СКВАЖИННЫЙ ЩЕЛЕВОЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована в строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Известен скважинный фильтр, содержащий трубчатый перфорированный каркас, продольные опорные стержни с выполненной по их наружной поверхности резьбовой нарезкой (канавками) под витки обмоточной проволоки, причем витки обмоточной проволоки жестко закреплены в резьбовой нарезке с образованием технологической щели (зазора) между ними (см. Гаврилко В.М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин, Москва, 1968 г., с.77).
Однако конструкция фильтра недостаточно надежна, что связано с непрочным креплением витков обмоточной проволоки на продольных опорных стержнях. В случае обрыва витков обмоточной проволоки в нескольких местах по периметру происходит разматывание всего фильтра и, как следствие, возникновение аварийной ситуации в скважине.
Известен фильтр спирально-щелевой скважинного глубинного насоса, содержащий цилиндрический корпус, выполненный в виде отрезка насосно-компрессорной трубы в стенке которой выполнены сквозные отверстия и соединенный с входом скважинного насоса посредством резьбового соединения, при этом на цилиндрическом корпусе размещен с возможностью замены спирально щелевой фильтрующий элемент, выполненный в виде спирально навитой и приваренной к продольным пруткам проволоки с треугольным профилем, причем фильтрующий элемент зафиксирован на цилиндрическом корпусе между верхней, промежуточной и нижней упорными втулками, (см. патент на полезную модель RU №50598, кл. E21B 43/08, 20.01.2006).
Данный скважинный фильтр обеспечивает надежную фильтрацию откачиваемой из скважины среды. Однако жесткое крепление сборки на колонне труб затрудняет техническое обслуживание фильтра.
Наиболее близким к полезной модели по техническому результату и решаемой задаче является скважинный щелевой фильтр, содержащий цилиндрический корпус, выполненный в виде отрезка насосно-компрессорной трубы, в стенке которой выполнены сквозные щелевые отверстия, при этом на цилиндрическом корпусе размещены с возможностью замены, по крайней мере два спирально-щелевых фильтрующих элемента, каждый из которых выполнен в виде спирально навитой и приваренной к продольным пруткам проволоки с треугольным профилем, а на концах цилиндрического корпуса нарезана резьба для соединения с расположенным в скважине выше и ниже фильтра оборудованием (см. патент на полезную модель RU №56947, кл. Е21В 43/08, 27.09.2006).
Данный скважинный фильтр также обеспечивает надежную фильтрацию откачиваемой из скважины среды. Однако сложная конструкция фильтра, включающая трудоемкий технологический процесс изготовления спирально-щелевых фильтрующих элементов, приводят к снижению надежности работы данного скважинного фильтра и усложнению его эксплуатации.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является снижение трудозатрат и упрощение эксплуатации скважинного фильтра при проведении регламентных работ по замене скважинного фильтра с повышением удобства и простоты смены и регенерации фильтрующего элемента.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данной полезной модели является упрощение конструкции с повышением надежности работы скважинного щелевого фильтра.
Указанные задача и технический результат достигаются за счет того, что скважинный щелевой фильтр содержит цилиндрический корпус, выполненный в виде отрезка насосно-компрессорной трубы, в стенке которой выполнены сквозные щелевые отверстия, а на ее концах нарезана резьба для соединения с расположенным в скважине выше и ниже фильтра оборудованием, в стенке цилиндрического корпуса выполнены равномерно по окружности корпуса продольные пазы, а щелевые отверстия образованы путем нарезки со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса напротив продольных пазов, по меньшей мере, одной сужающейся по направлению от оси цилиндрического корпуса канавки, прорезанной на глубину, превышающую толщину стенки цилиндрического корпуса в области выполненных в его стенке продольных пазов.
Канавка или канавки нарезаны со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса по винтовой линии или со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса нарезана или нарезаны одна или несколько кольцевых канавок.
В ходе анализа работы различных конструкций скважинных фильтров было выявлено, что наиболее рациональным является выполнение фильтра с фильтрующей поверхностью аналогичной той, которую получают намоткой по спирали проволоки с профилем, образованным треугольным поперечным сечением проволоки. В этом случае нет необходимости в продольных опорных стержнях с выполненной на них винтовой нарезкой для укладки проволоки с треугольным поперечным сечением на строго определенном расстоянии витков друг относительно друга. Фильтрующую поверхность аналогичную описанной выше представляется возможным получить путем нарезки канавок со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса на глубину, превышающую толщину стенки корпуса в области продольных пазов, выполненных в стенке цилиндрического корпуса и сужающихся в направлении от оси цилиндрического корпуса. При этом достигается возможность получать щелевое отверстие со строго определенными заранее параметрами. Как результат, в одном цилиндрическом корпусе объединены функциональные возможности, для достижения которых требовалось специальное оборудование по изготовлению проволоки, ее укладке и фиксации ее положения относительно корпуса и по изготовлению и фиксации на корпусе опорных стержней.
В то же время удалось получить более простую конструкцию состоящую из одной детали по сравнению с описанной в ближайшем аналоге конструкцией фильтра, что позволяет повысить производительность изготовления фильтра. Выполнение фильтра из отрезка насосно-компрессорной трубы позволяет легко согласовать размеры фильтра по диаметру с диаметром колонны насосно-компрессорных труб, что позволяет использовать для закрепления фильтра на колонне стандартное оборудование, в частности муфты для соединения между собой насосно-компрессорных труб.
Простота конструкции фильтра позволяет, при необходимости, изготовить его практически в любой мастерской, что исключает необходимость накапливания на складе запасных элементов скважинного фильтра.
На фиг.1 представлен скважинный щелевой фильтр. На фиг.2 представлен увеличено вид I на фиг.1. На фиг.3 представлен поперечный разрез А-А на фиг.1.
Скважинный щелевой фильтр содержит цилиндрический корпус 1, выполненный в виде отрезка насосно-компрессорной трубы, в стенке которой выполнены сквозные щелевые отверстия 2, а на ее концах нарезана резьба 3 для соединения с расположенным в скважине выше и ниже фильтра оборудованием. В стенке цилиндрического корпуса 1 выполнены равномерно по окружности корпуса 1 продольные пазы 4.
Щелевые отверстия 2 образованы путем нарезки со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 напротив продольных пазов 4, по меньшей мере, одной сужающейся по направлению от оси цилиндрического корпуса 1 канавки 5, прорезанной на глубину, превышающую толщину стенки 6 цилиндрического корпуса 1 в области выполненных в его стенке 6 продольных пазов 4.
Канавка 5 или канавки 5 нарезаны со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 по винтовой линии или со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 нарезана или нарезаны одна или несколько кольцевых канавок 5.
Скважинный фильтр работает следующим образом.
Жидкость с механическими примесями различных размеров поступает извне через щелевые отверстия 2, при этом от откачиваемой скважинным, например штанговым или центробежным, насосом (не показан) жидкой среды отделяются крупные примеси, размер которых превышает размер щелевых отверстий 2. Частицы с размерами менее ширины щелевых отверстий 2 проходят совместно с продукцией скважины. Далее очищенная от примесей жидкая среда из фильтра поступает, например на вход скважинного насоса, если скважинный фильтр установлен на его входе.
Данная полезная модель может быть использована в нефтегазовой, горной промышленности и других отраслях промышленности при откачке из скважин различного рода жидких сред с механическими примесями.