СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР ТОНКОЙ ОЧИСТКИ

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована в строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Известен скважинный фильтр, включающий перфорированную трубу с муфтой и металлическую сетку, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы, при этом снизу на перфорированную трубу навернута дополнительная муфта, снаружи металлической сетки между муфтой и дополнительной муфтой установлен дополнительный перфорированный патрубок, который телескопически закреплен относительно перфорированной трубы винтами, фиксирующими соосно перфорационные отверстия перфорированного и дополнительного перфорированного патрубков, (см. патент на полезную модель RU №57807, кл. E21B 43/08, 27.10.2006).
Однако конструкция фильтра не позволяет проводить тонкую очистку добываемой жидкости от механических примесей, что связано с тем, что в качестве фильтрующего элемента используется металлическая сетка. Кроме того, конструкция фильтра не позволяет устанавливать его в нижней части колонны насосно-компрессорных труб, поскольку отсутствуют средства герметизации нижнего торцевого отверстия трубы, в которой установлен фильтрующий элемент.
Наиболее близким к полезной модели по техническому результату и решаемой задаче является скважинный фильтр, содержащий, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, установленный в секции насосно-компрессорных труб, в стенках которых выполнены продольные щелевые отверстия, причем секции насосно-компрессорных труб соединены между собой наружной резьбовой муфтой, а нижняя секция насосно-компрессорных труб с нижнего свободного конца снабжена наружным резьбовым
наконечником (см. патент на полезную модель RU №57356, кл. Е21В 43/08, 10.10.2006).
В данном техническом решении нижняя секция насосно-компрессорных труб с нижнего свободного конца снабжена наружным резьбовым наконечником, что позволяет устанавливать данный фильтр в нижней части колонны насосно-компрессорных труб, например, на конце хвостовика. Однако данный фильтр не обеспечивает надежную фильтрацию откачиваемой из скважины среды, что связано с тем, что в качестве фильтрующего элемента используется металлическая сетка, которая не может задерживать мелкие частицы механических примесей, содержащиеся в добываемой из скважины жидкости. Кроме того, фильтр имеет сложную конструкцию, что усложняет его сборку и эксплуатацию.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является снижение трудозатрат и упрощение эксплуатации скважинного фильтра при проведении регламентных работ по замене скважинного фильтра, а также обеспечение возможности отделения от добываемой жидкости, как крупных, так и мелких частиц механических примесей.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данной полезной модели, является повышение надежности работы и снижение себестоимости работ при проведении ремонтных и регламентных работ по замене и восстановлению скважинного фильтра в случае повреждения его фильтрующей поверхности, а также повышение качества очистки добываемой из скважины жидкости.
Указанные задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинный фильтр тонкой очистки содержит, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, установленный в секции насосно-компрессорных труб, в стенках которых выполнены продольные щелевые отверстия, причем секции насосно-компрессорных труб соединены между собой наружной резьбовой муфтой, нижняя секция насосно-компрессорных труб с нижнего свободного конца снабжена наружным резьбовым
наконечником, фильтрующий элемент выполнен в виде цилиндрической трубы из волокнисто-пористого полимера, а внутри каждой муфты между резьбовыми участками выполнен кольцевой бортик, при этом нижний фильтрующий элемент зафиксирован между днищем наконечника и бортиком ближайшей к нему муфты, а вышерасположенные фильтрующие элементы зафиксированы между бортиками смежных муфт.
В ходе анализа работы различных конструкций скважинных фильтров было выявлено, что наиболее рациональным является выполнение скважинного фильтра в виде цилиндрической трубы из волокнисто-пористого полимера. Как результат, упрощается конструкция фильтра, который, по существу состоит из двух деталей - трубы с продольными щелевыми отверстиями в ее стенке и фильтрующего элемента в виде цилиндрической трубы из волокнисто-пористого полимера, установленными между резьбовыми муфтами или между резьбовой муфтой и наконечником. Поскольку фильтрующий элемент, по существу, является единственным конструктивным элементом фильтра, который может выйти из строя, то замена его не представляет сложностей. При этом данный фильтрующий элемент обеспечивает возможность отделять от добываемой жидкости как мелкие, так и крупные частицы.
Кроме того, в зависимости от состава откачиваемой среды и производительности скважинного, например штангового или центробежного насоса, который установлен над фильтром, представляется возможность устанавливать фильтрующие элементы с различной величиной продольных щелевых отверстий, что дает возможность регулировать гидравлическое сопротивление, создаваемое фильтром, и отделять относительно крупные частицы механических примесей, не допуская их попадания на фильтрующий элемент и, тем самым, исключая его механическое повреждение. Наиболее предпочтительным является выполнение продольных щелевых отверстий длиной 400 мм и шириной 10 мм по 8 отверстий по окружности трубы.
По результатам промышленных испытаний, проведенных в Нижневартовском УДНГ филиала «Башнефть-Уфа» АНК «Башнефть» были получены следующие результаты:
- сокращение выноса механических примесей в 3 раза (с 140 мг/л до 48 мг/л), при этом среднесуточный дебит скважин остается неизменным;
- достигнута возможность повторного применения фильтров после его промывки через насос, при этом наработка насоса в скважине с высоким содержанием механических примесей в этом случае увеличивается на срок до 100 суток;
- применение фильтров тонкой очистки позволяет увеличить наработку скважин от 100 до 500 суток.
На чертеже представлен продольный разрез скважинного фильтра тонкой очистки.
Скважинный фильтр тонкой очистки содержит, по меньшей мере, один фильтрующий элемент 1, установленный в секции насосно-компрессорных труб 2, в стенках которых выполнены продольные щелевые отверстия 3, причем секции насосно-компрессорных труб 2 соединены между собой наружной резьбовой муфтой 4. Нижняя секция насосно-компрессорных труб 2 с нижнего свободного конца снабжена наружным резьбовым наконечником 5. Фильтрующий элемент 1 выполнен в виде цилиндрической трубы из волокнисто-пористого полимера. Внутри каждой муфты 4 между резьбовыми участками выполнен кольцевой бортик 6, при этом нижний фильтрующий элемент 1 зафиксирован между днищем наконечника 5 и бортиком 6 ближайшей к нему муфты 4, а вышерасположенные фильтрующие элементы 1 зафиксированы между бортиками 6 смежных муфт 4.
Скважинный фильтр может устанавливаться под установленным в скважине на колонне насосно-компрессорных труб насосом, например штанговым глубинным насосом или винтовым насосом с поверхностным приводом, либо на конце хвостовика.
В процессе работы, проходя через продольные щелевые отверстия 3 трубы 2 и ячеистую пористую поверхность фильтрующего элемента 1 скважинного фильтра, добываемая из скважины жидкость очищается от механических частиц и попадает на прием насоса. Частицы скапливаются на поверхности фильтрующего элемента 1 и частично опадают на забой скважины. При снижении пропускающей способности фильтра возможно проведение очистки его поверхности путем горячей промывки.
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.