Скважинный фильтр с кислоторастворимыми заглушками

Предполагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для вторичного вскрытия пластов.
Известен «Скважинный фильтр с кислоторастворимыми заглушками» (патент на полезную модель RU №174918, Е21В 43/08, опубл. 10.11.2017 Бюл. №31), содержащий корпус в виде трубы обсадной колонны с радиальными отверстиями, герметично перекрытыми кислоторастворимыми заглушками, причем заглушка выполнена в виде цилиндра, вставленного в отверстия корпуса, с буртиками по концам для фиксации в корпусе.
Недостатками данного фильтра являются узкая область применения из-за невозможности использования в горизонтальных и сложных (извилистых) стволах скважин, так как кислоторастворимые заглушки изготавливают из химически активного неплотного по структуре материала (сплавы магния, цинка, алюминия и/или т.п.), которые при взаимодействии со стенками скважины быстро разрушаются от механического воздействия, и низкая надежность, так как при малейшем внешнем (механическом или химическом) воздействии заглушки теряют герметичность перекрытия радиальных каналов.
Наиболее близким по технической сущности является «Способ вскрытия продуктивного пласта» (авторское свидетельство SU №1030537, Е21В 43/11, опубл. 23.07.1983), включающий создание перфорационных каналов в колонне труб до спуска ее в скважину, заглушение их легкоудаляемым материалом под воздействием химических веществ, установку обсадной колонны против продуктивного пласта, цементирование, создание каналов в цементном кольце и удаление заглушек, причем с целью упрощения технологии вскрытия пласта, каналы в цементном кольце создают избыточным давлением после удаления заглушек.
Данный способ включают в себя скважинный фильтр с кислоторастворимыми заглушками, содержащий корпус в виде трубы обсадной колонны с радиальными каналами, в которые герметично и жестко вставлены втулки с резьбовыми отверстиями под герметично вкручиваемые кислоторастворимые заглушки.
Недостатком данного скважинного фильтра является то, что в горизонтальных стволах скважины полые втулки опирающиеся на нижнюю стенку скважины, забиваясь породой пласта плохо дренируют продукцию, снижая пропускную способность втулок во внутрь обсадной колонны.
Технической задачей предполагаемой полезной модели расширение функциональных возможностей при эффективной работе фильтра и в горизонтальных скважинах за счет увеличения пропускной способности продукции пласта втулкой.
Техническая задача решается скважинным фильтром с кислоторастворимыми заглушками, содержащим корпус в виде трубы обсадной колонны с радиальными отверстиями, в которые герметично и жестко вставлены втулки с резьбовыми отверстиями под герметично вкручиваемые кислоторастворимые заглушки.
Новым является то, что на наружной поверхности втулки выполнены радиальные проточки так, что суммарная площадь поперечного сечения проточек каждой втулки составляла не менее 70% полезной площади поперечного сечения резьбового отверстия соответствующей втулки.
На фиг. 1 изображен разрез части корпуса фильтра с одной втулкой и заглушкой.
На фиг. 2 изображена втулка с частичным разрезом.
На фиг 3 изображена втулка - вид сверху.
Скважинный фильтр с кислоторастворимыми заглушками содержит корпус 1 (фиг. 1) в виде трубы обсадной колонны с радиальными отверстиями 2, в которые герметично и жестко вставлены втулки 3 (фиг. 1-3) с резьбовыми отверстиями 4 под герметично вкручиваемые кислоторастворимые заглушки 5 (фиг. 1). На наружной поверхности втулки выполнены радиальные проточки 6 (фиг. 3) так, что суммарная площадь поперечного сечения проточек 6 (фиг. 2) каждой втулки 3 была не менее 70% полезной площади поперечного сечения резьбового отверстия 4 (фиг. 2) соответствующей втулки 3. Данное соотношение может быть рассчитано по формуле:
i
2
где S - площадь поперечного сечения соответствующей радиальной проточки 6 (фиг. 2), мм;
n - количество радиальных проточек 6 (фиг. 3);
d - диаметр полезного поперечного сечения резьбового отверстия 4 (фиг. 3), мм.
Как показала практика наличие проточек 6 (фиг. 3) именно с такой зависимостью (1) во втулке 3 позволяет сохранить пропускную способность втулки 3, лежащей на стенке (не показана) в горизонтальном стволе скважины за счет пропускания продукции пласта через эти проточки 6 и отверстие 4 в обсадную колонну.
Скважинный фильтр может быть подготовлен к работе следующим образом.
При изготовлении снаружи втулок 4 (фиг. 3) делают радиальные проточки 6, обычно, от двух до 8 в зависимости от диаметра обсадной колонну (чем больше диаметр обсадной колонны, тем больше проточек). Причем суммарная площадь поперечного сечения проточек 6 (фиг. 2) втулки 3 должна быть не менее 70% полезной площади поперечного сечения резьбового отверстия 4 соответствующей втулки 3.
i
2
2
2
Например, для диаметра обсадной колонны 114 мм выполнено во втулке 3 (фиг. 2) четыре проточки шириной 5 мм, а высотой 3 мм, то есть площадь поперечного сечения одной проточки 6 S=15 мм, суммарная площадь проточек 6  Во втулке 3 в отверстии 4 выполнена резьба M12, то есть диаметр полезного поперечного сечения резьбового отверстия 4 d≈10 мм, следовательно площадь этого сечения , а 70% от этой площади будет составлять 0,7⋅78,5≈55 мм. Подставим полученные значения в формулу (1): 60 мм≥55 мм, что верно.
В корпусе 1 (фиг. 1) фильтра делают необходимое количество отверстий 2, после чего в отверстия 2 вставляют жестко и герметично втулки 3, например, при помощи сварки, клея, резьбы и герметика и т.п.. В резьбовое отверстие 4 вкручивают герметично кислоторастворимые заглушки 5. Герметичность между втулкой 3 и заглушкой 5 может достигаться за счет конусной посадки 7, герметика, клея и т.п. Один или несколько корпусов 1 с кислоторастовримыми заглушками 5 во втулках 3 спускают в составе обсадной колонны (не показана) для установки напротив интервала вскрытия (не показан). После чего при необходимости вскрытия обсадной колонны, в нее закачивают кислотный состав, растворяющий заглушки 5, открывая отверстия 4 и проточки 6 втулок 3.
Предлагаемая конструкция скважинного фильтра с кислоторастворимыми заглушками позволяет повысить эффективность работы фильтра в горизонтальных скважинах за счет увеличения пропускной способности продукции пласта втулкой.