Устройство для очистки фильтра в скважине

 

Союз Советскмн

Социапистнческнн

Республик

О П И С А Н И Е „„88Зз48

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 200380 (21) 2897090/22-03 (5I)М. КЛ.

Э с присоединением заявки J%

Е 21 В 43/08

Государетвенне1Й камнтет

СССР (23) Приоритет во делам нзабретенн11 н открытий

Опубликовано 23.1 1,81. Бтоллетень h% 43 (53) ggg б22. 245.54(088.8) Дата опубликования описания 23,11.81 (72) Авторы изобретения

В.Н.Коршунов и В.А.Машков

1{аучно †производственн объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть" Министерства нефтяной промышленности СССР (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРА В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, и в ча. стности к устройствам, служащим для восстановления проницаемости фильтра в условиях скважины.

Наибольший эффект восстановления проницаемости фильтра достигается в тех случаях, когда на кольматирующий осадок воздействуют динамическими импульсами с одновременной очисткой засоренной поверхности от осадка.

1О

Известно устройство дл".. очистки наружной поверхности фильтрующего элемента путем обеспечения возвратно— поступательного перемещения кожуха

15 со скребками (кольцами) относительно прямоугольных пружин фильтра и образования рыхлой зоны. Возвратно-поступательное перемещение кожуха осуществляется за счет перемещения на

20 определенную величину «ля",."иной кожухом колонны груб. Ме:.енизм лев ремещения установлен на устье скважины fl).

По окончании промывки и очистки фильтра кожух с кольцами колонной насосно-компрессорных труб возвраща ется в исходное положение.

Недостатком этого способа и устройства самоочистки фильтра является использование для перемещения кожуха со скребками наземного механизма, необходимость наличия в скважине источника давления, для проведения работ по очистке фильтра необходима остановка скважины, необходимость постоянного контроля за скважиной и большая повторяемость остановок скважины для проведения процесса.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для очистки фильтра в скважине, содержащее гидроцилиндр с кольцевым силовым поршнем с полым штоком на нижнем торце, фильтрующий элемент с полым штоком, установленный в прикрепленном к нижней части цилиндра со скребками на внутренней повеюх883348 ности и радиальными отверстиями, клапан, выполненный в виде втулки с осевым и радиальным каналами в нижней

Части и полость нац кольцевым силовым поршнем, сообщенную с внешним пространством $2).

Недостатком является сложность конструкции.

Цель изобретения — упрощение кон"трукции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено стопором для фиксации втулки в верхнем положении и подпружиненной гильзой, установленной концентрично внешней поверхности втулки, в осевом канале которой установлен обратный клапан и которая прикреплена к нижнему концу штока силового поршня и выполнена с дополнительным радиальным каналом B верхней части, а поршневая полость гидроцилиндра сообщена с внутренней полостью фильтрующего элемента, причем гильза установлена с возможностью поочередного перекрытия радиальных каналов втулки, а шток — с возможностыа взаимодействия со стопором и втулкой для перекрытия канала штока в крайнем нижнем положении.

Кроме того, с целью обеспечения прямой промывки фильтра путем подачи промывочной жидкости с поверхности, н фильтре установлен обратный клапан.

Ф

На фиг. 1 изображено в разрезе устройство для самоочистки фильтра, исходное положение, на фиг. 2 — в разрезе устройство для самоочистки фильтра в момент встречи бойка плунжера с полым штоком, т.е в момент очистки фильтра.

Устройство для самоочистки фильт. ра содержит разъемный корпус гидроцилиндра 1, связанный верхним концом с колонной насоснокомпрессорных труб

2 и нижним концом с кожухом 3. Внут ри корпуса гидроцилиндра 1 установлен кольцевой силовой поршень 4, с которым через удлинитель 5 соединена втулка 6 с бойком 7 на нижнем конце.

Втулка 6 охватывается гильзой 8, содержащей внутренние кольцевые канавки 9. Фиксатор 10 установлен на внешней стороне втулки 6 с возможностью взаимодействия с кольцевыми канавками 9. Гильза 8 связана с пру жиной 11, установленной на приливе с внешней стороны с возможностью взаимодействия верхним концом с раз4 делительной шайбой 12, а нижним концом — с опорной плитой 13.

Во втулке 6 выполнены осевой канал, в котором установлен обратный клапан 14 и радиальные отверстия

15 и 16. Втулка 6 опирается на стопор 17, установленный на оси на опорной плите 13.

Нижний конец корпуса гидроцилинд1О ра 1 перекрыт гайкой 18, внутри которой проходит полый шток 19, связанный нижним концом с фильтром 20.

Фильтр 20 выходит во внутреннюю полость кожуха 21, в котором установ13 лены скребки 22, охватывающие наружную поверхность фильтра 20. На нижнем конце фильтра 20 расположен клапан 23

В корпусе гидроцилиндра 1 над р11 кольцевым силовым поршнем 5 имеется кольцевая полость 24, связанная радиальным отверстием 25 с полостью скважины. Кольцевая полость под кольдевым силовым поршнем 5 связана д через отверстие 26 с внутренней полостью фильтра 20.

Устройство работает следующим образом.

На колонне насосно-компрессорных труб 2 устройство"опускается в скважину в положении, когда втулка 6 опирается на стопор 17 и радиальные отверстия 15 открыты для перетока пластовой жидкости из полости фильтра 20 в полость насосно-компрессорных груб 2.

Пластовая жидкость проходит че1 ез фильтр 20, полый шток 19 внутрь корпуса гидроцилиндра 1.и через рациальные отверстия 15 во втулке 6 по осевому каналу удлинителя 5, осевому каналу кольцевого силового поршня 4 в полость колонны насоснокомпрессорных труб 2 и далее на по45 верхность.

В начальный момент эксплуатации скважины наружная поверхность фильтра 20 еще не загрязнена и обладает малым гидравлическим сопротивлением, т;е. перепад давления на фильтре 20

59

Минимальный. С течением времени нанужная поверхность фильтра 20 кольматируется и гидравлическое сопротивление на нем возрастает.

При определенном перепаде давления иа фильтре 20, порядка 5-7 атм, фильтр 20 совместно с полым штокьм

19 перемещается вверх внутри кожуха

883348

3. Одновременно этот же перепад давления действует через радиальное отверстие 25 в корпусе гидроцилиндра

1, на кольцевой силовой поршень 4.

Полый шток 19 с фильтром 20 верхним концом воздействует на стопор 17, который поворачивается на оси и выходит из взаимодействия с бойком 7 втулки 6.

Кольцевой силовой поршень 4 силой давления пластовой жидкости на свою площадь движется ускоренно вниз до встречи бойка 7 с верхним концом полого штока 19, перекрывая при этом проходное сечение осевого канала, и начинает двигать полый шток 19 с фильтром 20 в крайнее нижнее положение. При этом скребки 22, закрепленные на внутренней поверхности кожуха

З.и охватывающие фильтр 20 по периметру, производят его механическую очистку от осадка.

При подходе кольцевого силового поршня 4 и бойка 7 с втулкой 6 к нижнему положению соответственно относительно разделительной шайбы 12 и опорной плиты 13 пружина 11, связанная с гильзой 8 сжимается и переключает гильзу 8 в верхнее положение относительно втулки 6.

Фиксатор 10 входит в зацепление с нижней канавкой гильзы 8. Гильза

8 перекрывает радиальные отверстия

15, изолируя переток пластовой жидкости из полости фильтра 20 в полость насосно-компрессорных труб 2.

Через калиброванное отверстие 16 давление внутри корпуса гидроцилиндра 1 выравнивается с пластовым и действует через отверстие 26 в разделительной шайбе 12 на кольцевой силовой поршень 4.

Давление пластовой жидкости во внутренней полости насосно-компрессорных труб 2 при продолжающемся отборе меньше, чем во внутренней полости корпуса гидроцилиндра 1. Под цействием перепада давления, суще— ствующем на втулке 6, кольцевой силовой поршень 4 перемещается внутри корпуса гидроцилиндра 1 вверх.

Пружина 11 взаимодействует с разделительной шайбой 12 и перемещает гильзу 8 вниз. Радиальные отверстия

15 открываются для герето::." пластовой жидкости из полости фильтра 20 в полость насосно-компрессорных труб 2.

При подходе кольцевого силового поршня 4 и связанного с ним через удлинитель 5 втулки 6 с бойком 7 к крайнему верхнему положению, стопор 17 входит во взаимодействие с торцом бойка 7 и фиксирует его в этом положении. Если фильтр 20 недостаточно очистился за один цикл, то количество циклов действия гидроудара и механической очистки скребками 22 наружной поверхности фильтра 20 продолжается циклически до тех пор, пока сопротивление . движению пластовой жидкости на фильтре 20 не станет оптимальным для его нормальной эксплуатации.

При длительной работе устройства на забое скважины «п1же фильтра 20 накапливается шлам, который необходимо периодически удалять из скважины.

Для этого используется прямая промывка промывочной жидкостью, подаваемой с поверхности 1I0 насосно-компрессорным трубам 2.

Промывочная жидкость через радиальные отверстия 15 и клапан 14 прямой промывки подается во внутреннюю полость корпуса гидроцилиндра I и.далее через осевой канал в полом штоке 19 во внутреннюю полость фильтра

20. Клапан 23 рассчитывается на определенный перепад давления и открывается потоком промывочной жидкостй.

Промывочная жидкость фильтруется через поверхность фильтра 20, избыток протекает через клапан 23 и обратный поток выносит осадок из полости скважины по межтрубному пространству (не показан) на поверхность.

После окончания промывки клапан 14 прямой промывки во втулке 6 и клапан

23 фильтра 20 закрываются и устройство для самоочистки фильтра в скважине работает в автономном режиме.

Применение устройства для самоочистки фильтра в скважине позволяет увеличить межремонтный период работы скважины и получить дополнительную продукцию.

Очистка наружной поверхности фильтра 20 на забое скважины позволяет постоянно поддерживать его в рабочем состоянии, причем при этом имеется возможность осуществлять эффективную эксплуатацию скважины фильтром с меньшей поверхностью фильтрации, чем при существующих ныне способах очистки,т.е. уменьшить общую длину фильтра.

883348 .)кономический эффект от использования данного изобретения составит на одной скважине около 8 тыс.руб, Формула из обре тения

1. Устройство для очистки фильтра в скважине, содержащее гидроцилиндр с кольцевым силовым поршнем с полым штоком на нижнем торце, фильтрующий элемент с полым штоком, установленный в прикрепленном к нижней части цилиндра кожухе1со скребками на внутренней поверхности и радиальными отверстиями, втулку с радиальным каналом в нижней части и полость над кольцевым. силовым порш нем, сообщенную с внешним пространством, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, оно снабжено стопором для фиксации втулки в верхнем положении и подпружиненной гильзой, установленной концентрично внешней поверхности втулки. в осевой канал которой установлен обратный клапан и которая прикре л<— на к нижнему концу штока силового поршня и выполнена с дополнительным радиальным каналом в верхней части, а подпоршневая полость гидроцилиндра сообщена с внутренней полостью фильтрующего элемента, причем гильза установлена с возможностью поочередного перекрытия радиальных каналов

10 втулки, а шток фильтрующего элемента — с возможностью взаимодействия со стопором и втулкой для перекрытия канала штока в крайнем нижнем положении.

15 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения прямой промывки фильтра путем подачи промывочной жидкости, в фильтре установлен обратный клапан.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 11 - 3901320, кл. 166-311, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

25 по заявке -2791378, кл. Е 21 В 43/08, 1979 (прототип), 883348

77

Ю

27

О

Фиг. Я

ВНИИПИ Заказ 10148/46 Тираж 630 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная,4