Скважинный фильтр. Скважинный фильтр для нефти


 

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использована при освоении нефтяных скважин. Задачей создания полезной модели является автоматизация процесса изготовления фильтра. Указанная задача решена за счет того, что фильтр для нефтяных и газовых скважин, содержащий трубу, в отверстиях на боковой поверхности которой выполнены отверстия, и защитный перфорированный кожух, по меньшей одну фильтрующую сетку и, по меньшей мере, одну дренажную сетку, установленные концентрично трубе, отличается тем, что защитный перфорированный кожух выполнен из ленты и намотан по спирали вдоль трубы. Защитный перфорированный кожух может быть выполнен из листа с отверстиями или из просечно-вытяжного листа. В отверстиях трубы могут быть установлены срезаемые пробки. 1 с. п-кт ф-лы, 6 зав. п-та, илл. - 8.

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей и может быть использована при освоении нефтяных скважин.

Известен скважинный фильтр по А.С. СССР №1788219, содержащий перфорированную трубу и съемные металлокерамические элементы, установленные с наружной стороны трубы. Недостаток такого фильтра это необходимость периодической замены фильтрующих элементов и низкая прочность при изгибающих нагрузках.

Известен скважинный фильтр по А.С. СССР №1754884, содержащий фильтрующий элемент в виде дуговых пластин, с фильтрующими щелями. Кроме недостатков, присущих выше описанному фильтру, этот фильтр сложен в сборке, т.к. содержит большое количество мелких деталей, выполненных с высокой точностью.

Известен скважинный фильтр по А.С. СССР №1645470, содержащий уложенный на перфорированный каркас проволочный фильтрующий элемент. Этот фильтр плохо работает при изгибающих нагрузках: с одной стороны проходное сечение щелей при изгибе уменьшается, а с другой - увеличивается и фильтр пропускает более крупные фракции примесей. При этом увеличивается износ оборудования, перекачивающего нефть.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ №2108447 (прототип), содержащий трубу с герметичными срезаемыми пробками. Колонну обсадных труб с фильтром опускают в скважину. Скважину цементируют выше фильтра. После схватывания цементного раствора в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб с воронкой. Скважину промывают. Срезают воронкой концы пробок. Скважину промывают вторично.

Разгерметизируют продуктивный пласт и одновременно с этим пускают скважину в работу.

Недостатком этого фильтра является отсутствие автоматизации и механизации процесса изготовления и сборки фильтра, т.к. все операции выполняются вручную. Кроме того фильтр имеет низкую степень фильтрации, которая лимитируется диаметром отверстий в пробках.

Задачей создания изобретения является автоматизация процесса изготовления фильтра.

Указанная задача решена за счет того, что фильтр для нефтяных и газовых скважин, содержащий трубу, в отверстиях на боковой поверхности которой выполнены отверстия, и защитный перфорированный кожух, по меньшей одну фильтрующую сетку и, по меньшей мере, одну дренажную сетку, установленные концентрично трубе, отличающийся тем, что защитный перфорированный кожух выполнен из ленты и намотан по спирали вдоль трубы. В отверстиях могут быть установлены срезаемые пробки. Защитный перфорированный кожух может быть выполнен из листа с отверстиями или из просечно-вытяжного листа.

Площадь отверстий защитного перфорированного кожуха в 1...40 раз больше площади проходного сечения трубы. Фильтрующая сетка имеет ячейки размером 0,1...1,0 мм. Дренажная сетка имеет размер ячеек больше, чем размер ячеек у фильтрующей сетки.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, что в свою очередь позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию «новизна».

Изобретательский уровень обусловлен тем, что все ранее выпускающиеся фильтры изготавливались, в основном с применением ручных операций и автоматизация процесса их изготовления не представлялась возможной.

Предложенное техническое решение также обладает критерием «промышленная применимость», т.к. фильтр может быть изготовлен с помощью стандартного оборудования из недифицитных материалов.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1...8, где:

на фиг.1 - приведен фильтр для нефтяных и газовых скважин без пробок в разрезе,

на фиг.2 - приведен в разрезе фильтр для нефтяных и газовых скважин с пробками,

на фиг.3 - внешний вид скважинного фильтра, имеющего защитный перфорированный кожух, выполненный из листа с отверстиями,

на фиг.4 - внешний вид скважинного фильтра, имеющего защитный перфорированный кожух, выполненный из просечно-вытяжного листа,

на фиг.5 - внешний вид фильтра с прямоугольными отверстиями,

на фиг.6 - поперечный разрез фильтра А-А,

на фиг.7 и 8 - выносной элемент Б, продольный разрез фильтра с одной и двумя фильтрующими сетками соответственно.

Фильтр для нефтяных и газовых скважин (фиг.1) состоит из трубы 1, в отверстия на боковой поверхности которой в отверстиях «В» могут быть установлены герметичные срезаемые пробки 2 (фиг.2). На трубе 1 концентрично ей установлен защитный перфорированный кожух 3, а между трубой 1 и защитным перфорированным кожухом 3 установлена, по меньшей мере, одна фильтрующая сетка 4 и, по меньшей мере, одна дренажная сетка 5. На поверхности защитного кожуха 3 выполнены несколько рядов отверстий «Б». Отверстия «В» и «Г» не совпадают. Материал фильтрующей и дренажной сеток 4 и 5 - нержавеющая сталь.

Дренажная сетка 5 может быть установлена между трубой 1 и фильтрующей сеткой 4, или между фильтрующей сеткой 4 и защитным кожухом 3.

Защитный кожух 3 выполнен из одной или нескольких нескольких лент, состыкованных между собой по спиральным стыкам «Д» посредством сварки в виде непрерывного или прерывистого шва. Торцы защитного кожуха 3 зафиксированы в ограничительных кольцах 6, что предотвращает смятие защитного кожуха 3 при транспортировке и опускании в скважину. Защитный кожух 3 выполнен из нескольких листов 7 или ленты 8, намотанных по спирали вдоль трубы 1. Лента 8 изготавливается по ГОСТ 2284-79, ГОСТ 503-81 и ГОСТ 3360-73.

Скважинный фильтр работает следующим образом. Перед эксплуатацией скважинный фильтр устанавливается в колонну обсадных труб, скважину цементируют выше фильтра. Потом срезают пробки 2 механическим способом или вытравливают кислотой, в последнем случае их следует изготовить из растворимого в кислоте материала.

Основные характеристики фильтров трех вариантов фильтров, изготавливаемых в ЗАО НПП «Самарские Горизонты» приведены в табл.1

Табл.1
ПараметрыЗСМФЭ-114ЗСМФЭ-146ЗСМФЭ-168
1Наружный диаметр трубы, мм114146168
2 Расстояние от муфты до фильтрующей части, мм 100010001000
3Расстояние ниппеля трубы до фильтрующей части, мм810 750750
4Длина фильтрующей части, мм 3000...12000 3000...12000 3000...12000
5 Размер ячейки дренажной сетки, мм3,23,23,2
6Размер ячейки фильтрующей сетки, мм0,20,2 0,2
7Количество отверстий в защитном кожухе на 1 п.м.404848
8Масса фильтра, не более, кг 160180230

Кроме фильтров диаметром 114 мм, 146 мм и 168 мм ЗАО НПП «Самарские Горизонты» производит фильтры диаметром 102 мм и 178 мм.

При изготовлении фильтра отрезают необходимый по длине отрезок трубы по ГОСТ 632-80 и при необходимости нарезают резьбы. Сверят отверстия «В», нарезают в них резьбу и устанавливают по резьбе пробки 2 на эпоксидный клей. Наматывают дренажную сетку 5, потом - фильтрующую сетку 4 (фиг.6). Если применено две фильтрующие (фиг.7), то наматывают две фильтрующие сетки. После этого вдоль трубы 1 наматывают ленту 7 для формирования защитного экрана. Осуществляют сварку стыков «Д» между рядами ленты 7. Лента 7 может иметь отверстия или щели любой формы и любых размеров, в том числе круглые, прямоугольные, ромбические и т.д.

Скважинный фильтр работает следующим образом. Перед эксплуатацией скважинный фильтр устанавливается в колонну обсадных труб, скважину цементируют выше фильтра. Производят опрессовку. Потом срезают пробки 2 механическим способом или вытравливают кислотой, в последнем случае их следует изготовить из магния. Скважина готова к работе. Нефть, вода или газ проходят через отверстия «Г», выполненные на защитном кожухе 3, далее проходят через фильтрующую сетку 4, где отфильтровываются частицы, имеющие размер, больший, чем размер ячейки фильтрующей сетки 4. Далее очищенный продукт (нефть или газ) растекается вдоль дренажной сетки 5 по оси трубы 1 и в окружном направлении и через дренажную сетку 5 поступает в отверстия «В», выполненные в трубе 1, и далее внутрь трубы 1.

Выше приведено описание вариантов исполнения с одной фильтрующей сеткой и одной и двумя дренажными сетками. Фактически в конструкции может быть применено более одной фильтрующей сетки и более двух дренажных сеток. В этом случае предпочтительно фильтрующие сетки разместить между дренажными.

Применение полезной модели позволило:

1. Автоматизировать процесс сборки фильтра за счет автоматизации намотки защитного кожуха и автоматической сварки.

2. Увеличить степень очистки продукта (нефти) от примесей.

3. Обеспечить эксплуатацию скважинных фильтров в течение всего срока эксплуатации скважины.

4. Предотвратить коррозию фильтрующего элемента.

5. Упростить изготовление скважинного фильтра, частично автоматизировать процесс сборки.

6. Снизить себестоимость устройства за счет применения минимально возможного количества деталей в конструкции фильтра.

7. Обеспечить надежность работы фильтра при изгибающих нагрузках.

8. Предотвратить повреждение защитного кожуха при монтаже фильтра в скважине.

1. Фильтр для нефтяных и газовых скважин, содержащий трубу, в отверстиях на боковой поверхности которой выполнены отверстия, и защитный перфорированный кожух, по меньшей мере одну фильтрующую сетку и, по меньшей мере, одну дренажную сетку, установленные концентрично трубе, отличающийся тем, что защитный перфорированный кожух выполнен из ленты и намотан по спирали вдоль трубы.

2. Фильтр для нефтяных и газовых скважин по п.1, отличающийся тем, что в отверстиях установлены срезаемые пробки.

3. Фильтр для нефтяных и газовых скважин по п.1 или 2, отличающийся тем, что защитный перфорированный кожух выполнен из листа с отверстиями.

4. Фильтр для нефтяных и газовых скважин по п.1 или 2, отличающийся тем, что перфорированный кожух выполнен из просечно-вытяжного листа.

5. Фильтр для нефтяных и газовых скважин по п.1 или 2, отличающийся тем, что площадь отверстий защитного перфорированного кожуха в 1...40 раз больше площади проходного сечения трубы.

6. Фильтр для нефтяных и газовых скважин по п.1 или 2, отличающийся тем, что фильтрующая сетка имеет ячейки размером 0,1...1,0 мм.

7. Фильтр для нефтяных и газовых скважин по п.1 или 2, отличающийся тем, что дренажная сетка имеет размер ячеек больше, чем размер ячеек у фильтрующей сетки.

poleznayamodel.ru

Фильтр для нефтяных скважин

 

№ 120479

Класс 5а, 41

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л. С. Гликман, В. И. Рощупкин и Е. И. Павловская

ФИЛЬТР ДЛЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Заявлено 9 апреля 1958 г. за Ме, 596898/23 в Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене нзобрстенпй» ¹ 12 за 1959 г.

Известные фильтры для нефтяных скважин, выполненные, например, из обрезков перфорированной или снабженной прорезями трубы, а также обмотанной проволокой или каким либо ячеистым материалом, не обеспечивают получения желаемых результатов. Фильтры обладают значительными недостатками, o,"íoâíûìè из которых являются их низкая механическая прочность, малый срок службы и невозможность регулировки размеров пор при их изготовлении.

Описываемый фильтр для нефтяных скважин по сравнению с известными имеет более высокую механическую прочность (до 2000 кг/сл- ), выдерживает перепад давления до 50 атм., обладает равномерно распределенными порами, размер которых может быть регулируем в зависимости от размеров частиц песка, что значительно увеличивает длительность пробега фильтра и позволяет достигнуть высокой производительности скважины.

Фильтр выполнен в виде собранных в одну трубу металлокерампческих тюбингов, соединенных между собою сваркой и скрепленных внутренней или наружней перфорированной трубой или продольными металлическими, например, из дюралюминия, полосами, сопряженнымн с охватывающими тюбинги кольцами.

На фиг. 1 изображен в разрезе

Фильтр представляет собою трубу, собранную из металлокерамических тюбингов 1, соединенных между собой склейкой или сваркой по 16 и 20 шт. в секции, скрепляемые между металлическими муфтами 2 и ниппелями 8 посредством продольных металлических полос 4 (напри. мер из дюралюминия) и металлических колец б, которые установлены через 3 — 4 тюбинга. № 120479

Первая (верхняя) секция присоединена при помощи муфты к паккеру б. Последняя (нижняя) секция заканчивается наконечником 7 с приваренным металлическим концом 8.

Прикрепленный к паккеру б фильтр опускают в имеющую отверстия 9 обсадную колонну 10 на цементированную пробку 11.

На фиг. 2 изображен фильтр, тюбинги которого скреплены внутренней или наружной перфорированной трубой.

Предмет изобретения

1. Фильтр для нефтяных скважин, отличающийся тем, что он выполнен в виде собранных в одну трубу металлокерамических тюбингов, склеенных или сваренных, и скрепленных продольными металлическими, например, из дюралюминия, полосами, сопряженными с охватывающими тюбинги кольцами.

2. Видоизменение фильтра по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что тюбинги скреплены внутренней или наружной по отношению к тюбин= гам перфорированной трубой.

   

www.findpatent.ru

Типы фильтров для оборудования скважин

Все фильтры для оборудования скважин на воду, по Д.Н. Башкатову, делят на пять типов: 1) трубчатые и каркасно-стержневые с дырчатой и щелевой перфорацией; 2) трубчатые и каркасно-стержневые с покрытием из проволоки, сетки, штампованного листа и ткани; 3) гравийно-обсыпные; 4) блочные; 5) гравитационные, основанные на использовании силы тяжести.

Условия применения фильтров различных типов приведены в табл. 44.

Таблица 44

Рекомендуемые типы фильтров [18]

Водосодержащие породы

Рекомендуемые типы фильтров

Скальные и полускальные устойчивые

-

Скальные и полускальные неустойчивые, гравийно-галечниковые отложения с частицами крупностью 20-100 мм (более 50%)

Трубчатые фильтры с круглой и щелевой перфорацией, каркасно-стержневые фильтры

Гравий, гравелистый песок с частицами крупностью 1-10 мм, но с преобладающей крупностью 2-5 мм (более 50%)

Трубчатые и стержневые каркасы с водоприемной поверхностью из проволоки или без нее. Трубчатые и стержневые каркасы с водоприемной поверхностью из проволоки или штампованного листа

Среднезернистые пески с частицами преобладающей крупностью 0,25-0,50 мм (более 50%)

Гравийно-обсыпные фильтры с уширенным контуром. Возможно применение двухслойных фильтров

Мелкозернистые пески с частицами преобладающей крупностью 0,1-0,25 мм (более 50%)

Гравийно-обсыпные фильтры с уширенным контуром. Возможно применение двухслойных обсыпок и блочных фильтров

Пески различной зернистости при наличии устойчивой кровли

Бесфильтровые скважины

Трубчатые и каркасно-стержневые фильтры

Трубчатые металлические фильтры. В качестве труб используют обсадные трубы. Отверстия круглые или щелевые. Размер отверстий определяется преобладающим размером фракций пород. Скважность для дырчатых каркасов 10-30%, для щелевых каркасов 6-40%.

Эти фильтры устанавливают в скальных и полускальных породах, а также в крупнозернистых песках с выключением гравия и гальки. Их можно использовать в качестве каркасов для гравийно-засыпных фильтров, а также фильтров с покрытием из сеток, проволоки, просечного листа.

Трубчатые металлические антикоррозийные фильтры, изготовляемые из антикоррозийных металлических труб, аналогичны описанным выше, но применяются для условий каптажа агрессивных подземных вод.

Трубчатые асбестоцементные фильтры изготовляют из асбестоцементных труб (скважность до 15%, перфорация круглая и щелевая) и устанавливают там же, что и трубчатые металлические, но до глубины 200 м.

Трубчатые фильтры из полимерных материалов изготовляют из полиэтиленовых, винипластовых, полипропиленовых и других труб (скважность до 30%, перфорация круглая и щелевая) и применяют в агрессивных подземных водах до глубины 200-300 м при тех же условиях, что и трубчатые металлические.

Трубчатые фильтры из стеклопластика изготовляют из стеклопластиковых труб (скважность до 40%, перфорация круглая и щелевая) и используют там же, где и фильтры трубчатые из полимерных материалов.

Трубчатые фильтры из керамики и фарфора изготовляют из керамических и фарфоровых труб (перфорация круглая, щелевая, прямоугольная) и применяют там же, где фильтры трубчатые металлические, но до глубины 50-60 м.

Каркасно-стержневые фильтры изготовляют из стальных прутьев (диаметр прута 6-16 мм), которые приваривают к поясам жесткости. Длина звена 2-5 м, скважность до 60%. Эти фильтры устанавливают на любую глубину в скальных и полускальных породах при разнообразных гидрогеологических условиях.

Каркасно-стержневые антикоррозийные фильтры изготовляют из стальных прутьев и используют при каптаже агрессивных подземных вод в скальных и полускальных породах при различных гидрогеологических условиях.    

< Предыдущая Следующая >
 

neftyaga.ru