СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

Предложение относится к технике добычи продукта из скважин, а именно к скважинным фильтрам для фильтрации продукта, добываемого из нефтяных, водяных и газовых скважин.
Известен скважинный фильтр (патент RU №2190758, МПК 7 Е 21 В 43/08; Е 03 В 3/18 опубл. в бюл. №28 от 10.10.2002 г.), состоящий из корпуса с перфорационными отверстиями, фильтрующей оболочки, сформированной витками обмоточной проволоки на продольных стержнях- стрингерах, кожуха, образующего с корпусом камеру, гидравлически связанную перфорационными отверстиями с осевым каналом, при этом кожух выполнен в виде составных элементов, установленных под витками фильтрующей оболочки, при этом составные элементы кожуха выполнены в виде полуцилиндра треугольной или трапецеидальной формы и установлены с зазором относительно витков обмоточной проволоки.
Недостатками данного скважинного фильтра являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, детали технологически сложные в изготовлении (стрингеры, каркас, составные элементы кожуха), что повышает стоимость готового изделия, кроме того, сборку фильтра необходимо проводить в специализированных мастерских (укладка витков обмоточной проволок).
Наиболее близким по технической сущности является скважинный фильтр (патент RU №2097533, МКИ 6 Е 21 В 43/08 опубл. в бюл. №33 от 27.11.1997 г.), включающий перфорированную трубу с муфтой, металлическую сетку, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы и проволочную обмотку, при этом перфорированная труба на ее наружной поверхности выполнена с ребрами высота которых определяется расчетным путем, при этом ребра расположены по спирали с шагом на ширину сетки.
Недостатками данного скважинного фильтра являются:
- во-первых, сложность изготовления и установки ребер на наружной поверхности перфорированной трубы с определенным шагом, а также сложность сборки, обусловленная навивкой проволочной обмотки на металлическую сетку;
- во-вторых, в процессе работы скважины, ячейки металлической сетки забиваются очищаемым фильтратом (стружкой, грязью, шлаком) в связи с чем, падает дебит добываемой
продукции скважины, а это требует извлечения скважинного фильтра вместе со всей внутрискважинной компоновкой из скважины, очистки ячеек металлической сетки, а затем повторного спуска скважинного фильтра с внутрискважинной компоновкой в скважину, а для этого необходимо привлечение бригады подземного ремонта скважины, что ведет к дополнительным материальным и финансовым затратам.
Технической задачей полезной модели является упрощение технологии изготовления и сборки скважинного фильтра с возможностью очистки ячеек металлической сетки от фильтрата в процессе работы скважины.
Поставленная техническая задача решается скважинным фильтром, включающим перфорированную трубу с муфтой, металлическую сетку, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы.
Новым является то, что снизу на перфорированную трубу навернута дополнительная муфта, при этом снаружи металлической сетки между муфтой и дополнительной муфтой установлен перфорированный патрубок, который телескопически закреплен относительно перфорированной трубы винтами, фиксирующими соосно перфорационные отверстия перфорированной трубы и перфорированного патрубка, при этом снизу к дополнительной муфте присоединен узел перепуска скважинной жидкости, состоящий из патрубка с радиальными каналами, двухступенчатого поршня и заглушки, навернутой на нижний конец патрубка, при этом верхняя ступень двухступенчатого поршня снабжена продольными сквозными каналами и герметично с возможностью осевого перемещения установлена в патрубке напротив его радиальных каналов, перекрывая их, при этом снизу двухступенчатый поршень нижней ступенью уперт в заглушку, снабженную снизу сквозными отверстиями, причем продольные сквозные каналы верхней ступени двухступенчатого поршня имеют возможность гидравлического сообщения с радиальными каналами патрубка в верхнем положении двухступенчатого поршня.
На фигуре 1 изображен предлагаемый фильтр в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображен вид-А металлической сетки скважинного фильтра.
Скважинный фильтр (см. фиг.1) состоит из перфорированной трубы 1 с навернутой на нее сверху муфтой 2 и металлической сеткой 3 (см. фиг.2) снаружи.
Металлическая сетка 3 (см фиг.1) охватывает наружную поверхность перфорированной трубы 1. Снизу на перфорированную трубу 1 навернута дополнительная муфта 4. Снаружи металлической сетки 3 между муфтой 2 и дополнительной муфтой 4 установлен перфорированный патрубок 5, который телескопически закреплен относительно перфорированной трубы 1 винтами 6, фиксирующими соосно перфорационные отверстия 7 и 8, соответственно перфорированной трубы 1 и перфорированного патрубка 5. Кроме того,
перфорированный патрубок 5 защищает металлическую сетку 3 от механических повреждений в процессе спуска скважинного фильтра в скважину. Снизу к дополнительной муфте 4 присоединен узел перепуска 9 скважинной жидкости, состоящий из патрубка 10 с радиальными каналами 11, двухступенчатого поршня 12 и заглушки 13, навернутой на нижний конец патрубка 10.
Верхняя ступень двухступенчатого поршня 12 снабжена продольными сквозными каналами 14 и герметично с возможностью осевого перемещения на длину - L установлена в патрубке 10 напротив его радиальных каналов 11, перекрывая их.
Снизу двухступенчатый поршень 12 нижней ступенью уперт в заглушку 13, снабженную снизу сквозными отверстиями 15.
Продольные сквозные каналы 14 верхней ступени двухступенчатого поршня 12 имеют возможность гидравлического сообщения с радиальными каналами 11 патрубка 10 в верхнем положении двухступенчатого поршня 12.
Скважинный фильтр работает следующим образом.
В зависимости от условий эксплуатации продуктивного пласта, а именно дебита, фракционного состава механических частиц, вязкости, обводненности и т.п., осуществляется подбор размеров ячеек 16 металлической сетки 3 (см. фиг.2).
Скважинный фильтр в сборе, как показано на фигуре 1, установленный в составе компоновки внутрискважинного оборудования, например, ниже глубинного штангового насоса (на фиг.1 и 2 не показано) спускается в скважину и устанавливается в заданном интервале продуктивного пласта. Осуществляют монтаж устьевого оборудования и запуск скважины в работу. При этом пластовый флюид сквозь перфорированные отверстия 8 перфорированного патрубка 5 попадает на ячейки 9 металлической сетки 3, где происходит фильтрация пластового флюида. Далее прошедший сквозь металлическую сетку 3 очищенный пластовый флюид через перфорированные отверстия 7 перфорированной трубы 1 поступает внутрь перфорированной трубы 1, откуда попадает в осевой канал лифтовой колонны труб (на фиг.1 и 2 не показано).
В процессе работы скважинного фильтра происходит забивание ячеек 16 металлической сетки 3 фильтратом (стружкой, шлаком, грязью), при этом снижается пропускная способность скважинного фильтра и происходит снижение дебита добываемой продукции скважины, которое контролируется на устье скважины.
Для очистки ячеек 16 металлической сетки 3 скважинного фильтра и восстановления прежнего дебита продукции скважину останавливают. Закачивают промывочную жидкость в межколонное пространство скважины между эксплуатационной колонной и колонной лифтовых труб (на фигурах 1 и 2 не показано), при этом промывочная жидкость
из межколонного пространства скважины через сквозные отверстия 15 заглушки 13, поскольку радиальные каналы 11 патрубка 10 герметично перерыты двухступенчатым поршнем 12 (см. фиг.1), попадает в подпоршневое пространство 17 под нижнюю ступень двухступенчатого поршня 12, вызывая ограниченное осевое перемещение последнего вверх на длину - L относительно патрубка 10 перепускного узла 9. В результате перемещения вверх двухступенчатый поршень 12 занимает верхнее положение и продольные сквозные каналы 14 верхней ступени двухступенчатого поршня 12 гидравлически сообщаются с радиальными каналами 11 патрубка 10.
В этот момент промывочная жидкость, закачку которой продолжают, поступает по вышеупомянутым каналам из межколонного пространства скважины внутрь перфорированной трубы 1, при этом промывочная жидкость очищает ячейки 16 металлической сетки 3 от наростов фильтрата (стружки, грязи, шлака).
Закачку промывочной жидкости продолжают определенное время, в течении которого происходит удаление фильтрата. После чего закачку промывочной жидкости прекращают и двухступенчатый поршень 12 под собственным весом опускается вниз относительно патрубка и упирается в заглушку 13, занимая первоначально положение (см. фиг.1), при этом двухступенчатый поршень 12 герметично перекрывает радиальные отверстия 11 патрубка 10.
Далее вновь запускают штанговый глубинный насос в работу и продолжают эксплуатацию скважины.
Предлагаемый скважинный фильтр прост в изготовлении и легок в сборке, которую можно осуществить в полевых условиях, кроме того, он имеет возможность очистки ячеек металлической сетки от осевшего на них фильтрата, что позволяет избежать привлечения бригады подземного ремонта скважины для извлечения, очистки и повторного спуска скважинного фильтра, а значит сэкономить значительные материальные и финансовые средства.