ЩЕЛЕВОЙ СКВАЖИННЫЙ ПРОТИВОПЕСОЧНЫЙ ФИЛЬТР

Щелевой скважинный противопесочный фильтр, далее фильтр, относится к технике фильтрации рабочих жидкостей и газов в различных технологических системах и, в частности, в составе скважинного оборудования при добыче нефти, газа и воды.
Известны скважинные фильтры, применяемые при добыче нефти (см. изобретение №2074313 и №213019 МКИ: Е 21 В 43/08) или фильтры рабочих жидкостей, применяемые в гидроприводах машин(см. книгу: «Очистка рабочих жидкостей в гидроприводах станков» Авторы: Коновалов В.М., Скрицкий В.А. Москва. Машиностроение. 1976 г.)
Наиболее близким к предлагаемому устройству является скважинный фильтр, приведенный в описании к изобретению №1587179 МКИ: Е 21 В 43/08, содержащий перфорированный корпус, установочные планки и фильтрующие кольца.
Недостатком известного устройства является отложение солей на фильтре и быстрое забивание проходных сечений фильтра, что в конечном счете приводит к ухудшению условий работы всего скважинного оборудования, к снижению его производительности, к сокращению межремонтных периодов скважин.
Основной целью предлагаемого устройства является повышение эксплуатационных характеристик фильтра, снижение его забиваемости, предотвращение отложений солей на нем и на смежных с ним устройствах скважинного оборудования при добыче, в частности, обводненной нефти.
Указанный технический результат достигается тем, что, во-первых, фильтрующие элементы изготовлены подвижными и упираются в упругие элементы в виде пружин или резиновых прокладок, во-вторых, фильтр снабжен источником колебаний фильтра, в третьих, в качестве источника колебаний фильтра применен модулятор расхода скважинного продукта в виде статора с отверстиями и ротора, перекрывающего по мере его вращения отверстия статора
На фиг.1 представлен фильтр 1 с фильтрующими элементами в виде подвижных 2 и неподвижных 3 планок и резиновых прокладок 4 в комплекте с модулятором расхода скважинного продукта в виде статора 5 и ротора 6. При этом на фиг.1а приведен фильтр в соединении с электрическим двигателем 7 и центробежным насосом 8 с осью 9 между ними. На фиг.1в приведен фильтр в разрезе А-А, на фиг.1 с приведены примеры исполнения статора и ротора модулятора расхода.
На фиг.2 представлены фильтр 10, фильтрующий элемент в виде полукольца 11 с выступом 12, упругие элементы в виде резиновых прокладок 13, перфорированная труба 14 с отверстиями 15, установочные планки 16 и скрепляющие планки 17.
Принцип работы фильтра.
Электрический двигатель 7 через ось 9 приводит во вращение центробежный насос 8 и ротор 6. В результате работы центробежного насоса скважинная жидкость через щели между подвижными планками 2 и неподвижными 3, через отверстия статора и ротора подается из скважины на верх. Так как давление внутри фильтра будет меньше чем снаружи, подвижные планки 2 продвинутся внутрь фильтра, деформируя упругие резиновые прокладки 4. Величина деформации будет зависеть от разности давления снаружи фильтра и внутри. При вращении ротора 6 модулятора расхода отверстия статора будут периодически перекрываться и поэтому давление внутри фильтра будет меняться с частотой F=n·N, где n - число оборотов электродвигателя в ед. времени, N - количество перекрытий отверстий статора за полный оборот ротора. Так, например, при n=3000 об/мин, и N=6 частота колебаний давления скважинной жидкости внутри фильтра будет равна 300 Гц с такой же частотой будут колебаться и подвижные планки 2. Колебания жидкости также будут передаваться к неподвижным деталям фильтра, а также и к другому скважинному оборудованию. В результате создаются условия для предотвращения отложений солей как на фильтре, так и на электропогружном центробежном насосе (ЭЦН). Кроме того, вибрация подвижных планок относительно неподвижных будет приводить к самоочищению щелей фильтра, предотвращая забивание фильтра твердыми включениями.
На фиг.2. приведен фильтр 10 с подвижными элементами в виде полуколец 11, с выступами 12. Полукольца установлены таким образом, что каждое последующее полукольцо своими острыми кромками упирается на выступы 12 предыдущего полукольца. Высота кромки 12 задает ширину щели фильтра.
В основе конструкции данного фильтра находится перфорированная труба 14 с отверстиями 15.Вдоль трубы расположены установочные планки 16 с резиновыми прокладками 13 в пазах. На резиновые прокладки упираются полукольца 11, которые фиксируются снаружи скрепляющими планками 17.
Таким образом, полукольца 11 при колебаниях давления внутри фильтра смещаются относительно центра фильтра. Вибрация полуколец препятствует отложению солей и забиванию фильтра.