ФИЛЬТР СКВАЖИННЫЙ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам задержания песка, обломков горной породы, солей, проппанта из призабойной зоны пласта и зумпфа скважины с использованием механических и гравийных фильтров. В этих устройствах наиболее важными конструктивными параметрами являются размеры щелей по отношению к диаметру частиц выносимого из призабойной зоны и зумпфа. Размеры щелей проектируют так, чтобы обеспечить эффект прекращения засорения насосной установки при допускаемой производительности скважины.
Известен фильтр (Патент РФ №2153574), который содержит слоистую структуру в виде цилиндрической трубы и имеет не менее двух слоев. Они выполнены из стекложгута, пропитанного отверждающим материалом. Наружный слой уложен с образованием ячеек. Фильтрующий слой расположен между слоями из стекложгута. Устройство имеет перфорированную трубу. На ней расположен внутренний слой слоистой структуры, выполненный в виде однозаходной спирали. Фильтрующий слой выполнен в виде сетки из полимерного материала. Он расположен на внутреннем слое слоистой структуры в виде однозаходной спирали, образующей сплошную поверхность. Расстояние между соседними витками однозаходной спирали внутреннего слоя меньше спирали витка фильтрующего слоя.
Недостатком устройства является сложность изготовления и значительное гидравлическое сопротивление лифтируемой жидкости.
Известна конструкция фильтра, (Патент РФ №103842), включающая фильтрующие элементы из упругого материала выполненных из горизонтальных пакетов заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материал которого, коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь устанавливаемых напротив продуктивного пласта, крепление их на соединительной штанге, с упором на забой, причём наружный диаметр пакета дисков превышает внутренний диаметр обсадной колонны, обеспечивая гарантированный контакт с перфорационными отверстиями эксплуатационной колонны и породой пласта.
Недостатками фильтра, принятого за прототип, является сложность установки устройства на большую глубину, в зону перфорации, из-за «эффекта поршневания», сложность конструкции, высокий риск засорения фильтроэлементов, что требует замены фильтра, связанной с остановкой работы насоса.
Цель полезной модели состоит в улучшении условий установки фильтра путём снижения нагрузок на фильтроэлементы, и повышения эффективности добычи в условиях повышенного содержаний механических абразивных примесей и солеотложений в скважине.
Поставленная цель достигается тем, что  Фильтр скважинный, включающий узел крепления, фильтрующие элементы, выполненные из горизонтальных пакетов заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материал которых, коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь, устанавливаемых напротив продуктивного пласта, наружный диаметр которых превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны и закрепляемых на соединительной штанге с внутренним сквозным каналом,  а скважинное пространство зоны фильтрации заполнено гравийным наполнителем или искусственной набивкой (стеклянные или пластмассовые шарики).
На фиг. приведена схема установки фильтра в добывающей скважине.
Полезная модель содержит: пакеты щеточных дисков, выполненных из гибких элементов (фильтроэлементов) поз. 1 и поз. 2, соединительную штангу с внутренним сквозным каналом поз. 3, узел крепления (муфту соединительную) поз. 4, и регулирующие втулки поз. 5, поз. 6 и поз. 7. Фильтр скважинный устанавливается в эксплуатационной перфорированной колонне 8, с отверстиями поз. 9 напротив продуктивного пласта. Зона фильтрации - поз. 10, при спуске устройства в скважину заполняется гравийным наполнителем или искусственной набивкой, например,  стеклянные или пластмассовые шарики - поз. 11.
Работа фильтра скважинного осуществляется следующим образом.
Поступление и накопление твёрдых включений (обломки горной породы, соли, проппант или песок) в скважину будет ограничено плотной упаковкой наполнителя (набивкой) в зону фильтрации поз. 10, и также благодаря улавливанию пакетом фильтроэлементов поз. 1 и поз. 2, одновременно, предотвращая засорение зумпфа.
Очистка зоны фильтрации поз. 10, перфорационных отверстий поз. 9, и элементов наполнителя (набивки) поз. 11, может осуществляться методом периодической промывки растворителем, например кислотным, с устья скважины через затрубное пространство, без подъёма установки на земную поверхность.
Фильтр скважинный устанавливается с упором на забой или с помощью узла крепления (муфты соединительной) поз. 4 подвешивается с помощью насосно-компрессорных труб на корпус установки электроцентробежного или штангового насоса (на фиг. не показаны).
Эффективность фильтра (тонкость фильтрации) регулируется числом дисков, плотностью их установки и характеристиками применяемых в них элементов (упругими свойствами фильтроэлемента и его геометрией), а также прочностными свойствами материала наполнителя (набивки).
Конструкция позволяет увеличить площадь фильтрации, и, соответственно, пропускную способность фильтра, не требует установки пакера и сочетает достоинства гравийного и сеточного фильтров.
В ходе эксплуатации фильтры подтвердили свои высокие эксплуатационные характеристики, ремонтопригодность, склонность к самоочистке, химическую стойкость применяемых материалов и специальных покрытий фильтроэлементов и корпусных деталей.
Литература: 1. Патент РФ №2153574 (аналог).
2. Патент РФ №103842 (прототип).