Скважинный самоочищающийся фильтр

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных, газовых и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта. Устройство включает выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов. Обмотка фильтровой рубашки образована внутренним и внешним слоями в виде немагнитного капронового шнура трапецеидального или волнового профиля. Внутренний слой обмотки образован витками, расположенными на расстоянии друг от друга. Внешний слой обмотки образован витками, плотно расположенными друг к другу, или в виде синтетической тканевой сетки. Соединительные элементы выполнены в виде верхнего и нижнего переводников. Верхний переводник выполнен как лево-правый, в нижней части фильтра расположен отстойник, соединенный с нижним переводником и промывочным клапаном. Фильтр снабжен несущим немагнитным стержнем, расположенным внутри и соосно с перфорированным каркасом. На несущем немагнитном стержне размещены кольцевые постоянные магниты, между которыми расположены проставки из немагнитного материала. Повышается качество фильтрации, предотвращается закупорка фильтрующих элементов. 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных, газовых и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта.

Известен также скважинный фильтр, включающий перфорированный каркас с опорными стержнями и витками профилированной проволоки (А.с. СССР №1712591, опубликован 15.02.1992 МПК Е21В 43/08).

Недостатком этого фильтра является низкая коррозийная стойкость, преждевременная кольматация, сложность и неэффективность ремонта скважин при необходимости.

Известен скважинный фильтр, выполненный из полиэтилена или пропилена (Патент РФ №2258786, опубликован 20.08.2005. МПК Е04В З/18) с промывочной фильтрующей обмоткой, корпус фильтра выполнен немагнитным, перфорированный каркас с опорными стержнями и витками проволоки.

Недостатком этого фильтра является то, что при эксплуатации его фильтрующие отверстия зарастают бикарбонатами кальция или магния (гидрогеологические скважины), тяжелыми фракциями нефти (нефтяные скважины), что приводит к преждевременной кольматации и выходу из строя фильтра.

Известен скважинный фильтр, принятый за прототип, выполненный из немагнитного перфорированного каркаса (Патент РФ №2478775, опубликован 10.11.2012 г. МПК Е21В 43/08) фильтрующей обмотки из немагнитного шнура и кольцевых постоянных магнитов, расположенных на внешней поверхности фильтра.

Недостатком известного фильтра является то, что после установки фильтра на забой, пространство между магнитами - центраторами -заполняется частицами продуктивного пласта. Фильтр становится не извлекаемым, кроме того, диаметральные размеры (внутренний и наружный) диаметры кольцевого магнита приводят к необходимости уменьшить диаметр трубы скважинного фильтра по отношению к диаметру пробуренной скважины, что приводит к уменьшению поверхности фильтрации и в конечном итоге, приводит к уменьшению его производительности. Также расчеты показывают, что в зависимости от коэрцитивной силы, напряженности магнитного поля, размеров (ширины) и расстояния между кольцевыми магнитами, они (магниты) могут перекрывать до 30% полезной площади фильтра что, дополнительно приводит к уменьшению его производительности.

Задачей изобретения является создание скважинного фильтра с самоочисткой, простого в эксплуатации, не связанного с источником электропитания и имеющего максимальный удельный дебит.

Технический результат - повышение качества фильтрации механических примесей, а также предотвращение закупорки фильтрующих элементов при исключении кольматации в процессе эксплуатации.

Достигается поставленная задача за счет того, что самоочищающийся скважинный фильтр, включающий выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов, обмотка фильтровой рубашки каркаса образована внутренним и внешним слоями в виде немагнитного капронового шнура трапецеидального или волнового профиля, внутренний слой обмотки образован витками, расположенными на расстоянии друг от друга, внешний слой обмотки образован витками плотно расположенными друг к другу или в виде синтетической тканевой сетки, соединительные элементы выполнены в виде верхнего и нижнего переводника, причем верхний переводник выполнен как лево-правый, в нижней части фильтра расположен отстойник, соединенный с нижним переводником и промывочным клапаном, расстояние между кольцевыми постоянными магнитами определяют в зависимости от коэрцитивной силы и напряженности магнитного поля, а витки немагнитного капронового шнура внутреннего слоя обмотки уложенного на каркас меньшим основанием трапециевидного профиля, фильтр дополнительно снабжен несущим немагнитным стержнем, расположенным внутри и соосно с перфорированным каркасом, на несущем немагнитном стержне размещены кольцевые постоянные магниты, между которыми расположены проставки из немагнитного материала.

На фиг. 1 представлен общий вид скважинного фильтра.

Скважинный самоочищающийся фильтр, включающий выполненные из немагнитного материала каркас 1 с отверстиями 2 и кольцевыми постоянными магнитами 6, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой 8, прокладочными элементами в виде опорных стержней 11 и соединительных элементов, выполненых в виде верхнего 7 и нижнего 4 переводника, причем верхний переводник 7 выполнен как лево-правый, обмотка фильтровой рубашки 8 каркаса 1 образована внутренним 12 и внешним слоями в виде немагнитного капронового шнура трапецеидального или волнового профиля, внутренний слой 12 обмотки образован витками, расположенными на расстоянии друг от друга, внешний слой обмотки образован витками плотно расположенными друг к другу или в виде синтетической тканевой сетки, в нижней части фильтра расположен отстойник 5, соединенный с нижним переводником 4 и промывочным клапаном 3, расстояние между кольцевыми постоянными магнитами 6 определяют в зависимости от коэрцитивной силы и напряженности магнитного поля, а витки немагнитного капронового шнура внешнего слоя обмотки уложенного на каркас 1 меньшим основанием трапециевидного профиля. Фильтр дополнительно снабжен несущим немагнитным стержнем 10, расположенным внутри и соосно с каркасом 1, на несущем немагнитном стержне 10 размещены кольцевые постоянные магниты 6, между которыми расположены проставки 9 из немагнитного материала.

Элементы скважинного фильтра выполнены из немагнитных материалов: перфорированная полиэтиленовая или пропиленовая труба, опорные немагнитные стержни, капроновый или нейлоновый шнур. Внешним фильтрующим элементом может быть синтетическая тканевая сетка или плотно намотанный немагнитный шнур. На перфорированный каркас монтируются кольцевые постоянные магниты на расстоянии друг от друга, зависящем от диаметра фильтра, коэрцитивной силы и напряженности магнитного поля.

Работает скважинный фильтр следующим образом:

Вода проходит через отверстия 2 немагнитного каркаса 1 и омагничивается кольцевыми постоянными магнитами 3. При пересечении водой магнитных силовых линий катионы солей жесткости выделяются не на поверхности фильтра, а в массе воды уже прошедшей фильтр, т.е. зарастание фильтрующей поверхности фильтра не происходит.

Механизм образования зародышевых кристаллов под действием магнитного поля происходит следующим образом. Магнитное поле оказывает на диполи воды ориентационно - поляризующее действие, в результате чего происходит изменение структуры воды, заключающееся в изменении вида связи диполей воды между собой; возникает двойная водородная связь вместо одинарной.

В процессе работы гидрогеологических скважин происходит снижение их удельного дебита в результате процессов механического, биологического и химического кольматажа. Наиболее отрицательное влияние на надежность и долговечность водозаборных скважин оказывает химический кольматант, который проявляется в заполнении порового пространства прифильтровой зоны, фильтра, водоподъемного оборудования и элементов погружных насосов нерастворимыми в воде оксидами и гидрооксидами различных металлов (Ca, Mg, Fe, Mn, АС и др.)

Следствием этого является сближение гидратированных ионов Са2+ и СOз2- и образование соответствующих сочетаний ионов, а в дальнейшем - молекул. Ионы Са2+ и СOз2-, находящиеся в растворе, присоединяются к этим зародышевым молекулам, образуются местные уплотнения пересыщения, которые в конечном итоге становятся центрами кристаллизации. Выпадение кольматантов на фильтрах гидрогеологических скважин связано с нарушением химического равновесия в пласте и проходит при отборе подземных вод. Нарушение химического равновесия определяется десорбцией свободной углекислоты вследствие изменения ее парциального давления. Как правило, кольматант многокомпонентный, в его составе присутствует кальцит Са(СО3), сидерит Fe(С03), магнезит Mg(C03), пирит FeS2, пиролюзит Mn02 и другие труднорастворимые соединения, которые забивают фильтрующую сетку и скважины выходят из строя. Устранить отложения кольматанта, повысить удельный дебит скважин и интенсифицировать процесс отбора воды через фильтр гидрогеологических скважин возможно за счет предложенной конструкции скважинного фильтра.

Самоочищающийся скважинный фильтр, включающий выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов, обмотка фильтровой рубашки перфорированного каркаса образована внутренним и внешним слоями в виде немагнитного капронового шнура трапецеидального или волнового профиля, внутренний слой обмотки образован витками, расположенными на расстоянии друг от друга, внешний слой обмотки образован витками, плотно расположенными друг к другу, или в виде синтетической тканевой сетки, соединительные элементы выполнены в виде верхнего и нижнего переводников, причем верхний переводник выполнен как лево-правый, в нижней части фильтра расположен отстойник, соединенный с нижним переводником и промывочным клапаном, расстояние между кольцевыми постоянными магнитами определяют в зависимости от коэрцитивной силы и напряженности магнитного поля, а витки немагнитного капронового шнура внутреннего слоя обмотки уложены на каркас меньшим основанием трапециевидного профиля, отличающийся тем, что фильтр дополнительно снабжен несущим немагнитным стержнем, расположенным внутри и соосно с перфорированным каркасом, на несущем немагнитном стержне размещены кольцевые постоянные магниты, между которыми расположены проставки из немагнитного материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - сокращение времени на обработку пласта скважины за счет сокращения продолжительности подготовки процесса закачки раствора соляной кислоты в пласт в импульсном режиме.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам для добычи нефти из буровых скважин путем создания вторичного давления в пласте с целью вытеснения нефти и поддержания пластового давления с помощью закаченного в пласт газа.

Изобретение относится к способу верификации модели скважины, который содержит этапы: получение сохраненных скважинных данных существующей скважины, формирование модели на основе полученных скважинных данных, погружение инструмента для выполнения рабочей задачи в существующую скважину, причем инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении, получение от инструмента данных инструмента, соответствующих измеренным в текущее время характеристикам скважины, при этом указанные данные инструмента представляют свойства скважины, имеющие отношение к эксплуатации скважины и производительности инструмента, и выполнение проверки подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента.

Группа изобретений относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использована при добыче углеводородов из скважин при интенсивном притоке в скважину воды с песком.

Изобретение относится к техническим средствам для тепловой обработки продуктивного пласта и подъема продукции из скважин со сверхвязкой нефтью и природными битумами.

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к технике подъема добываемой продукции скважин, а именно водогазонефтяных эмульсий, и касается конструкции скважинных насосных установок.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу контроля разработки месторождений высоковязкой нефти путем количественной оценки плотности запасов в обводненном пласте с учетом влияния реологических факторов на полноту вытеснения нефти водой.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для проведения поинтервального многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП) в скважинах преимущественно с горизонтальным окончанием или боковых стволах реанимируемых скважин.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для регулирования добычи флюида при эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта. Устройство включает выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта. Устройство включает выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта. Устройство включает выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов.
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области эксплуатации промысловых скважин, и может быть использовано при разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений вертикальными скважинами с обсаженным стволом.
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области эксплуатации промысловых скважин, и может быть использовано при разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений вертикальными скважинами с обсаженным стволом.

Группа изобретений относится к области строительства нефтегазодобывающих и паронагнетающих скважин. Скважинное устройство регулирования потока сред содержит базовую трубу с муфтой, на наружной поверхности базовой трубы установлены клапанные устройства и фильтрующий элемент.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано в установках электроцентробежных насосов (УЭЦН) для скважинной добычи нефти в условиях, осложненных высоким содержанием абразивных частиц в пластовой продукции, в качестве входного устройства для очистки пластовой жидкости.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано в установках электроцентробежных насосов (УЭЦН) для скважинной добычи нефти в условиях, осложненных высоким содержанием абразивных частиц в пластовой продукции, в качестве входного устройства для очистки пластовой жидкости.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к погружным скважинным насосам с приемным фильтром. Устройство содержит приводной вал, цилиндрический корпус, соединенный телескопически с фильтром.

Изобретение относится к приводам вращения, размещаемым в скважине, а именно - к фильтрам для очистки бурового раствора от механических примесей на входе в гидравлический забойный двигатель.

Изобретение относится к приводам вращения, размещаемым в скважине, а именно - к фильтрам для очистки бурового раствора от механических примесей на входе в гидравлический забойный двигатель.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта. Устройство включает выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных, газовых и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта. Устройство включает выполненные из немагнитного материала каркас с отверстиями и кольцевыми постоянными магнитами, установленными на расстоянии друг от друга, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительных элементов. Обмотка фильтровой рубашки образована внутренним и внешним слоями в виде немагнитного капронового шнура трапецеидального или волнового профиля. Внутренний слой обмотки образован витками, расположенными на расстоянии друг от друга. Внешний слой обмотки образован витками, плотно расположенными друг к другу, или в виде синтетической тканевой сетки. Соединительные элементы выполнены в виде верхнего и нижнего переводников. Верхний переводник выполнен как лево-правый, в нижней части фильтра расположен отстойник, соединенный с нижним переводником и промывочным клапаном. Фильтр снабжен несущим немагнитным стержнем, расположенным внутри и соосно с перфорированным каркасом. На несущем немагнитном стержне размещены кольцевые постоянные магниты, между которыми расположены проставки из немагнитного материала. Повышается качество фильтрации, предотвращается закупорка фильтрующих элементов. 1 ил.

Наверх