ЩЕЛЕВОЙ СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к средствам обеспечения добычи нефти и газа.
Известен скважинный фильтр по патенту РФ на изобретение №2079638, содержащий перфорированную трубу и фильтрующий элемент.
Недостаток: возможность повреждения фильтрующего элемента при транспортировке и спуске в скважину.
Известен скважинный фильтр по А.Св. СССР №1645470, содержащий перфорированную трубу, на которую уложен проволочный фильтрующий элемент, выполненный из проволоки с выступами. Проволока не приварена к продольным элементам.
Выступы, размещенные достаточно часто на проволоке, обеспечивают постоянный зазор между рядами -δ, который сохраняется при небольших деформирующих нагрузках, возникающих при транспортировке и спуске в скважину щелевого скважинного фильтра. При больших нагрузках возможно смещение нескольких рядов проволоки и образование открытого зазора шириной в несколько мм, через который будут проходить крупные посторонние частицы.
Задача создания полезной модели: повышение дебита добываемого продукта и улучшение степени очистки добываемого продукта.
Решение указанной задачи достигнуто в щелевом скважинном фильтре, содержащем перфорированную трубу, на которой установлены продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образование зазоров между витками, тем, что проволока приварена или припаена 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 может быть установлена фильтрующая сетка. Между опорными продольными элементами и фильтрующей сеткой намотана проволока, выполняющая роль дренажного слоя. Между трубой и фильтрующей сеткой может быть установлена дренажная сетка. Между продольными опорными элементами и фильтрующей сеткой также может быть установлена дренажная сетка.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1...7, где:
- на фиг.1 приведен щелевой фильтр в сборе.
- на фиг.2 - приведен разрез А-А,
- на фиг.3 - приведена разрез А-А щелевого фильтра с фильтрующей сеткой,
- на фиг.4 - приведен разрез А-А щелевого фильтра с фильтрующей и дренажной сетками,
- на фиг.5 и 6 - приведена схема расчета максимального угла между продольными опорными элементами.
- на фиг.7 - приведена развертка фильтрующего элемента щелевого фильтра.
Предложенная конструкция щелевого скважинного фильтра (фиг.1 и 2) содержит перфорированную трубу 1 с отверстиями «В», на перфорированной трубе размещен щелевой фильтрующий элемент 2, выполненный из проволоки 3, намотанной на продольные опорные элементы 4 с образованием щелей - δ и приваренные или припаянные к ним.
Возможна установка фильтрующей сетки 5 между перфорированной трубой 1 и продольными опорными элементами 4. (фиг.3), также возможна установка дренажной сетки 6 между перфорированной трубой 1 и фильтрующей сеткой 5.
Для обоснования оптимальности соотношения размеров t/H, были изготовлены и испытаны на воде опытные образцы, табл.1, при этом определялся среднемесячный дебит воды. При расчетах за 100% принят дебит воды для скважинных фильтров с t/H=2,0. Сравнение дебита воды для каждого фильтра производилось со среднемесячным дебитом этого фильтра.
Таблица 1
№ варианта
-
1
2
3
4
5
6
7
8
Высота, Н
мм
5,0
4,0
3,5
5,0
4,0
4,0
3,0
3,0
Высота h
мм
3,0
3,0
2,5
4,0
3,0
3,0
2,0
2,0
Шаг, t
мм
4,0
4,0
7,0
10,0
20
40
39
45
Диаметр, d,
Мм
100
100
70
70
168
100
100
100
t/H
-
0,8
1,0
2,0
2,0
5,0
10,0
13,0
15,0
Дебит
%
77
95
100
100
98
95
82
71
Вывод
-
Нет
Оптимально
Нет
Нет
Если принять допустимым снижение дебита на 5% по сравнению с максимальным его значением, то оптимальное соотношение будет составлять t/H=1,0...10,0.
При соотношении t/H меньше 1,0 продольные опорные элементы будут загромождать более 50% кольцевого сечения между перфорированной трубой 1 и щелевым фильтрующим элементом 2, что ухудшит дренаж добываемого продута, а при соотношение более 10 проволока, образующая щелевой фильтрующий элемент будет касаться перфорированной трубы, что также ухудшит дренаж добываемого продукта вдоль перфорированной трубы.
Схема расчетного обоснования выбора соотношения размеров приведена на фиг.5 и 6. Из геометрических соотношений следует:
где: R=d/2,
Н - высота продольного опорного элемента до сварки.
H - высота продольного опорного элемента после сварки.
При работе скважинный фильтр устанавливают в составе колонны обсадных труб в районе нефтяного или газового пласта. Добываемый продукт проходит через щели 5, размер которых определяет заказчик в зависимости от вязкости продукта в месторождении. Обычно δ=0,1...1,0 мм. На щелевом фильтрующем элементе 2 происходит фильтрация добываемого продукта, который далее через отверстия «Б» поступает внутрь перфорированной трубы 1.
Применение полезной модели позволит:
1. Повысить дебит скважины за счет отказа от выступов на проволоке и оптимизации соотношений размеров продольных элементов,
2. Улучшить степень очистки добываемого продукта за счет того, что:
- приварка или припайка проволоки к продольным элементам увеличила прочность фильтра и снизила вероятность деформации проволоки с образованием больших зазоров между ними,
- при частичной деформации или повреждении щелевого фильтрующего элемента, которое, все-таки, может произойти при транспортировке или установке скважинного фильтра в составе колонны бурильных труб в забой скважины, фильтрующая сетка не будет пропускать крупные посторонние частицы,
3. Упростить конструкцию и технологию изготовления проволоки, используемой в качестве фильтрующего элемента.