей трубой 1 и внутренним фильтрующим элементом 4 (фиг. 1). Сквозь открытый сверху кольцевой зазор 8 жидкость попадает в верхнюю часть несущей трубы 1, после чего покидает скважинное фильтрующее устройство и оказывается на приеме ЭЦН (не показан). В это время предохранительный клапан 5 закрыт и движение жидкости через внутренний щелевой фильтр 4 не происходит.

По мере засорения наружного фильтрующего элемента 3 механическими примесями в кольцевом зазоре 8 и гидравлически связанной с ним полости 6 внутреннего фильтрующего элемента 4 создается разряжение, в результате чего возрастает давление, действующее на клапан 5 со стороны скважины. При возрастании перепада давления выше критического значения пластина 9 клапана 5 разрушается по ослабленному сечению 10, и пластовая жидкость поступает из скважины в полость 6 внутреннего фильтрующего элемента 4, при этом обломки пластины 9 остаются в полости 6 и не попадают в ЭЦН. Пластовая жидкость фильтруется через множество щелей 15 между продольными призматическими профилями 14, оказывается в кольцевом зазоре 8 и через верхнюю часть несущей трубы 1 покидает фильтрующее скважинное устройство. Одновременно с этим малая часть потока пластовой жидкости фильтруется сквозь окружную щель 12 в пластине 11 и в очищенном состоянии сливается с основным потоком в несущей трубе 1.

В кольцевом зазоре 8 поток жидкости течет поперек навитого призматического профиля 16, в результате в нем возникают пульсации поля скоростей и поля давлений. Пульсации передаются в наружный фильтрующий элемент 3 через отверстия 2 в несущей трубе 1, порождая частичный сброс задержанных частиц породы с его фильтрующей поверхности и возобновление движения сквозь него жидкости. В свою очередь, при течении жидкости через наружный фильтрующий элемент 3 совершается очистка внутреннего фильтрующего элемента 4.

При необратимом загрязнении частицами породы щелей 15 внутреннего фильтрующего элемента 4 понижается давление в верхней части несущей трубы 1 и упругая пластина 11 прогибается вверх, пропуская поток пластовой жидкости через раскрывшуюся щель 12 на прием насоса.

За счет внутреннего фильтрующего элемента заявляемое фильтрующее скважинное устройство имеет более высокий ресурс работы по сравнению с прототипом такой же длины, поскольку обеспечивает очистку пластовой жидкости после открытия предохранительного клапана.

1. Фильтрующее скважинное устройство, включающее несущую трубу с отверстиями, наружный фильтрующий элемент, внутреннюю трубку, образующую с несущей трубой кольцевой зазор, открытый сверху и закрытый снизу, и предохранительный клапан на нижнем торце внутренней трубки, отделяющий ее полость от скважины, отличающееся тем, что в качестве внутренней трубки применен внутренний фильтрующий элемент с обращенной внутрь фильтрующей поверхностью и перекрытым дополнительным предохранительным клапаном верхним торцом.

2. Фильтрующее скважинное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве внутреннего фильтрующего элемента использован щелевой фильтр, состоящий из скрепленных между собой внутренних продольных призматических профилей и навитого наружного призматического профиля.

3. Фильтрующее скважинное устройство по п. 1, отличающееся тем, что предохранительный клапан выполнен в виде пластины с ослабленным сечением в виде одного или нескольких надрезов.

4. Фильтрующее скважинное устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный предохранительный клапан выполнен в виде упругой пластины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при доразработке нефтяной залежи преимущественно с повышенной и высокой вязкостью нефти.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к скважинным фильтрам. Устройство включает два ниппеля и по меньшей мере один фильтрующий элемент, выполненный между ограничительными кольцами, из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче жидкости и газов в составе обсадной или эксплуатационной колонны.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке скважинной жидкости. Способ включает спуск в скважину и подъем из скважины фильтра очистки скважинной жидкости, содержащего фильтрующую сетку и щелевой патрубок.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти. Устройство включает два ниппеля, по меньшей мере, один щелевой фильтрующий элемент между ограничительными кольцами, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали.

Изобретение относится к технике для текущего ремонта скважин в нефтедобывающей промышленности, в частности к фильтрам для очистки жидкости глушения. Устройство содержит входной и выкидной патрубки, герметичный цилиндрический корпус, в котором внутренняя полость разделена перегородкой, выполненной с отверстиями, на две секции.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц. Устройство включает щелевой патрубок, сетку, клапан, герметизатор межтрубного пространства скважины, муфту, корпус и цилиндрическое днище.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц. Техническим результатом является повышение эффективности очистки скважинной жидкости.

Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудования водоприемной части скважин в неагрессивных и агрессивных средах. Фильтры щелевые с намоткой профилированной проволоки устанавливаются в песчано-гравийные водоносные горизонты с контуром гравийной обсыпки и без нее, а фильтры пластмассовые из наборных колец или пластин - под прикрытием контура гравийной обсыпки.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для эксплуатации в составе установки электроцентробежного насоса с целью предотвращения попадания механических примесей, содержащихся в пластовой жидкости.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к скважинным фильтрам. Устройство включает перфорированную несущую трубу и по меньшей мере один щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца. Каждый щелевой фильтрующий элемент присоединен к несущей трубе приваркой одного ограничительного кольца. Повышается устойчивость фильтра к абразивному износу, обеспечивается необходимый уровень фильтрации и дебита в течение длительного времени, увеличивается жесткость и прочность фильтрующего элемента, появляется возможность самоочистки фильтрующих элементов. 13 з.п. ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к фильтрующим устройствам, размещаемым в интервале перфораций эксплуатационной колонны скважины для предотвращения выноса частиц породы из призабойной зоны пласта. Устройство содержит несущую перфорированную трубу и размещенную на ней щетку, наружный диаметр щетинок которой составляет не менее внутреннего диаметра эксплуатационной колонны. Корпус щетки образован сомкнутыми витками U-образного желоба спиральной полосовой щетки, а функцию радиальных каналов выполняют канавки на боковых стенках U-образного желоба или отверстия в его стенке. Сохраняется производительность скважины, удлиняется период между ее ремонтами, уменьшается износ и увеличивается наработка погружного насосного оборудования, снижается трудоемкость изготовления фильтра. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти. Фильтр включает два ниппеля и по меньшей мере один фильтрующий элемент, закрытый защитным кожухом, имеющим отверстия, и выполненный между ограничительными кольцами. Каждый фильтрующий элемент уложен на продольные элементы, а оба ниппеля приварены к крайним ограничительным кольцам. Внутри фильтра без кольцевого зазора установлен кольцевой кожух, внутри которого с кольцевым зазором установлено средство закрутки добываемого продукта. Фильтрующий элемент может быть выполнен сетчатым. Фильтрующий элемент может быть выполнен в виде одной фильтрующей сетки и двух дренажных сеток, уложенных концентрично. Повышается пропускная способность фильтра, уменьшается его вес, обеспечивается возможность очистки фильтра. 27 з.п. ф-лы, 30 ил.

Изобретение относится к области гидротехнического, мелиоративного, водохозяйственного строительства для оборудования горизонтальных дренажей. Фильтр изготовлен из стержней круглого сечения, установленных по образующей вдоль оси фильтра, соединенных кольцами жесткости из полипропилена, и имеет снаружи водоприемную поверхность из фильтрующих матов на основе базальтового волокна. Каркасообразующие стержни и фильтрующие маты отдельных звеньев соединены между собой «внахлест» с нанесением клея «Спрут» с образованием по длине сплошной водоприемной поверхности. Повышается эффективность фильтрации за счет создания сплошного однородного фронта приема дренажных вод. 5 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение на нефтепромысле при очистке попутной воды и прочих технологических жидкостей. Устройство включает корпус, отвод, сетку в отводе, крышку на отводе и уплотнение крышки. Корпус и отвод выполнены цилиндрическими, цилиндрический отвод вварен в цилиндрический корпус под углом 40-50 градусов к оси цилиндрического корпуса со стороны, обратной потоку очищаемой воды. В качестве сетки использована сетка Рабица из пружинной проволоки, свернутая в цилиндр с нахлестом от четверти до половины поверхности цилиндра с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру отвода, и длиной, равной длине от крышки до внутренней поверхности корпуса, дальней от крышки, с образованием части сетки, касающейся дальней стенки корпуса, и частично выступающей из отвода части сетки, расположенной первой по направлению потока очищаемой пластовой воды. Повышается работоспособность фильтра. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти. Устройство включает перфорированную несущую трубу и по меньшей мере один щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали. Внутри несущей трубы с кольцевым зазором установлен кожух, внутри которого с кольцевым зазором установлено устройство для закрутки добываемого продукта. Щелевые фильтрующие элементы присоединены к несущей трубе приваркой одного ограничительного кольца. Повышается устойчивость к абразивному износу, обеспечивается необходимый уровень фильтрации и дебита в течение длительного времени, увеличивается жесткость и прочность, обеспечивается возможность самоочистки. 11 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к скважинным фильтрам, применяемым для предотвращения попадания частиц породы в погружной насос. Устройство содержит несущую трубу с отверстиями, дренажный каркас и размещенный на нем фильтрующий элемент, состоящий из полимерной пленки и абразивных частиц на ее клейкой стороне. Полимерная пленка выполнена с перфорациями и намотана в виде рулона. Снижается трудоемкость изготовления скважинного фильтра. 2 ил.

Изобретение относится к области нефтяных внутрискважинных инструментов и может быть использовано для борьбы с пескопроявлением. Устройство содержит муфты, подвижные промежуточные втулки, внешний подвижный фильтр с радиальными щелями, разрезное поддерживающее кольцо, внутренний фильтр с осевыми щелями. Две муфты соединены соответственно с обоими концами внутреннего фильтра. Две подвижные промежуточные втулки установлены на обоих концах внутреннего фильтра и могут аксиально перемещаться между муфтами и вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра. Внешний фильтр установлен на промежуточных втулках и разрезном кольце, может аксиально перемещаться между муфтами и вращаться вокруг осевой линии внутреннего фильтра. Разрезное кольцо установлено в кольцевом пазу внутреннего фильтра, который соединен с муфтами, подвижными втулками и разрезным кольцом. Повышается эффективность добычи нефти за счет уменьшения накопления и уплотнения песка при фильтрации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для продолжительной защиты электроцентробежных насосов от попадания механических примесей. Устройство содержит фильтрующий элемент, ведущий и ведомый валы, соединенные между собой посредством редуктора, лопасть и элементы очистки, установленные на ведомом валу. Ведомый вал окружен фильтрующим элементом, нижний торец которого открыт, а верхний торец закрыт крышкой, через которую проходит ведомый вал. На ведущем валу расположена лопасть, заключенная в корпус с входными отверстиями внизу и выходными отверстиями вверху. На корпусе выше входных отверстий и на нижнем конце фильтрующего элемента установлены уплотнительные кольца. Повышается эффективность самоочистки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, в частности к скважинным расширяемым фильтрам для предотвращения выноса частиц породы из пласта. Устройство содержит выполненную с возможностью расширения несущую трубу с фильтрующим элементом на поверхности. Несущая труба выполнена продольно-изогнутой в форме С-образного профиля. В качестве фильтрующего элемента использован упругий материал. Наружный периметр фильтрующего элемента в поперечном сечении равен внутреннему периметру обсадной колонны в месте установки фильтра. Способ включает размещение фильтрующего элемента на поверхности несущей трубы, спуск собранного фильтра в ствол скважины к зоне перфорации, расширение несущей трубы путем перемещения через нее в осевом направлении расширяющей оправки до примыкания фильтрующего элемента к стенке ствола скважины. Расширяющую оправку закрепляют на колонне штанг и устанавливают ниже фильтра. Во время расширения фильтр удерживают с помощью колонны насосно-компрессорных труб. В качестве расширяющей оправки используют усеченный конус, имеющий поперечное сечение, на верхнем торце повторяющее внутреннюю полость фильтра и плавно переходящее в цилиндрическую форму на нижнем торце. Повышается надежность фильтра, а также технологичность его изготовления и установки в скважине. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх