СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР С НИЗКИМ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
WELL FILTER WITH LOW HYDRAULIC FRICTION

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных скважин.
Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1645470, содержащий перфорированную трубу, на которую уложен проволочный фильтрующий элемент с выступами. Выступы, размещенные достаточно часто на проволоке, обеспечивают постоянный зазор между рядами.
Недостатком фильтра является возможность деформации проволоки при транспортировке фильтра или его установке в скважину. Это может привести к местному увеличению зазора между рядами проволоки и проходу в устье скважины крупных частиц посторонних примесей.
Известен гравийный скважинный фильтр по а.с. СССР №1460208, прототип, содержащий внутренний фильтрующий элемент и гравийную засыпку, выполненную снаружи, между фильтрующим элементом и стенкой скважины.
Недостатком является усложнение и удорожание процесса подготовки скважины к эксплуатации после ее бурения, а именно наличие операции засыпки гравийной набивки.
Задачей изобретения является упрощение конструкции фильтра и снижение его стоимости.
Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре с низким гидравлическим сопротивлением, содержащем ниппельную и муфтовую части и корпус с фильтрующим элементом, отличающемся тем, что функции корпуса выполняет фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент выполнен щелевым. Щелевой фильтрующий элемент выполнен в виде сварной металлической конструкции из расположенных вдоль оси ребер, к которым вкруговую приварена с зазором между витками проволока профилированного сечения. Соотношение высот ребер и проволоки профилированного сечения находится в диапазоне 1,0…10. Проволока профилированного сечения выполнена из нержавеющей стали. Проволока профилированного сечения выполнена в поперечном сечении некруглой формы. Проволока профилированного сечения может быть выполнена в виде треугольника со скругленными углами. Проволока профилированного сечения может быть выполнена в виде пятиугольника со скругленными углами.
Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1…4, где
- на фиг.1 приведен скважинный фильтр в сборе,
- на фиг.2 приведен вид А,
- на фиг.3 приведен разрез Б-Б,
- на фиг.4 приведен второй вариант скважинного фильтра.
Предложенная конструкция щелевого скважинного фильтра (фиг.1…4) содержит ниппельную и муфтовую части соответственно 1 и 2, к которым приварен фильтрующий элемент 3, выполняющий функцию корпуса фильтра. Фильтрующий элемент выполнен щелевым и состоит из ребер 4 (продольных элементов или стрингеров) и проволоки 5, намотанной на продольные элементы 4 с зазором δ.
Основные размеры продольных элементов 4 и проволоки 5 определяются из соотношения
,
где Н - высота ребер 4 (стрингеров),
h - высота проволоки 5 фильтрующего элемента.
Минимальное соотношение определяется требованиями прочности конструкции и ее технологичности, а максимальное тем, что при соотношении более 10 продольные элементы будут иметь чрезмерно большую толщину и загромождать проходное сечение фильтра. Увеличение наружного диаметра фильтра также недопустимо, т.к. в противном случае возможен прихват колонны обсадных труб при ее спуске в скважину, особенно на радиусных участках горизонтальных скважин.
Размер щели δ=0,15…0,35 мм, для вязкой нефти целесообразно применить больший размер щели. Предполагаемая высота проволоки 5 h=2…5 мм, а высота ребер Н определяется из соотношения (1).
На ниппельной 1 и муфтовой 2 частях выполнены центрирующие пояски 6 и 7, при этом они могут быть изготовлены в двух вариантах исполнения: снаружи (фиг.1) или внутри (фиг.4).
При эксплуатации добываемый продукт, содержащий посторонние примеси, поступает через щели δ фильтрующего элемента 3 в его внутреннюю полость. За счет того, что ширина щелей составляет 0,15…0,35 мм, частицы более крупных размеров отфильтровываются и не попадают к насосному оборудованию и арматуре, установленной на устье скважины, что предотвратит их преждевременный износ.
Применение изобретения позволит получить ряд преимуществ по сравнению с использовавшимися ранее скважинными фильтрами, а именно:
1. Обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление прохождению фильтрующих сред среди известных фильтров аналогичного назначения.
2. Уменьшить вес фильтра за счет совмещения функций фильтрующего элемента и корпуса фильтра.
3. Упростить конструкцию фильтра.
4. Обеспечить высокую технологичность фильтра.
5. Уменьшить затраты на изготовление фильтра.
6. Ускорить процесс подготовки скважины к эксплуатации.
7. Снизить экономические затраты на освоение скважины.