УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРУЮЩЕЕ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использована для фильтрации добываемого из скважин продукта.
Наиболее близким по технической сути является «ЩЕЛЕВОЙ СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР» по патенту на изобретение РФ №2507384, от 22.05.2012, опубликован 27.11.2013, МПК E21B43/08. Известное устройство включает перфорированную несущую трубу и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали. Поперечное сечение проволоки выполнено пятигранным. Одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность. Каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями. Верхние грани образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол. Верхние грани выполнены перпендикулярно к продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков. Угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше, чем нижних. Угол, соединяющий нижние грани, скруглен.
Одной из основных эксплуатационных характеристик щелевого скважинного фильтра является размер, подлежащих отфильтровыванию механических частиц, содержащихся в добываемом продукте. Размер частиц определяется шириной зазора между соседними витками профилированной проволоки. При разрушении даже одного соединения между проволокой и продольным элементом может произойти смещение части витка проволоки, что повлечет за собой увеличение максимального размера пропускаемых через фильтрующий элемент механических частиц. Нерегламентированное увеличение размеров пропускаемых через фильтрующий элемент частиц снижает эффективность работы фильтра и качество добываемого продукта. Эксплуатацию скважинных фильтров осуществляют, в том числе, в агрессивной среде при высоких температурах и давлениях, например, при термокислотной обработке скважин. Эксплуатация устройства в кислотной среде значительно увеличивает скорость его коррозионного разрушения, что, в свою очередь, может привести к преждевременному выходу устройства из строя. Существуют режимы работы, при которых среда, в том числе агрессивная, проходит через зазоры между витками проволоки на больших скоростях и обладает высокой температурой, что способствует быстрому износу фильтрующего элемента и увеличивает вероятность разрушения соединений между проволокой и продольными элементами. Так как контроль состояния скважинного фильтра во время его эксплуатации невозможен, поскольку он находится в скважине, возникает необходимость повышения надежности устройства для обеспечения его штатной работы на протяжении всего эксплуатационного периода.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности устройства фильтрующего.
Поставленная задача решена за счет устройства фильтрующего, содержащего перфорированную трубу, на внешней поверхности которой расположены продольные стрингеры, на стрингеры намотана по спирали с зазорами между соседними витками проволока, при этом проволока намотана с натягом, профиль проволоки выполнен клиновидным и ориентирован сужением по направлению к оси трубы, проволока закреплена на стрингерах приваркой с заглублением, проволока и стрингеры выполнены из нержавеющей стали с процентным содержанием углерода, не превышающим 0,03%.
Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг.1 – устройство фильтрующее.
На фиг. 1 изображены: устройство 1 фильтрующее, перфорированная труба 2, стрингеры 3, проволока 4, отверстия 5.
Устройство 1 фильтрующее является элементом скважинного фильтра, входящего в состав колонны на обсадных трубах или в состав подвески хвостовика.
Устройство фильтрующее выполнено следующим образом.
Устройство 1 фильтрующее содержит цилиндрическую перфорированную трубу 2. Труба 2 перфорирована отверстиями 5, например, круглой или иной формы. На внешней поверхности перфорированной трубы 2, без механической связи с ней, расположены продольные стрингеры 3. Опционально, поперечное сечение стрингеров 3 может быть выполнено треугольной формы. На стрингеры 3 намотана по спирали проволока 4. Проволока намотана с постоянным зазором между соседними витками. Зазор между соседними витками проволоки определяет максимальный размер механических частиц, пропускаемых через устройство 1 фильтрующее. Профиль, намотанной на стрингеры 3 проволоки 4, выполнен клиновидным и ориентирован сужением по направлению к оси трубы 2. Поперечное сечение проволоки 4 может быть выполнено пятиугольной, треугольной или любой иной клиновидной формы. Проволока 4 и стрингеры 3 выполнены из нержавеющей стали, содержащей в своём составе молибден и никель. Использование нержавеющей стали с содержанием никеля и присадкой молибдена обуславливает высокую коррозионную стойкость изделия и повышает его сопротивляемость разрушению при эксплуатации в агрессивной кислотной среде. Намотка проволоки 4 на стрингеры 3 осуществлена с натягом, что обеспечивает прижим и надежную фиксацию стрингеров 3 относительно внешней поверхности перфорированной трубы 2. Фиксацию проволоки 4 относительно стрингеров 3 осуществляют приваркой в процессе намотки, например, при помощи точечной сварки. В момент фазового перехода свариваемых материалов из твердой стадии в жидкую, за счет натяга, проволока 4 своей сужающейся частью погружается в тело стрингера 3 в зоне плавления материалов. Взаимное проникновение свариваемых элементов увеличивает площадь пятна контакта между ними, что повышает надежность соединения проволоки 4 и стрингера 3. Проволока 4 и стрингеры 3, закрепленные приваркой с заглублением, образуют цилиндрическую решетку, обладающую собственной пространственной жесткостью, что позволяет снизить вероятность повреждения устройства при проведении монтажных работ и при эксплуатации устройства в условиях разнонаправленных вибрационных нагрузок, вызванных работой погружного насоса и потоком добываемого флюида. Стрингеры 3 и проволока 4 выполнены из нержавеющей стали с содержанием углерода не более чем 0,03%. Стрингеры 3 и проволока 4 могут быть выполнены, например, из таких сплавов как AISI 304L и AISI 316L. В процессе сварки cтали с содержанием углерода не более чем 0,03% не происходит осаждения карбида, и, как следствие, сварное соединение обладает высокой стойкостью к образованию межкристаллитной коррозии, что продлевает срок штатного функционирования устройства 1 и повышает его надежность.
Выполнение проволоки 4 и стрингеров 3 из коррозионностойкой нержавеющей стали с содержанием углерода не более чем 0,03% повышает коррозионную стойкость, кислотостойкость и прочность изделия, что продлевает срок его службы, например, при его эксплуатации в агрессивной среде. Уменьшение вероятности преждевременного выхода из строя устройства 1 фильтрующего и сохранение его расчетных характеристик на протяжении всего эксплуатационного периода повышают его надежность.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности изделия за счет повышения коррозионной стойкости, кислотостойкости и прочности изделия. Технический результат достигается за счет устройства фильтрующего, содержащего перфорированную трубу, на внешней поверхности которой свободно расположены продольные стрингеры, на стрингеры намотана по спирали с зазорами между соседними витками проволока, при этом проволока намотана с натягом, профиль проволоки выполнен клиновидным и ориентирован сужением по направлению к оси трубы, проволока закреплена на стрингерах приваркой с заглублением, проволока и стрингеры выполнены из нержавеющей стали с процентным содержанием углерода, не превышающим 0,03%.