Какие виды скважинных фильтров бывают, какой вид устройства лучше выбрать и почему. Фильтр щелевой нефть


Установка очистки нефти от проппанта для мультифазных насосов

В настоящей статье рассмотрен опыт ООО «РН-Уватнефтегаз» в реализации подходов к повышению надежности работы мультифазных насосных станций (МФНС) на Урненском месторождении. После остановки МФНС, вызванной попаданием проппанта в насос станции Borneman Pamps MPS 268, авторы разработали установку очистки нефти от проппанта (УОНП) со щелевым фильтром. Испытания показали, что установка работает надежно, обеспечивая 100%-ное отделение проппанта с фильтрующей способностью 0,2 мм. К настоящему моменту это единственная известная нам в России установка, работающая по принципу динамической фильтрации.

Преимущества щелевого фильтра заключаются в его высокой надежности вследствие отсутствия движущихся частей, высокой пропускной способности (15 тыс. м3/сут),  а также обусловленным конструкцией удобством выгрузки проппанта без извлечения картриджа. На данный момент установка работает надежно. За время эксплуатации с марта 2010 года промывов, равно как и поломок картриджа обнаружено не было.

24.10.2015 Инженерная практика №10/2015 Новиков Михаил Михайлович Начальник отдела главного механика ООО «РН-Уватнефтегаз» ОАО «НК «Роснефть» Павлов Геннадий Александрович Главный специалист отдела нефтегазоподготовки АО «ГМС Нефтемаш»

В марте 2010 года на кусте №1 Урненского месторождения ООО «РН-Уватнефтегаз» произошла остановка МФНС, перекачивавшей многофазную жидкость (газ, нефть, вода)добываемую скважинами куста №1, 3 Урненского месторождения, на центральный пункт сбора нефти (ЦПС) Усть-Тегусского месторождения. Остановка была вызвана заклиниванием винтовой пары вследствие попадания большого количества механических примесей (проппанта) в насосный агрегат №1. В этой связи перед отделом главного механика предприятия встала задача повышения надежности работы МФНС.

Специалисты отдела проанализировали схему работы стандартных фильтрующих станций на основе фильтров СДЖ, после чего было принято решение о принципиальной замене схемы работы фильтрующей станции. Проведенный отделом анализ позволил сделать вывод о том, что прохождение большого количества механических примесей (проппанта) через фильтр СДЖ перпендикулярно сетчатому фильтру приводит к его разрушению и попаданию проппанта в насос с последующей остановкой насоса. Два возможных решения данной проблемы предполагали применение либо гидроприводного виброфильтра с пескоуловителем, либо щелевого фильтра.

Рис. 1. Щелевой картридж

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

В процессе опытных испытаний гидроприводной виброфильтр показал низкую надежность, и разработчики пришли идее объединения названных технологий. Таким образом был сконструирован фильтр с пескоуловителем, в который был установлен щелевой картридж (рис. 1).

Процесс разработки и испытаний длился с марта 2010 года до апреля 2011 года. Мы проводили лабораторные испытания с имитацией многофазной жидкости на заводе АО «ГМС Нефтемаш». На испытательном стенде наряду с проппантом в качестве жидкости использовалась вода, а поступление свободного газа имитировалось подачей в поток сжатого воздуха (барботаж).

Испытания показали, что установка работает надежно, со 100%-ным отделением проппанта и фильтрующей способностью 0,2 мм. Попадания в линию механических примесей после прохождения потока через установку не зафиксировано.

ОПЫТНО-ПРОМЫСЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

В марте 2010 года установка была смонтирована на Урненском месторождении ООО «РН-Уватнефтегаз», после чего в течение месяца проводились пуско-наладочные работы. УОНП (рис. 2) установили перед МФНС, что позволило сделать систему фильтрации жидкости двухступенчатой. При этом эффект мультифазности насоса достигается за счет предусмотренного конструкцией минимального расстояния между рабочими органами винтовой пары насосного агрегата (0,3 мм).

Рис. 2. Установка очистки нефти от проппанта (УОНП)

Преимущества данного фильтра перед вибрационным заключаются в его высокой надежности, вследствие отсутствия движущихся частей, высокой пропускной способности (15 тыс. м3/сут), а также в удобстве выгрузки проппанта без извлечения картриджа.

При изготовлении УОНП используются отечественные материалы и технологии производства. Отметим также высокую прочность конструкции щелевого картриджа, выполненного из нержавеющей стали. Картридж изготавливается в заводских условиях, благодаря чему при ремонте установки не только исключается человеческий фактор, но и повышается технологичность операции.

Рис. 3. Схема УОНП

РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ

Традиционно при подготовке и транспортировке нефти используется метод отстоя, требующий колоссальных затрат. Разработанная установка – единственная в стране, работающая по принципу динамической фильтрации. УОНП позволяет эффективно решать проблему фильтрации жидкости без строительства на месторождении резервуаров и сепараторов большого объема.

Применение доработанной УОНП позволяет сократить операционные затраты на очистку фильтра по сравнению с использованием фильтра СДЖ, для обслуживания которого необходимо производить вскрытие верхней крышки и вынимать фильтрующий элемент.

За счет повышения надежности работы МФНС уменьшилось число потенциальных аварийных ремонтов мультифазных насосов.

На данный момент установка работает надежно, конструкция фильтра доказала свою эффективность. За время эксплуатации с марта 2010 года промывов и поломок картриджа не выявлено.

Следующим этапом внедрения разработанного устройства стала установка щелевых картриджей взамен стандартных сетчатых фильтрующих элементов во все фильтры СДЖ (20-25 шт.), действующие на месторождениях ООО «РН-Уватнефтегаз».

На сегодняшний день данную разработку планируют внедрять на своих месторождениях другие дочерние общества ОАО «НК «Роснефть», в частности, ООО «РН-Юганскнефтегаз» и ОАО «Томскнефть» ВНК.

Другие статьи с тегами: Мультифазные насосы, Наземное оборудование

glavteh.ru

Щелевой скважинный фильтр

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. Поперечное сечение проволоки выполнено пятигранным. Одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность. Каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями. Верхние грани образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол. Верхние грани выполнены перпендикулярно к продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков. Угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше, чем нижних. Угол, соединяющий нижние грани, скруглен. Повышается надежность, долговечность, эффективность фильтрации, устойчивость к износу. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти.

Известен щелевой фильтр по патенту РФ на изобретение №2445146. Изобретение относится к устройствам фильтрования жидких сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка маловязких жидких сред, например воды, керосина, бензина, ацетона, дизельного топлива и других, от механических примесей. Щелевой фильтр содержит трубу, фильтровальный участок которой имеет перфорацию в виде отверстий, фильтрующий элемент в виде навитой по спирали проволоки, пружину. Фильтрующий элемент установлен концентрично трубе между неподвижно закрепленным нижним опорным элементом в виде стакана и подвижным двусторонним упором в кольцевых зазорах между наружным диаметром трубы и внутренними диаметрами нижнего опорного элемента и подвижного двустороннего упора, с опорой на кольцевую площадку-каждого. Между подвижным двусторонним упором и верхним подвижным упором в кольцевые зазоры между наружным диаметром трубы и внутренними диаметрами упоров с опорой на кольцевую площадку каждого установлена пружина, первоначальное усилие которой превышает упругую деформацию пружины фильтрующего элемента, что обеспечивает плотное прилегание витков проволоки фильтрующего элемента. Недостатком щелевого фильтра является отсутствие нормированного фильтрующего зазора.

Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №68585. Фильтр включает несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и щелевого фильтрующего элемента выполненного из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, отличающийся тем, что под продольными элементами установлен сетчатый фильтрующий элемент в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки. Сетки закреплены фиксирующей проволокой, намотанной по спирали. Между фильтрующей сеткой и перфорированной трубой выполнен дренажный слой. Дренажный слой выполнен из проволоки, намотанной по спирали. Навивка проволоки в дренажном слое отличается по направлению от навивки фиксирующей проволоки. Дренажный слой выполнен из сетки. Диаметр проволоки дренажного слоя выполнен меньше, чем высота поперечного сечения проволоки щелевого фильтрующего элемента. Диаметр проволоки фильтрующей сетки выполнен меньше, чем диаметр проволоки дренажного слоя. Дренажный слой зафиксирован направляющими кольцами. Фильтрующие сетки, и фиксирующая проволока закреплены направляющими кольцами. Направляющие кольца выполнены из полосы стального листа. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца. Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №70300. Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлен щелевой фильтрующий элемент, содержащий, в свою очередь, продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что концентрично щелевому фильтрующему элементу установлен внешний щелевой фильтрующий элемент, имеющий аналогичную конструкцию, а зазор между ними заполнен фильтрующим наполнителем. Между щелевыми фильтрующими элементами установлены дистанционные кольца. Зазор между витками внешнего щелевого элемента не менее чем зазор между витками внутреннего щелевого элемента. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между витками фильтрующего элемента в 1, 2…10 раз. Фильтрующий наполнитель выполнен из шариков. Шарики выполнены из нержавеющей стали. Шарики выполнены из стекла. Шарики выполнены из полимерного материала. Фильтрующий наполнитель выполнен из песка. Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.

Известен щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом по патенту РФ на изобретение №2378494 Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин. Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом содержит перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой выполнен фильтрующий элемент из намотанной по спирали проволоки, соединенной с проволочными продольными стрингерами. При этом проволока в спирали уложена виток к витку, как минимум, на одной из соприкасающихся сторон проволоки выполнена обеспечивающая фильтрующий зазор тангенциальная или пересекающаяся насечка. Техническим результатом является упрощение технологии изготовления и уменьшение кольматации фильтра при добыче нефти или газа. Недостатком фильтра является высокое гидравлическое сопротивление и низкая пропускная способность.

Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №71694 (прототип). Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлены продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что проволока приварена или припаяна к продольным элементам, а соотношение шага установки продольных элементов к их высоте выполнено в диапазоне от 1,0 до 10. Между трубой и продольными опорными элементами установлена фильтрующая сетка. Между опорными продольными элементами и фильтрующей сеткой намотана проволока, выполняющая роль дренажного слоя. Между трубой и фильтрующей сеткой установлена дренажная сетка. Между продольными опорными элементами и фильтрующей сеткой установлена дренажная сетка. Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.

Задачами создания изобретения являются: повышение устойчивости фильтра к абразивному износу, а также обеспечение необходимого уровня фильтрации в течении длительного времени.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что щелевой скважинный фильтр, включающий перфорированную несущую трубу и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, причем поперечное сечение проволоки намотанной по спирали выполнено пяти граненным, одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся образуя острый угол. Верхние грани выполнены перпендикулярно к продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков. Угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше чем нижних. Угол соединяющий нижние грани скруглен. Перфорация в несущей трубе выполнена отверстиями. Отверстия перфорации в несущей трубе закрыты срезаемыми пробками. Перфорация в несущей трубе выполнена щелями вдоль трубы. Перфорация в несущей трубе выполнена щелями поперек трубы. Перфорация в несущей трубе выполнена щелями под наклоном к продольной оси. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца. На перфорированной трубе установлено два фильтрующих элемента, каждый из которых закреплен ограничительными кольцами.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения. Новизна технического решения и изобретательский уровень подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении щелевого скважинного фильтра применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…11, где:

на фиг.1 приведено поперечное сечение проволоки намотанной по спирали,

на фиг.2 приведен поперечный разрез щелевого фильтрующего элемента,

на фиг.3 приведен продольный разрез щелевого фильтрующего элемента,

на фиг.4 показан вид А,

на фиг.5 показана перфорация в несущей трубе выполненная отверстиями,

на фиг.6 показана перфорация в несущей трубе выполненная щелями вдоль трубы,

на фиг.7 показана перфорация в несущей трубе выполненная щелями поперек трубы,

на фиг.8 показана перфорация в несущей трубе выполненная щелями под наклоном к продольной оси,

на фиг.9 показан разрез Б-Б с перфорацией в несущей трубе выполненной отверстиями, на фиг.10 показан разрез Б-Б с отверстиями перфорации закрытыми срезаемыми пробками.

на фиг.11 приведен фильтр с двумя фильтрующими элементами, закрепленными на одной перфорированной трубе.

Щелевой скважинный фильтр, включающий перфорированную несущую трубу 1 и щелевой фильтрующий элемент 2, выполненный из проволоки 3. намотанной на продольные элементы 4 по спирали, причем поперечное сечение проволоки 3. намотанной по спирали, выполнено пяти граненным, одна из граней проволоки 5 шириной h выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние грани 6 образуют фильтрующий зазор δ, а нижние грани 7 сходятся образуя острый угол γ. Верхние грани 6 могут быть выполнены перпендикулярно продольной оси фильтра и параллельно верхним граням 6 соседних витков. Угол наклона β1 от поперечной оси верхних граней 6 меньше чем β2 нижних граней 7. Угол γ соединяющий нижние грани 7 может быть скруглен. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена отверстиями 8. Отверстия перфорации в несущей трубе 1 могут быть закрыты срезаемыми пробками 9. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена щелями 10 вдоль трубы. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена щелями поперек трубы 11. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена щелями 12 под наклоном к продольной оси. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента 2 установлены ограничительные кольца 13. На перфорированной несущей трубе 1 может быть установлено два фильтрующих элемента 2, каждый из которых закреплен ограничительными кольцами 13.

Щелевой скважинный фильтр работает следующим образом. Отдельные скважинные фильтры собирают в колонну на обсадных трубах или в составе подвески хвостовика, спускают в продуктивный горизонт. При наличии срезаемых пробок 9 установленных в перфорационных отверстиях 8 трубы 1, выполняется промывка забоя. После промывки пробки срезаются и добываемый продукт, через фильтрующий элемент 2, начинает поступать внутрь трубы. Газ или нефть проходят через фильтрующий зазор δ фильтрующего элемента 2. механические частицы больше фильтрующего зазора δ остаются снаружи трубы, а более мелкие или равные проходят внутрь трубы и с газом или с нефтью поднимаются на поверхность. При этом абразивные частицы, проходящие через фильтрующий зазор, истирают боковые стороны профиля проволоки, использованной для намотки фильтрующего элемента, увеличивают фильтрующий зазор и изменяют степень фильтрации. Наиболее интенсивно изнашиваются верхние углы проволоки с треугольным профилем, поэтому для снижения абразивного износа каждая боковая сторона профиля выполнена с двумя гранями 6 и 7. Причем, при уменьшении угла β1 верхней грани 6, увеличивается площадь с которой взаимодействуют абразивные частицы породы и увеличивается время, в течении которого уровень фильтрации остается неизменным. Наилучший результат по устойчивости к абразивному износу и долговечности фильтра, может быть получен в случае когда угол β1=0, при этом верхние грани 6 выполнены перпендикулярно продольной оси фильтра и параллельно верхним граням 6 соседних витков.

Применение изобретения позволило:

1. Повысить надежность и долговечность фильтра.

2. Обеспечить в течении длительного времени необходимый уровень фильтрации.

3. Обеспечить фильтрацию газа и нефти от механических примесей.

4. Повысить устойчивость фильтрующего элемента к абразивному износу.

1. Щелевой скважинный фильтр, включающий перфорированную несущую трубу, и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, отличающийся тем, что поперечное сечение проволоки, намотанной по спирали, выполнено пятигранным, одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол.

2. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что верхние грани выполнены перпендикулярно продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков.

3. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше, чем нижних.

4. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что угол, соединяющий нижние грани, скруглен.

5. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена отверстиями.

6. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что отверстия перфорации в несущей трубе закрыты срезаемыми пробками.

7. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена щелями вдоль трубы.

8. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена щелями поперек трубы.

9. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена щелями под наклоном к продольной оси.

10. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что в начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца.

11. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что на перфорированной несущей трубе установлено два фильтрующих элемента, каждый из которых закреплен ограничительными кольцами.

www.findpatent.ru

щелевой скважинный фильтр - патент РФ 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. Поперечное сечение проволоки выполнено пятигранным. Одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность. Каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями. Верхние грани образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол. Верхние грани выполнены перпендикулярно к продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков. Угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше, чем нижних. Угол, соединяющий нижние грани, скруглен. Повышается надежность, долговечность, эффективность фильтрации, устойчивость к износу. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти.

Известен щелевой фильтр по патенту РФ на изобретение № 2445146. Изобретение относится к устройствам фильтрования жидких сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка маловязких жидких сред, например воды, керосина, бензина, ацетона, дизельного топлива и других, от механических примесей. Щелевой фильтр содержит трубу, фильтровальный участок которой имеет перфорацию в виде отверстий, фильтрующий элемент в виде навитой по спирали проволоки, пружину. Фильтрующий элемент установлен концентрично трубе между неподвижно закрепленным нижним опорным элементом в виде стакана и подвижным двусторонним упором в кольцевых зазорах между наружным диаметром трубы и внутренними диаметрами нижнего опорного элемента и подвижного двустороннего упора, с опорой на кольцевую площадку-каждого. Между подвижным двусторонним упором и верхним подвижным упором в кольцевые зазоры между наружным диаметром трубы и внутренними диаметрами упоров с опорой на кольцевую площадку каждого установлена пружина, первоначальное усилие которой превышает упругую деформацию пружины фильтрующего элемента, что обеспечивает плотное прилегание витков проволоки фильтрующего элемента. Недостатком щелевого фильтра является отсутствие нормированного фильтрующего зазора.

Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель № 68585. Фильтр включает несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и щелевого фильтрующего элемента выполненного из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, отличающийся тем, что под продольными элементами установлен сетчатый фильтрующий элемент в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки. Сетки закреплены фиксирующей проволокой, намотанной по спирали. Между фильтрующей сеткой и перфорированной трубой выполнен дренажный слой. Дренажный слой выполнен из проволоки, намотанной по спирали. Навивка проволоки в дренажном слое отличается по направлению от навивки фиксирующей проволоки. Дренажный слой выполнен из сетки. Диаметр проволоки дренажного слоя выполнен меньше, чем высота поперечного сечения проволоки щелевого фильтрующего элемента. Диаметр проволоки фильтрующей сетки выполнен меньше, чем диаметр проволоки дренажного слоя. Дренажный слой зафиксирован направляющими кольцами. Фильтрующие сетки, и фиксирующая проволока закреплены направляющими кольцами. Направляющие кольца выполнены из полосы стального листа. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца. Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель № 70300. Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлен щелевой фильтрующий элемент, содержащий, в свою очередь, продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что концентрично щелевому фильтрующему элементу установлен внешний щелевой фильтрующий элемент, имеющий аналогичную конструкцию, а зазор между ними заполнен фильтрующим наполнителем. Между щелевыми фильтрующими элементами установлены дистанционные кольца. Зазор между витками внешнего щелевого элемента не менее чем зазор между витками внутреннего щелевого элемента. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между витками фильтрующего элемента в 1, 2 10 раз. Фильтрующий наполнитель выполнен из шариков. Шарики выполнены из нержавеющей стали. Шарики выполнены из стекла. Шарики выполнены из полимерного материала. Фильтрующий наполнитель выполнен из песка. Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.

Известен щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом по патенту РФ на изобретение № 2378494 Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин. Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом содержит перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой выполнен фильтрующий элемент из намотанной по спирали проволоки, соединенной с проволочными продольными стрингерами. При этом проволока в спирали уложена виток к витку, как минимум, на одной из соприкасающихся сторон проволоки выполнена обеспечивающая фильтрующий зазор тангенциальная или пересекающаяся насечка. Техническим результатом является упрощение технологии изготовления и уменьшение кольматации фильтра при добыче нефти или газа. Недостатком фильтра является высокое гидравлическое сопротивление и низкая пропускная способность.

Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель № 71694 (прототип). Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлены продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что проволока приварена или припаяна к продольным элементам, а соотношение шага установки продольных элементов к их высоте выполнено в диапазоне от 1,0 до 10. Между трубой и продольными опорными элементами установлена фильтрующая сетка. Между опорными продольными элементами и фильтрующей сеткой намотана проволока, выполняющая роль дренажного слоя. Между трубой и фильтрующей сеткой установлена дренажная сетка. Между продольными опорными элементами и фильтрующей сеткой установлена дренажная сетка. Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.

Задачами создания изобретения являются: повышение устойчивости фильтра к абразивному износу, а также обеспечение необходимого уровня фильтрации в течении длительного времени.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что щелевой скважинный фильтр, включающий перфорированную несущую трубу и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, причем поперечное сечение проволоки намотанной по спирали выполнено пяти граненным, одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся образуя острый угол. Верхние грани выполнены перпендикулярно к продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков. Угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше чем нижних. Угол соединяющий нижние грани скруглен. Перфорация в несущей трубе выполнена отверстиями. Отверстия перфорации в несущей трубе закрыты срезаемыми пробками. Перфорация в несущей трубе выполнена щелями вдоль трубы. Перфорация в несущей трубе выполнена щелями поперек трубы. Перфорация в несущей трубе выполнена щелями под наклоном к продольной оси. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца. На перфорированной трубе установлено два фильтрующих элемента, каждый из которых закреплен ограничительными кольцами.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения. Новизна технического решения и изобретательский уровень подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении щелевого скважинного фильтра применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 11, где:

на фиг.1 приведено поперечное сечение проволоки намотанной по спирали,

на фиг.2 приведен поперечный разрез щелевого фильтрующего элемента,

на фиг.3 приведен продольный разрез щелевого фильтрующего элемента,

на фиг.4 показан вид А,

на фиг.5 показана перфорация в несущей трубе выполненная отверстиями,

на фиг.6 показана перфорация в несущей трубе выполненная щелями вдоль трубы,

на фиг.7 показана перфорация в несущей трубе выполненная щелями поперек трубы,

на фиг.8 показана перфорация в несущей трубе выполненная щелями под наклоном к продольной оси,

на фиг.9 показан разрез Б-Б с перфорацией в несущей трубе выполненной отверстиями, на фиг.10 показан разрез Б-Б с отверстиями перфорации закрытыми срезаемыми пробками.

на фиг.11 приведен фильтр с двумя фильтрующими элементами, закрепленными на одной перфорированной трубе.

Щелевой скважинный фильтр, включающий перфорированную несущую трубу 1 и щелевой фильтрующий элемент 2, выполненный из проволоки 3. намотанной на продольные элементы 4 по спирали, причем поперечное сечение проволоки 3. намотанной по спирали, выполнено пяти граненным, одна из граней проволоки 5 шириной h выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние грани 6 образуют фильтрующий зазор , а нижние грани 7 сходятся образуя острый угол . Верхние грани 6 могут быть выполнены перпендикулярно продольной оси фильтра и параллельно верхним граням 6 соседних витков. Угол наклона 1 от поперечной оси верхних граней 6 меньше чем 2 нижних граней 7. Угол соединяющий нижние грани 7 может быть скруглен. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена отверстиями 8. Отверстия перфорации в несущей трубе 1 могут быть закрыты срезаемыми пробками 9. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена щелями 10 вдоль трубы. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена щелями поперек трубы 11. Перфорация в несущей трубе 1 может быть выполнена щелями 12 под наклоном к продольной оси. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента 2 установлены ограничительные кольца 13. На перфорированной несущей трубе 1 может быть установлено два фильтрующих элемента 2, каждый из которых закреплен ограничительными кольцами 13.

Щелевой скважинный фильтр работает следующим образом. Отдельные скважинные фильтры собирают в колонну на обсадных трубах или в составе подвески хвостовика, спускают в продуктивный горизонт. При наличии срезаемых пробок 9 установленных в перфорационных отверстиях 8 трубы 1, выполняется промывка забоя. После промывки пробки срезаются и добываемый продукт, через фильтрующий элемент 2, начинает поступать внутрь трубы. Газ или нефть проходят через фильтрующий зазор фильтрующего элемента 2. механические частицы больше фильтрующего зазора остаются снаружи трубы, а более мелкие или равные проходят внутрь трубы и с газом или с нефтью поднимаются на поверхность. При этом абразивные частицы, проходящие через фильтрующий зазор, истирают боковые стороны профиля проволоки, использованной для намотки фильтрующего элемента, увеличивают фильтрующий зазор и изменяют степень фильтрации. Наиболее интенсивно изнашиваются верхние углы проволоки с треугольным профилем, поэтому для снижения абразивного износа каждая боковая сторона профиля выполнена с двумя гранями 6 и 7. Причем, при уменьшении угла 1 верхней грани 6, увеличивается площадь с которой взаимодействуют абразивные частицы породы и увеличивается время, в течении которого уровень фильтрации остается неизменным. Наилучший результат по устойчивости к абразивному износу и долговечности фильтра, может быть получен в случае когда угол 1=0, при этом верхние грани 6 выполнены перпендикулярно продольной оси фильтра и параллельно верхним граням 6 соседних витков.

Применение изобретения позволило:

1. Повысить надежность и долговечность фильтра.

2. Обеспечить в течении длительного времени необходимый уровень фильтрации.

3. Обеспечить фильтрацию газа и нефти от механических примесей.

4. Повысить устойчивость фильтрующего элемента к абразивному износу.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Щелевой скважинный фильтр, включающий перфорированную несущую трубу, и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, отличающийся тем, что поперечное сечение проволоки, намотанной по спирали, выполнено пятигранным, одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол.

2. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что верхние грани выполнены перпендикулярно продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков.

3. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше, чем нижних.

4. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что угол, соединяющий нижние грани, скруглен.

5. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена отверстиями.

6. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что отверстия перфорации в несущей трубе закрыты срезаемыми пробками.

7. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена щелями вдоль трубы.

8. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена щелями поперек трубы.

9. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что перфорация в несущей трубе выполнена щелями под наклоном к продольной оси.

10. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что в начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца.

11. Щелевой скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что на перфорированной несущей трубе установлено два фильтрующих элемента, каждый из которых закреплен ограничительными кольцами.

www.freepatent.ru

Щелевой фильтр - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Щелевой фильтр

Cтраница 4

В штуцере 15 установлен щелевой фильтр 16, представляющий собой стальной стержень, вдоль которого профре-зерованы шесть канавок, поочередно не доходящих до одногоЛиз торцов на 15 мм. Топливо может попасть из одной канавки в соседнюю только через зазор между стержнем фильтра и отверстием в штуцере, который равен 0 02 - 0 03 мм. Чтобы стержень фильтра не перемещался вдоль оси, по его середине сделан изгиб, равный 0 18 - 0 3 мм. Для выемки фильтра яз штуцера на торцах стержня нарезаны отверстия для ввертывания рыма.  [46]

Нагнетаемое масло проходит через щелевой фильтр тонкой очистки, имеющий щели шириной 0 05 - 0 1 мм между стальными пластинками. Конструкция фильтра позволяет очищать его во время работы компрессора.  [47]

На рис. 126 показан щелевой фильтр двигателя Д-6, устанавливаемый между распылителем 4 и корпусом 1 форсунки. Он состоит из внешней 3 и внутренней 2 втулок. На наружной поверхности втулки 2 сделаны канавки глубиной 0 4 - 0 5 мм, попеременно начинающиеся у одного из торцов и не доходящие до другого торца. Втулки, вставленные одна в другую, образуют систему несквозных канавок, сообщающихся между собой по кольцевому зазору.  [48]

В качестве предохранительных фильтров применяют щелевые фильтры и пластины из многослойной сетки.  [49]

В нагнетательную масляную магистраль встроен щелевой фильтр тонкой очистки.  [50]

Ясно также, что для щелевых фильтров и пористых фильтрующих элементов эта закономерность не применима.  [51]

Форсунки закрытого типа, со щелевыми фильтрами, с отъемным соплом и многодырчатым распылителем; охлаждаются топливом, поступающим из приемной полости насоса.  [52]

Форсунка - открытого типа со щелевым фильтром; топливный насос одноплунжерный.  [53]

В этом случае образуется как бы щелевые фильтры, улучшающие связь скважины с пластом.  [54]

Поступающее в форсунку топливо проходит через щелевой фильтр к распылителю, выполненному со спиральной нарезкой.  [55]

Наряду с сетчатыми ФГО широко применяются щелевые фильтры - пластинчатые и ленточные.  [56]

Для разборки распылителя ( или извлечения щелевого фильтра) необходимо отвернуть гайку распылителя. После промывки распылителя ( или щелевого фильтра) при сборке форсунки гайку распылителя затянуть плотно, не допуская сильной затяжки, так как чрезмерная затяжка может привести к зависанию иглы распылителя, а для форсунок с плоской посадкой иглы - к деформации донышка распылителя и уплотнительного торца гайки распылителя или нарушению уплотнения иглы по торцу.  [57]

Подача дизельного топлива из баков к щелевому фильтру топливного насоса дизель-компрессора осуществляется при избыточном давлении, создаваемом воздухом ресивера продувок. Запорная арматура из топливопровода позволяет заправлять баки топливом последовательно при работающих дизель-компрессорах.  [58]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Щелевой фильтр или дырчатый: советы специалистов по выбору

Установка автономной водопроводной системы становится популярной в загородных домах. Чаще всего строится скважина. Для того, чтобы трубопровод не засорялся и вода была чистой монтируется фильтр для скважины. Данное устройство приобретается в магазин или делается своими силами.

Распространенная проблема скважин — это засорение, фильтр сможет легко справиться с данной ситуацией

Особенности фильтрующих систем

Самодельные фильтрующие устройства должны обладать устойчивостью к коррозии и хорошей пропускной способностью.

Фильтр на скважину представляет собой элемент обсадной трубы, который предотвращает попадание в нее крупных частиц.

Конструкция состоит из нескольких частей:

  • фильтрующего элемента, представляющего собой пористую перегородку;
  • области над фильтром;
  • и отстойником.

Фильтрующий элемент используется как перегородка, которая не позволяет различным веществам попадать в воду. В отстойнике скапливаются лишние частицы.

От работы фильтра зависит функционирование скважины.

Фильтр для скважины своими руками должен обладать следующими характеристиками:

  1. Хорошей пропускной способностью и минимальным гидравлическим сопротивлением.
  2. Устойчивостью к коррозии и химическим веществам.
  3. Качественными и надежными материалами.

Важным значением считается соотношение площади отверстий фильтрующего элемента ко всей рабочей площади устройства. Данная величина оказывает влияние на отдачу воды в скважине.

Фильтр считается дополнительной защитой поверхности шахты от обрушения.

Дырчатые фильтры с перфорацией

Дырчатый фильтр выглядит как перфорация обсадной трубы. Изготовить подобную конструкцию можно при помощи дрели. В материале трубы просверливаются дырочки в определенном порядке.

Технология создания данного фильтра такая: в трубе высверливаются отверстия, которые располагаются или в шахмотном порядке, или в линейном

Приспособление не понижает жесткость трубы. Такое устройство рекомендуется применять на больших глубинах.

Обязательным условием является то, что труба на  ¼ часть делается перфорированной.

Минимальное расстояние между отверстиями равняется 1 см. Для работы выбирается дрель. Но сверление выполняется особым способом. Инструмент размещается под углом в 45 градусов к поверхности трубы. Сверление выполняется в направлении снизу-вверх. При этом отверстия получаются овальной формы.

Затем на трубу монтируется специальная сетка. Эта деталь производится из латуни или нержавеющей стали.

Сетка для фильтра крепится следующим образом:

  1. На трубу наматывается проволока с шагом в 25 миллиметров.
  2. Проволока фиксируется методом пайки при помощи двух точечных швов.
  3. Затем крепится фильтровая сетка для скважин при помощи проволоки.

Размер сетки определятся при просеивании песка. Если конструкция пропускает около половины песка, то это подходящий вариант для фильтра.

После проведения работ зачищаются все острые края. Снизу труба закрывается пробкой из дерева. Сетка служит защитой от разных засоров.

Щелевые конструкции фильтров

Щелевой фильтр для скважины выполняется из обсадной трубы, поверхность которой надрезается болгаркой. Небольшую часть внизу оставляют целой, так как это место отстойника.

С помощью мела размечается положение прорезей. На трубе остаются участки для монтажа армирующего пояса.

Канальное отверстие прорезается после фиксации конструкции. Ширина фильтрующих каналов зависит от выбранных инструментов, а длина варьируется от 2,4 до 7,4 см.

Фильтровальная сетка дополняет устройство. Сетка при просеивании должна задерживать менее четверти всего объема песка.

Щелевой фильтр подходит для шахт с породой, склонной к обрушению. Конструкция обладает маленькой прочностью на изгиб. Поэтому система дополняется поясом жесткости.

Щелевой фильтр отличается от дырчатого большей пропускной способностью

Изготовление данного фильтра схоже с созданием конструкции с перфорацией. Разрезы производятся в шахматном или поясном порядке. Труба обматывается сеткой из латуни. Перед сеткой на трубу крепится проволока.  Для создания прочной конструкции сетка припаивается к проволоке через каждые полметра.

Конструкция щелевого фильтра имеет большую пропускную способность, чем другие изделия. На поверхности трубы нет глухих зон. Это создает жесткость системы.

Подобный агрегат отличается хорошей пропускной способностью и долговечностью.

Фильтровальные проволочные системы

Фильтровальные системы из проволоки считаются особо прочной конструкцией. Данный фильтр состоит из защитной сетки, обмотки проволоки и перфорированной трубы.

Сначала нужно сделать щелевой фильтр при помощи перфорации трубы. Припаиваются продольные ребра жесткости. Для этого подбираются пруты из нержавеющей стали, которые имеют диаметр 5 мм. Вокруг трубы монтируется проволока, диаметр которой 2,5 мм. В конце работ проволока крепится к поперечным прутам.

Скважинные фильтры отличаются высоким качеством при соблюдении определенных правил. Непрочная пайка приведет к разрушению конструкции. Создание проволочного каркаса требует особого подхода.

Фильтрующие насадки из проволоки лучше приобретать в магазине. Сборка проволочного устройства и щелевого каркаса не вызовет затруднений.

Гравийное фильтрационное сооружение

Гравийный фильтр представляет собой простое устройство фильтрующих элементов. Это специальная подсыпка, которая помещается в придонную часть источника.

Фильтрующий элемент применяется в качестве прослойки из небольшой гальки, которая помещается между водозаборной трубой и основной породой.

Вода с такой системой хорошо очищается от различных примесей.

Для установки применяется специальный гравий и насадка с отдельным плугом.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

При монтаже производится следующая последовательность действий:

  1. При бурении скважины, когда бур выходит на нижние слои активируется насадка с откидным плугом. С его помощью на дне скважины вырезается расширение в форме конуса.
  2. Выполняется мешок из специального текстиля. Мешок транспортируется на дно скважины.
  3. В мешок добавляют отобранный гравий. Веревки, на которых держится мешок — обрываются. Подсыпка тщательно утрамбовывается.

В конце рабочего процесса на дне создается насыпь из щебня, на котором будут оседать ил и песок.

Для подобного фильтра важно подобрать гравий. Фракции щебня должны быть одинакового размера.

Толщина гравийного слоя должна быть больше 50 мм. Щебень выбирается крупнее частиц породы в скважине в 7-10 раз.

При правильном подборе материалов и соблюдении рекомендаций по созданию фильтров, питьевая вода из скважины будет превосходного качества.

trubexpert.ru

Скважинный щелевой фильтр

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к устройствам, предотвращающим засорение погружного оборудования механическими примесями и отложениями солей. Устройство содержит каркас, щелевой фильтровальный элемент из профилированной проволоки, установленный на каркасе, отстойник, соединенный с каркасом, и верхний патрубок, связанный с приемом насоса. Отстойник заполнен реагентом, на поверхности которого размещены гранулы с положительной плавучестью. Внизу отстойника установлен дозатор для подачи реагента в скважину. Повышается ресурс работы при комплексном воздействии осложняющих факторов, расширяются функциональные возможности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к устройствам, предотвращающим засорение погружного оборудования механическими примесями и отложениями солей.

Известен скважинный фильтр, содержащий ниппельную и муфтовую части и приваренный к ним щелевой фильтрующий элемент, выполненный из продольных ребер с намотанной и приваренной к ним вкруговую профилированной проволокой со скругленными углами (Патент №2374433 РФ, Е21В 43/08, 2009).

Недостатком скважинного фильтра является отсутствие отстойника, вследствие чего часть проникающих сквозь щель механических примесей накапливается в полости фильтра, снижая его пропускную способность и ресурс работы.

Известен скважинный фильтр, содержащий перфорированный каркас, установленные на каркасе внутренние и наружные пластмассовые диски одинаковой и переменной толщины, образующие вертикальные каналы и щели переменной ширины, отстойник, соединенный с вертикальными каналами, и верхний патрубок, связанный с приемом насоса (А.с. №1530759 СССР, Е21В 43/08, 1989).

Недостатками скважинного фильтра являются повышенная потеря напора из-за высокого отношения длины внутренних и наружных щелей к их ширине, а также нестабильность ширины щелей и соответственно тонкости очистки вследствие неудовлетворительной точности размеров пластмассовых дисков и жесткости фильтра в целом.

Известен принятый за прототип скважинный фильтр, содержащий каркас, установленный на нем щелевой фильтровальный элемент из профилированной проволоки, отстойник, соединенный с полостью каркаса, и верхний патрубок, связанный с приемом насоса (Патент на полезную модель №98782 РФ, Е21В 43/08, 2010).

Недостатком фильтра является подверженность кольматации при смешанном характере осложнений: задержанные на поверхности фильтра механические примеси цементируются отложениями солей, сокращая продолжительность его работы. Кроме того, отстойник выполняет в фильтре единственную функцию по накоплению осаждающихся под действием гравитации частиц и значительный промежуток времени работы фильтра остается незагруженным.

Настоящее изобретение решает задачу повышения ресурса работы скважинного фильтра при комплексном воздействии осложняющих факторов, а также расширяет его функциональные возможности.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном щелевом фильтре, содержащем каркас, щелевой фильтровальный элемент из профилированной проволоки, установленный на каркасе, отстойник, соединенный с каркасом, и верхний патрубок, связанный с приемом насоса, согласно изобретению отстойник заполнен реагентом, на поверхности которого распределены гранулы с положительной плавучестью, а внизу отстойника установлен дозатор.

Реагент предназначен для предотвращения солеотложений на щелевом фильтрующем элементе и рабочих органах электроцентробежного насоса.

Дозатор может быть выполнен в виде пространственной конструкции из профилированной проволоки или пористого спеченного материала, или металлической сетки, или полимерной сетки, или капиллярной трубки. Через дозатор осуществляется гидравлическая связь заполненной реагентом полости отстойника со скважиной. Характерный размер отверстия в дозаторе - размер щели, поры, ячейки или капилляра - подбирается в зависимости от расхода, температуры и обводненности пластовой жидкости. Дозатор изготавливается из химически- и коррозионностойкого материала, например, из нержавеющей стали.

В качестве гранул с положительной плавучестью могут быть выбраны полые стеклосферы или полимерные шарики. Для предотвращения попадания на прием погружного насоса и равномерного распределения по поверхности реагента, гранулы размещаются в эластичной сетке. Через межгранульное пространство осуществляется диффузия реагента в пластовую жидкость, заполняющую верхнюю часть отстойника и полость каркаса щелевого фильтра.

На чертеже изображен скважинный щелевой фильтр, общий вид, разрез.

Скважинный щелевой фильтр содержит каркас 1 с перфорациями 2, щелевой фильтрующий элемент 3, верхний патрубок 4 и отстойник 5, заполненный реагентом 6, поверх которого размещены гранулы с положительной плавучестью 7 в эластичной сетке (не показана). В основании отстойника 5 имеется отверстие 8, перекрытое дозатором 9. Щелевой фильтрующий элемент 3 состоит из продольных призматических стержней, приваренных в точках контакта к навитому на них призматическому профилю, между витками которого образуется непрерывная щель постоянной ширины.

Скважинный щелевой фильтр работает следующим образом.

Под действием создаваемого погружным насосом перепада давления пластовая жидкость, содержащая механические примеси и растворенные соли, фильтруется через щель фильтрующего элемента 3. Частицы, размер которых превышает ширину щели, задерживаются и остаются снаружи фильтрующего элемента 3. Благодаря расширяющейся внутрь щели, образующиеся конгломераты из частиц по мере укрупнения и утяжеления отделяются от фильтрующего элемента 3 и оседают в зумпф скважины.

Частицы с размером, меньшим ширины щели, проходят с жидкостью сквозь щель и далее через перфорации 2 внутрь каркаса 1, где происходит их разделение в потоке жидкости по весу на легкие и тяжелые частицы. Восходящий поток жидкости, содержащий легкие частицы, проходит через патрубок 4 и, в конечном счете, оказывается на приеме насоса. Отсутствие в потоке крупных частиц обеспечивает условия для эффективной работы насоса. Более тяжелые частицы, вес которых превышает подъемную силу потока, осаждаются на гранулы 7. Весовая нагрузка от осевших частиц передается через гранулы 7 на реагент 6 и в сочетании с капиллярными и гравитационными силами выдавливает его из отстойника 5 через отверстие 8 в дозатор 9 и далее - в скважину. Пластовая жидкость насыщается этим реагентом и попадает в фильтрующий элемент 3. При этом происходит химическая обработка поверхности фильтрующего элемента 3, предотвращающая отложение солей и увеличивающая тем самым ресурс его работы. Далее пластовая жидкость, содержащая реагент, поступает в погружной насос, при этом на рабочих органах насоса также не образуется солевого осадка, что увеличивает его наработку.

Заявляемый скважинный щелевой фильтр одновременно выполняет функции по очистке пластовой жидкости от механических примесей и подаче в нее реагента, например, для защиты от отложения солей.

1. Скважинный щелевой фильтр, содержащий каркас, щелевой фильтровальный элемент из профилированной проволоки, установленный на каркасе, отстойник, соединенный с каркасом, и верхний патрубок, связанный с приемом насоса, отличающийся тем, что отстойник заполнен реагентом, на поверхности которого размещены гранулы с положительной плавучестью, а внизу отстойника установлен дозатор для подачи реагента в скважину.

2. Скважинный щелевой фильтр по п.1, отличающийся тем, что в качестве гранул с положительной плавучестью использованы полые стеклосферы или полимерные шарики, помещенные в эластичную сетку.

3. Скважинный щелевой фильтр п.1, отличающийся тем, что дозатор выполнен в виде пространственной конструкции из профилированной проволоки, или пористого спеченного материала, или металлической сетки, или полимерной сетки, или капиллярной трубки.

www.findpatent.ru

Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин. Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом содержит перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой выполнен фильтрующий элемент из намотанной по спирали проволоки, соединенной с проволочными продольными стрингерами. При этом проволока в спирали уложена виток к витку, как минимум, на одной из соприкасающихся сторон проволоки выполнена обеспечивающая фильтрующий зазор тангенциальная или пересекающаяся насечка. Техническим результатом является упрощение технологии изготовления и уменьшение кольматации фильтра при добыче нефти или газа. 4 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин.

Известен скважинный фильтр по АС СССР №1645470, содержащий перфорированную трубу, на которую уложен проволочный фильтрующий элемент с выступами. Выступы, размещенные достаточно часто на проволоке, обеспечивают постоянный зазор между рядами.

Недостатком фильтра является возможность деформации проволоки при транспортировке фильтра или его установке в скважину. Это может привести к местному увеличению зазора между рядами проволоки и проходу в устье скважины крупных частиц посторонних примесей.

Известен гравийный скважинный фильтр по св. РФ на полезную модель №38830, содержащий перфорированную трубу с муфтовой и ниппельной частями, фильтрующий элемент в виде фильтрующей сетки и защитный кожух. Размер ячеек сетки фильтрующего элемента 0,15…0,25 мм.

Недостаток: фильтр не приспособлен для добычи вязкой нефти по двум причинам: малый размер ячеек фильтрующей сетки и наложение фильтрующей сетки в стыках друг на друга, что приводит к дополнительному уменьшению проходного сечения в месте наложения слоев фильтрующей сетки.

Известен фильтр для водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин по АС СССР №192125, содержащий кольцевые элементы с опорными площадками, образующие расположенные в радиальном направлении водоприемные каналы, при этом кольцевые элементы стянуты болтами в нескольких местах.

Недостатками этой конструкции являются:

- большие габариты и вес фильтра, обусловленные тем, что наружный диаметр кольцевых элементов при такой компоновке должен составлять 1,5…2,0 диаметра обсадной колонны, т.к. на кольцевых элементах необходимо разместить по окружности крепежные болты,

- низкая прочность по сравнению с фильтрами, в которых в качестве силового каркаса используется перфорированная труба, т.к. поперечное сечение трубы с учетом перфорации будет всегда больше, чем поперечное сечение нескольких болтов.

- нетехнологичность изготовления и трудности при сборке, обусловленные повышенными требованиями к точным совмещениям отверстий под болты,

- возможность деформации фильтра по фильтрующим элементам при спуске в наклонно-направленные и горизонтальные скважины из-за низкой жесткости и отсутствия силового каркаса.

Кроме того, фильтр по АС СССР №192125 не предназначен для использования в нефтегазодобывающей промышленности. Невозможность использования подобных фильтров в нефтегазодобывающей промышленности обусловлена, в первую очередь, большим диаметральным габаритом фильтра, во-вторых, его низкой прочностью. Таким образом, этот фильтр имеет другое назначение.

Известен скважинный фильтр, предназначенный для добычи нефти или газа по патенту РФ на полезную модель №66415, содержащий перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой выполнен фильтрующий элемент, выполненный из проволоки. Кольцевые элементы установлены с зазором, выполняющим роль фильтрующих каналов. В описании не указано, за счет каких средств достигается установка кольцевых элементов с зазорами между ними. Кроме того, не предусмотрен дренажный слой между перфорированной трубой и кольцевыми элементами, поэтому такой фильтр будет иметь низкий дебит добываемого продукта и быстро забьется посторонними частицами. Также недостатком щелевых скважинных фильтров является низкая прочность и возможность прохода через фильтрующий элемент крупных частиц, имеющих некруглую форму, а недостатком сетчатых фильтров является быстрая кольматация фильтрующего элемента, связанная с профилем проходного сечения ячейки проволочной сетки.

Задача создания изобретения: повышение прочности фильтрующего элемента, уменьшение кольматации скважинного фильтра и повышение степени очистки добываемого продукта от примесей некруглой формы.

Решение указанной задачи достигнуто в щелевом фильтре с проволочным фильтрующим элементом, содержащим перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой выполнен фильтрующий элемент из намотанной по спирали проволоки, соединенной с проволочными продольными стрингерами, тем, что проволока в спирали уложена виток к витку, причем, как минимум, на одной из соприкасающихся сторон проволоки выполнена насечка, обеспечивающая фильтрующий зазор, при этом насечка на проволоке выполнена тангенциальной или пересекающейся. Профиль насечки может быть выполнен прямоугольным, треугольным или полукруглым. Проволока фильтрующего элемента выполнена из нержавеющей стали.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения.

Новизна технического решения и изобретательский уровень подтверждаются проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении фильтра применяются недефицитные материалы и известные технологии. Перфорированная труба выполнена из легированной стали, а проволока фильтрующего элемента - из нержавеющей стали.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…15, где:

- на фиг.1 приведен фильтр в сборе с пробками,

- на фиг.2 приведен проволочный фильтр без пробок,

- на фиг.3 приведен вид А,

- на фиг.4 приведен вид Б,

- на фиг.5 приведен разрез В-В,

- на фиг.6 приведен вид Г первого варианта,

- на фиг.7 приведен вид Г второго варианта,

- на фиг.8 приведен вид Г третьего варианта,

- на фиг.9 приведена операция нанесения треугольных насечек на одной стороне проволоки,

- на фиг.10 приведен внешний вид проволоки с треугольными насечками на одной боковой стороне проволоки,

- на фиг.11 приведена операция нанесения треугольных насечек на двух боковых сторонах проволоки,

- на фиг.12 приведен внешний вид проволоки с треугольной насечкой на двух боковых сторонах,

- на фиг.13 приведен отрезок проволоки с прямоугольной насечкой,

- на фиг.14 приведен отрезок проволоки с треугольной насечкой,

- на фиг.15 приведен отрезок проволоки с полукруглой насечкой.

Предложенная конструкция (фиг.1…15) содержит перфорированную трубу 1 с отверстиями «Д», ниппельную и муфтовую части соответственно 2 и 3, фильтрующий элемент 4, установленный концентрично перфорированной трубе 1 между опорами 5 и 6. Фильтрующий элемент 4 выполнен из проволоки и содержит витки 7, намотанные без зазора и контактирующие друг с другом по боковой поверхности. Витки 7 соединены со стрингерами 8, например, точечной сваркой. В отверстиях «Д» перфорированной трубы 1 могут быть установлены пробки 9 (фиг.1). Пробки 9 срезаются после установки фильтра в скважину. Они выполняются из низкопрочного или хрупкого материала, например алюминия или керамики. Возможна поставка скважинных фильтров без пробок 9 (фиг.2).

Проволока, используемая для фильтрующего элемента может иметь любое, например круглое, прямоугольное или треугольное, поперечное сечение. На фиг.3 и 4 показан пример проволоки с треугольным поперечным сечением. На торцах «Е» витков 7 (фиг.3 и 4) выполнены насечки 10. Насечки 10 могут быть выполнены радиально (фиг.6), или тангенциально (фиг.7), или крестообразно (фиг.8).

Насечки 10 могут быть накатаны накатным роликом 11 с одной стороны проволоки (фиг.9), при этом гладкий ролик 12 установлен с другой стороны. Внешний вид полученной при этом проволоки приведен на фиг.10. Насечка 10 может быть выполнена с двух сторон (фиг.11 и 12) посредством двух накатных роликов 11.

Профиль насечек 10 может быть любым, например прямоугольным (фиг.13), треугольным (фиг.14) или полукруглым (фиг.15).

Фильтрующий зазор скважинного фильтра может быть равен 0,1…1,0 мм. Ширина насечек «а» (фиг.13…15) может быть равна их глубине «b».

Скважинный фильтр устанавливают в нижней части обсадной колонны. После установки в скважину скважинного фильтра с пробками 9 (фиг.1) их срезают при помощи фрезера или долота. При отсутствии пробок 9 эта операция не выполняется.

При эксплуатации добываемый продукт, содержащий посторонние примеси, проходит через насечки 10 по дренажному слою, образованному между продольными элементами 8, добываемый продукт растекается вдоль перфорированной трубы 1 и поступает через отверстия «Д» внутрь фильтра. За счет того что размер насечек 10 витков 7 фильтрующего элемента 4 составляет на входе 0,1…1,0 мм, частицы более крупных размеров отфильтровываются и не попадают к насосному оборудованию и арматуре, установленным на устье скважины, что предотвращает их преждевременный износ. Увеличение глубины насечек «b» от боковой поверхности с оси фильтра (за счет применения проволоки треугольного сечения) уменьшает вероятность его кольматации. Частицы, имеющие размер меньше, чем ширина «а» насечки 10, проходят в нее и не забивают фильтрующий зазор, потому что она расширяется дальше по потоку. Крупные частицы падают вниз вне фильтра вдоль его наружной поверхности, образуется естественный гравийный фильтр. Оптимальная форма насечек предотвращает кольматацию фильтра при длительной эксплуатации в процессе добычи нефти или газа из продуктивных пластов, содержащих значительное количество частиц песка.

Применение изобретения позволит получить ряд преимуществ по сравнению с использовавшимися ранее скважинными фильтрами, а именно:

1. Повысить прочность фильтрующего элемента.

2. Уменьшить кольматацию скважинного фильтра.

3. Повысить качество очистки добываемого продукта от примесей некруглой формы.

4. Обеспечить фильтрацию с одинаковым качеством в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

5. Упростить конструкцию фильтра.

6. Обеспечить высокую технологичность фильтра и снизить затраты на его изготовление.

7. Облегчить изготовление любого типоразмера скважинного фильтра на основе изобретения.

8. Снизить затраты на изготовление скважинного фильтра и освоение скважины.

1. Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом, содержащий перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой выполнен фильтрующий элемент из намотанной по спирали проволоки, соединенной с проволочными продольными стрингерами, отличающийся тем, что проволока в спирали уложена виток к витку, причем, как минимум, на одной из соприкасающихся сторон проволоки выполнена насечка, обеспечивающая фильтрующий зазор, при этом насечка на проволоке выполнена тангенциальной или пересекающейся.

2. Щелевой фильтр по п.1, отличающийся тем, что профиль насечки выполнен прямоугольным.

3. Щелевой фильтр по п.1, отличающийся тем, что профиль насечки выполнен треугольным.

4. Щелевой фильтр по п.1, отличающийся тем, что профиль насечки выполнен полукруглым.

5. Щелевой фильтр по п.1, отличающийся тем, что проволока фильтрующего элемента выполнена из нержавеющей стали.

www.findpatent.ru