ФИЛЬТРУЮЩЕЕ СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к погружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предохраняющим погружные насосы от воздействия механических примесей.
Известна скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель, гидрозащиту, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух с верхними входными отверстиями, охватывающий нижнюю насосную секцию и входной модуль с образованием кольцевого зазора, в котором напротив приемных отверстий размещен шнек, уплотнительное кольцо в кольцевом зазоре ниже приемных отверстий, в которое вмонтированы осевые трубки, заканчивающиеся ниже электродвигателя (Пат. №2492361 РФ, F04D 13/10, 2013).
Недостатком скважинной насосной установки является увеличенный радиальный размер из-за установленного на входном модуле шнека и значительная длина из-за наличия осевых трубок, отводящих задержанные частицы ниже электродвигателя, что в совокупности усложняет спускоподъемные операции на скважине. Кроме того, применяемый в установке шнек центробежной очистки не обеспечивает приемлемую степень очистки пластовой жидкости, поступающей во входной модуль.
Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее отводящую трубу, которая в верхней секции выполнена перфорированной и окружена щелевым фильтром, а в нижней секции снабжена предохранительным клапаном на конце, охвачена спиралевидной лопастью и заключена в корпус с верхними входными отверстиями, к которому присоединен контейнер (Пат. №131070 РФ, Е21В 43/08, 2013).
Недостатком фильтрующего скважинного устройства является невысокая степень очистки пластовой жидкости, которая сначала происходит на щелевом фильтре, а после его загрязнения и потери пропускной способности - на шнеке центробежной очистки.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является фильтрующее скважинное устройство, содержащее корпус, разделенный промежуточной перегородкой на верхнюю секцию с верхней перегородкой и нижнюю секцию с верхними входными отверстиями, которые сообщаются посредством проходящей через перегородку отводящей трубы, выполненной в верхней секции перфорированной, снабженной фильтром на перфорированном участке и предохранительным клапаном выше фильтра, а в нижней секции охваченной шнеком ниже входных отверстий и заканчивающейся в контейнере (Пат. №116571 РФ, Е21В 43/08, 2012).
Недостаток принятого за прототип фильтрующего скважинного устройства состоит в ограниченной вместимости контейнера для накопления отделенных шнеком частиц, невысокой грязеемкости фильтра из-за фильтрации жидкости изнутри наружу, а также в повышенной металлоемкости из-за наличия корпуса.
Настоящая полезная модель решает задачу создания простого и надежного в эксплуатации фильтрующего скважинного устройства, обеспечивающего высокое качество очистки пластовой жидкости и имеющего продолжительный ресурс работы.
Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрующем скважинном устройстве, содержащем корпус, разделенный промежуточной перегородкой на верхнюю секцию с верхней перегородкой и нижнюю секцию с верхними входными отверстиями, отводящую трубу, проходящую через промежуточную перегородку и имеющую в верхней секции перфорированную часть, окруженную фильтром, и предохранительный клапан, а в нижней секции охваченную шнеком ниже входных отверстий, согласно полезной модели, корпусом служит участок обсадной трубы скважины с перфорациями ниже промежуточной перегородки, предохранительный клапан размещен ниже фильтра, в отводящей трубе между промежуточной перегородкой и клапаном выполнены отверстия, а в качестве промежуточной и верхней перегородок использованы кольцевые уплотнительные элементы.
Кольцевые уплотнительные элементы могут быть выполнены, например, из эластомера, способного к разбуханию в пластовой жидкости.
На фиг. схематично изображено фильтрующее скважинное устройство.
Фильтрующее скважинное устройство включает служащий корпусом участок обсадной трубы 1 с перфорациями 2 в ее стенке, выполненными напротив интервала продуктивного пласта скважины 14, отводящую трубу 3, промежуточный и верхний кольцевые уплотнительные элементы 4, 5 в кольцевом зазоре 6 между трубами 1, 3. Для свободного спуска в скважину и последующего перекрытия кольцевого зазора 6 кольцевые уплотнительные элементы 4, 5 выполнены из разбухающего в пластовой жидкости эластомера. Материал эластомера подбирается под состав пластовой жидкости. Промежуточный кольцевой уплотнительный элемент 4 расположен выше перфораций 2 в обсадной трубе 1 и делит корпус на верхнюю секцию 7 и нижнюю секцию 8. Секции 7 и 8 сообщаются между собой посредством отводящей трубы 3, которая выходит за пределы верхнего кольцевого уплотнительного элемента 5. В верхней секции 7, ограниченной верхним кольцевым уплотнительным элементом 5, отводящая труба 3 имеет перфорированную часть 10, охваченную фильтром 11. Фильтр может быть выполнен, например, из продольных стержней и навитого поверх них призматического профиля с образованием непрерывной щели между витками. Ниже фильтра 11 в отводящей трубе 3 размещен предохранительный клапан 12. Отводящая труба 3 между промежуточным кольцевым уплотнительным элементом 4 и клапаном 12 снабжена радиальными отверстиями 13. В нижней секции 8, ограниченной зумпфом скважины, на отводящей трубе 3 ниже перфораций 2 установлен шнек 9. Фильтрующее скважинное устройство имеет простую конструкцию, что повышает надежность его эксплуатации.
Фильтрующее скважинное устройство работает следующим образом.
Отводящую трубу 3 с фильтром 11, шнеком 9, промежуточным и верхним кольцевым уплотнительным элементом из разбухающего эластомера 4, 5 с наружным диаметром меньшим внутреннего диаметра обсадной трубы 1 присоединяют к основанию погружного электродвигателя (не показан) и беспрепятственно спускают в скважину. Спуск продолжают до тех пор, пока шнек 9 не окажется ниже перфорации 2 в обсадной трубе 1, при этом за счет заранее выбранной длины отводящей трубы 3 промежуточный кольцевой уплотнительный элемент занимает положение выше перфораций 2 (фиг. 1). Затем в скважину заливают пластовую жидкость, инициирующую разбухание эластомерных кольцевых уплотнительных элементов 4 и 5 до их плотного прижатия к стенке обсадной трубы 1. В результате происходит формирование верхней и нижней секций 7 и 8 фильтрующего скважинного устройства.
После включения погружного насоса (не показан) жидкость с частицами породы поступает из продуктивного пласта скважины 14 в нижнюю секцию 8 через перфорации 2 в обсадной трубе 1. По кольцевому зазору 6 между обсадной 1 и отводящей 3 трубой загрязненная частицами жидкость движется вниз вдоль шнека 9, приобретая при этом вращательное движение. Под действием возникающих центробежных сил, а также сил гравитации наиболее крупные и тяжелые частицы прижимаются к обсадной трубе 1 и шнеку 9, соскальзывают по ним вниз нижней секции 8 и оседают на зумпф скважины.
Освобожденная от крупных частиц пластовая жидкость заходит в отводящую трубу 3, поднимается по ней в верхнюю секцию 7 и через радиальные отверстия 13 попадает в кольцевой зазор 6 с находящимся в нем фильтром 11. Жидкость фильтруется через фильтр 11, очищается от оставшихся частиц и попадает в отводящую трубу 3 через перфорированную часть 10, после чего покидает верхнюю секцию 7 и оказывается на приеме погружного насоса (не показан).
Фильтрующее скважинное устройство обеспечивает высокое качество очистки пластовой жидкости, поскольку очистка последовательно происходит в нижней и верхней секции. Кроме того, оно характеризуется продолжительным ресурсом работы за счет использования в качестве накопителя отсепарированных частиц полости обсадной трубы ниже промежуточного кольцевого уплотнительного элемента, имеющей значительный свободный объем.
При загрязнении фильтра 11 открывается предохранительный клапан 12 и пластовая жидкость после центробежной очистки в нижней секции 8, минуя верхнюю секцию 7, устремляется по отводящей трубе 3 на прием насоса.