ФИЛЬТР СКВАЖИННЫЙ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ЗАЗОРОМ

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована для защиты  погружного скважинного центробежного электронасоса (ЭЦН) от попадания на прием насоса механических примесей при добыче пластовой жидкости (нефти) из скважины.
Известна модульная секция погружного центробежного электронасоса (патент № 68616, F04D 13/10, дата публикации 2007.11.27), содержащая перфорированный корпус с расположенным на нем многосекционным щелевым фильтроэлементом из V-образной проволоки, включающим наружные кольца, снабженные центрирующим элементом, в пазах колец скрыты торцы концов секций щелевого фильтроэлемента, наружное кольцо, с помощью которого отделяются части фильтроэлемента, снабженное центрирующим предохранительным элементом. Перфорированный корпус и фильтроэлемент стянуты сверху верхней головкой, а снизу нижним основанием. Вал, установленный во внутреннюю полость модульной секции, имеет возможность вращаться в подшипниках: верхнем, расположенном в головке, нижнем, расположенном в концевой части модульной секции, и дополнительных промежуточных, а его нижний торец снабжен шлицевой муфтой.
Недостатками известной модульной секции являются размещение щелевого экрана фильтра, состоящего из витков V-образной проволоки, и его закрепление на наружной поверхности основания входного модуля с помощью опорных колец, что в целом увеличивает наружный диаметр установки ЭЦН, кроме того, расположение щелевого экрана на наружной поверхности перфорированного корпуса приводит к   засорению витков щелевого экрана и его механическому повреждению при спуске установки в скважину, её подъёме, при транспортировке и хранении. Основным недостатком известного аналога является невозможность регулирования зазора фильтроэлемента  в зависимости от размеров механических частиц присутствующих в пластовой жидкости.
Известен фильтр  с регулируемым зазором для ЭЦН - ФПР-2 (см. стр.28 Каталог продукции 2016-2017 ООО «ЭЛКАМ»), взятый в качестве прототипа, содержащий корпус с продольными пазами, внутри которого установлена пружина растяжения в качестве фильтрующего элемента. В верхней части фильтра пружина закреплена статично, в нижней — при помощи регулировочной гайки, при продольном перемещении которой изменяется межвитковый зазор. Внутри фильтра проходит вал со щлицевыми соединениями для передачи крутящего момента от двигателя валу насоса. В верхней и нижней частях фильтра имеются фланцевые соединения. Возможно увеличение количества фильтрующих секций.
Недостатками фильтра являются сложность регулировки зазора между витками пружины на скважине, так как для проведения перенастройки межвиткового зазора пружины регулировочной гайкой необходимо обеспечить свободный доступ к ней, для этого необходимо  открутить нижнюю часть фильтра с подшипниковой опорой вала от корпуса, а затем при помощи специальных ключей, вращая регулировочную гайку по резьбовому соединению, произвести регулировку межвиткового зазора пружины, после чего произвести сборку изделия — установить (накрутить) нижнюю часть фильтра на корпус.
При наличии нескольких фильтрующих секций в известном  фильтре  трудоёмкость настройки межвиткового зазора пружин фильтра увеличивается, так как для этого потребуется вначале разъединить фильтрующие секции одну от другой, обеспечив доступ к регулировочным гайкам каждой фильтрующей секции, провести  регулировку зазора пружины в каждой фильтрующей секции, далее  произвести сборку фильтра в готовое к монтажу изделие, что усложняет процесс регулировки межвиткового зазора пружины фильтра, создавая неудобство эксплуатации фильтра, увеличивая время регулировочного процесса.
Задача полезной модели – создание фильтра, обладающего повышенным удобством эксплуатации.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, состоит в повышении удобства эксплуатации фильтра за счет упрощения регулировки межвиткового зазора пружины и сокращения времени регулировки.
Технический результат достигается тем, что в фильтре скважинном с регулируемым зазором, содержащем основание, головку, между которыми установлены фильтрующие секции, вал с возможностью вращения, каждая фильтрующая секция содержит перфорированный корпус, внутри которого установлен фильтрующий  элемент, выполненный в виде пружины растяжения, расположенный между корпусом и валом с возможностью регулирования межвиткового зазора пружины, согласно полезной модели, перфорированные корпуса фильтрующих секций соединены между собой ниппелями, при этом, в каждом ниппеле выполнено сквозное ступенчатое отверстие для размещения в нем  одного конца установочного элемента механизма перемещения пружины, другой конец установочного элемента жестко соединен с толкателем, который выполнен с возможностью осевого перемещения вдоль оси фильтра, верхняя часть каждого ниппеля снабжена винтовой канавкой для размещения нижнего  опорного конца пружины предыдущей секции, нижний опорный  торец пружины нижней секции размещен в винтовой канавке  основания, верхний торец пружины каждой секции установлен в опорном элементе, выполненном в виде винтовой канавки на втулке, установленной на толкателе с возможностью вращения втулки вокруг своей оси и исключения продольного перемещения относительно толкателя, при этом другой конец толкателя первой секции соединен с установочным элементом, размещенным в ступенчатом отверстии головки,  а в каждой последующей секции другой конец толкателя соединен с установочным элементом, размещенным в сквозном ступенчатом отверстии предыдущего ниппеля с возможностью перемещения установочного элемента вдоль оси фильтра и фиксации в разных положениях.
Установка втулки в выступе толкателя с возможностью вращения вокруг своей оси и фиксация втулки от продольного перемещения относительно толкателя с помощью стопорного кольца позволяет повысить удобство и точность настройки необходимого межвиткового зазора пружины.
Технический результат достигается также тем, что установочный элемент механизма перемещения пружины выполнен в виде винта,  установленного снаружи перфорированного корпуса, что повышает удобство эксплуатации фильтра, позволяя производить перенастройку межвиткового зазора пружины на новое значение путем перемещения головки винта вдоль оси фильтра из одного положения в другое без разборки/сборки устройства.
Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения устройства.
На фигуре приведен общий вид фильтра скважинного с регулируемым зазором.
Фильтр скважинный с регулируемым зазором состоит из  основания 1 и головки 2 с отверстием 3 для прохода пластовой жидкости, между которыми установлены фильтрующие секции 4, вал 5 с возможностью вращения в подшипниках 6. Каждая фильтрующая секция 4 содержит перфорированный корпус 7, внутри которого установлен фильтрующий  элемент, выполненный в виде пружины 8 растяжения, расположенный между корпусом 7 и валом 5 с возможностью регулирования межвиткового зазора пружины 8. Перфорированные корпуса 7 фильтрующих секций 4 соединены между собой ниппелями 9. В каждом ниппеле 9 выполнено сквозное ступенчатое отверстие 10 для размещения в нем  одного конца установочного элемента, выполненного в виде винта 11 механизма перемещения пружины. Другой конец установочного винта 11 жестко соединен с толкателем 12 механизма перемещения пружины 8.  Толкатель 12 выполнен с возможностью осевого перемещения вдоль оси фильтра.  В толкателе 12 выполнено с отверстием 13 для пропуска жидкости. Верхняя часть каждого ниппеля 9 снабжена винтовой канавкой 14 для статичного размещения нижнего  опорного конца пружины 8 предыдущей секции 4. Нижний опорный  торец пружины 8 нижней секции 4 размещен статично в винтовой канавке 15 основания 1. Верхний торец пружины 8 каждой секции 4 установлен в опорном элементе, выполненном в виде винтовой канавки 16 на втулке 17, установленной свободно в выступе толкателя  12 с возможностью вращения вокруг своей оси. Втулка 17 зафиксирована от продольного перемещения относительно толкателя 12 с помощью стопорного кольца 18.  Верхний конец толкателя 12 первой секции 4 соединен с установочным винтом 11, размещенным в ступенчатом отверстии 19 головки 2. В каждой последующей секции 4 верхний конец толкателя 12 соединен с установочным винтом 11, размещенным в сквозном ступенчатом отверстии 10 предыдущего ниппеля 9 с возможностью перемещения установочного винта 11 вдоль оси фильтра и фиксации его в разных положениях.
Фланец 20 основания 1 служит для соединения фильтра с гидрозащитой ПЭД, а фланцевое соединение 21 головки 2 обеспечивает соединение с насосом ЭЦН (не показано).
Устройство работает следующим образом.
Пластовая жидкость через отверстия перфорированных корпусов 7 фильтрующих секций 4 и межвитковые зазоры пружин 8 проходит внутрь фильтра. Отфильтрованная от механических примесей жидкость   проходит через пропускные отверстия 13 толкателей 12, проходные отверстия  ниппелей 9, отверстие 3 головки 2 и поступает на прием насоса ЭЦН. Крутящий момент от электродвигателя передается на вал 5, вращающийся в подшипниках 6, передается на рабочие органы насоса ЭЦН, обеспечивая забор пластовой жидкости из скважины.
Для установки межвиткового зазора пружины 8 первой секции 4 фильтра производят частичное выкручивание винта 11 из толкателя 12 до выхода головки винта 11 из соответствующей выемки ступенчатого отверстия 19 головки 2 и производят перемещение толкателя 12, до установки необходимого межвиткового зазора пружины 8, далее производят вкручивание винта 11 до упора, обеспечивая при этом расположение и фиксацию головки винта 11 в другой выемке ступенчатого отверстия 19 головки 2, что позволяет зафиксировать новое значение щелевого отверстия пружины 8 растяжения.
В каждой последующей секции 4 фильтра регулировку зазора фильтрующей пружины 8 производят аналогичным образом, перемещая винт 11 в ступенчатом отверстии 10  ниппеля 9.
Выполнение фильтра с возможностью регулировки межвиткового зазора пружин без разборки фильтра повышает удобство эксплуатации, позволяет оперативно проводить регулировку  зазора фильтрующих пружин непосредственно на скважине.