ФИЛЬТР ПРОТИВОПЕСОЧНЫЙ

Предложение относится к фильтрующим устройствам и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Известен гравийный газопесочный фильтр Шаброва (Лаврушко П.Н. Подземный ремонт скважин. - М.: Гостоптехиздат, 1961, с.165 - прототип), состоящий из трех концентрично расположенных труб разных диаметров с отверстиями, переводников и заглушки, при этом наружный кольцевой зазор заполняется гравием в процессе работы.
Недостатком данного устройство является то, что поровые пространства быстро забиваются песком, в следствии чего фильтр приходится извлекать из скважины для промывки гравия.
Известен фильтр противопесочный (Патент РФ №2158358, МПК 7 Е 21 В 43/08, опубл. БИ №30 от 27.10.2000 г.), состоящий из концентрически расположенных наружной, промежуточной и внутренней труб, последняя снабжена отверстиями, и переводника, при этом внутренняя труба снабжена расположенной внутри нее фильтрующей сеткой, выполненной в виде шнека и прикрепленной напротив отверстий, расположенных по винтовой линии, кроме того, наружная и внутренняя трубы в верхней части соединены между собой тангенциальными патрубками, а внутренняя и промежуточные трубы в нижней части соединены между собой также тангенциальными патрубками, но противоположно ориентированными, при этом кольцевой зазор между промежуточной и внутренней трубами в верхней части, а также верхняя и нижняя части внутренней трубы снабжены заглушками, наружная труба в верхней части снабжена эластичными кольцами, а в нижней части - заглушкой.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и большая металлоемкость и, как следствие, высокие затраты на изготовление.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фильтр противопесочный (Патент РФ на полезную модель №43304, МПК 7 Е 21 В 43/08, опубл. БИ №1 от 10.01.2005 г.) состоящий из концентрически расположенных наружной, промежуточной и внутренней труб, при этом наружная труба соединена герметично с внутренней трубой переводником, ниже которого расположены входные патрубки, а снизу - заглушена, при этом входные патрубки соединяют наружное пространство наружной трубы с ее внутренним пространством, а верхняя часть промежуточной трубы
жестко и герметично соединена с внутренней трубой конусом, причем нижняя кромка промежуточной трубы расположена ниже нижней кромки внутренней трубы.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы фильтра без увеличения затрат на изготовление.
Поставленная задача решается предлагаемым фильтром противопесочным, содержащим концентрически расположенные наружную, промежуточную и внутреннюю трубы, конус, при этом наружная труба имеет входные патрубки и сверху соединена герметично с внутренней трубой переводником, а снизу заглушена.
Новым является то, что внутренняя труба заглушена снизу, а наружная и промежуточная трубы соединены между собой жестко, при этом сверху промежуточная труба герметично заглушена конусом, а входные патрубки соединяют наружное пространство наружной трубы с внутренним пространством промежуточной трубы и выполнены в виде отводов, направленных от периферии к центру, объединяющихся в единой патрубок, причем верхняя кромка единого патрубка расположена выше нижней кромки промежуточной трубы, при этом внутренняя труба на наружной поверхности, а наружная труба на внутренней поверхности оснащены, соответственно чередующимися прямыми и обратными дополнительными конусами, выше которых внутренняя труба снабжена фильтрующей сеткой.
На фигуре схематично представлен фильтр противопесочный.
Фильтр противопесочный состоит из концентрически расположенных наружной трубы 1, промежуточной трубы 2 и внутренней трубы 3. Промежуточная труба 2 сверху герметично заглушена конусом 4, в свою очередь, наружная труба 1 сверху соединена герметично с внутренней трубой 3 с помощью переводника 5.
На боковой поверхности наружная труба 1 имеет входные патрубки 6, а снизу заглушена заглушкой 7. Входные патрубки 6 соединяют наружное пространство (на фигуре не показано) наружной трубы 1 с внутренним пространством промежуточной трубы 2. Внутренняя труба 3 снизу заглушена заглушкой 8. Входные патрубки 6 выполнены в виде отводов, направленных от периферии к центру, объединяющихся в единой патрубок 9. Верхняя кромка единого патрубка 9 расположена выше нижней кромки промежуточной трубы 2. Наружная 1 и промежуточная 2 трубы соединены между собой жестко посредством вставок 10.
Внутренняя труба 3 на наружной поверхности, а наружная труба 1 на внутренней поверхности оснащены, соответственно чередующимися прямыми 11 и обратными 12 дополнительными конусами, выше которых внутренняя труба 3 снабжена фильтрующей сеткой 13.
Работает фильтр противопесочный следующим образом.
Фильтр противопесочный (см. фигуру) спускают в скважину в компоновке с любым типом насосного оборудования и устанавливают на его приеме.
Пластовая жидкость, приводимая в движение за счет действия насоса (на фиг не показано) через внутреннее пространство входных патрубков 6 (см. фигуру), выполненных в виде отводов через единый патрубок 9 поступает во внутреннее пространство промежуточной трубы 2. Здесь поток пластовой жидкости попадает на внутреннюю поверхность конуса 4, которым герметично заглушена сверху промежуточная труба 2. После взаимодействия с конусом 4 поток пластовой жидкости двигается вниз. При этом более твердые частицы 14 (песок, шлам, и т.п.), содержащиеся в пластовой жидкости опускаются вниз и оседают над заглушкой 7 внутри наружной трубы 1. Насос продолжает работать, при этом более легкая, чем твердые частицы 14 пластовая жидкость попадает из внутреннего пространства промежуточной трубы 2 в кольцевое пространство 15, образованное соединенными между собой жестко посредством вставок 10 наружной 1 и промежуточной 2 трубами. В кольцевом пространстве 15 скорость потока пластовой жидкости резко увеличивается, за счет уменьшения площади поперечного сечения.
По выходу из зоны кольцевого пространства 15 скорость потока пластовой жидкости резко уменьшается, поскольку площадь поперечного сечения между наружной 1 и внутренней 3 трубами, соединенных между собой сверху герметично переводником 5 значительно больше площади поперечного сечения между наружной 1 и промежуточной 2 трубами, при этом успевшие прорваться вверх по кольцевому пространству 15 в потоке пластовой жидкости твердые частицы 14 по инерции за счет резких изменений скоростей потока пластовой жидкости оседают на конус 4 сверху. Далее поток пластовой жидкости попадает в пространство между чередующимися прямыми 11 и обратными 12 дополнительными конусами, установленными соответственно, на наружной поверхности внутренней 3 и внутренней поверхности наружной 1 труб, где поток пластовой жидкости резко изменяет направление движения, что ведет к дополнительному оседанию твердых части 14, которые стекают вниз на заглушку 7 внутри наружной трубы 1. Затем пластовая жидкость засасывается насосом (на фиг. не показано) через фильтрующую сетку 13 во внутрь внутренней трубы 3 и попадает на прием насоса.
При этом более мелкие твердые частицы 14, попавшие сквозь фильтрующую сетку 13 во внутреннее пространство внутренней трубы 3 за счет гравитационных сил оседают над заглушкой 8 во внутренней трубе 3.
Длины наружной 1 и внутренней 3 труб зависят от степени загрязнения (песком, шламом, и т.п.) пластовой жидкости. Чем больше загрязнена пластовая жидкость, тем длиннее наружная 1 и внутренняя 3 трубы, причем это определяется опытным путем.
Экономический эффект выражается в повышении эффективности работы фильтра противопесочного без дополнительных затрат на его изготовление.