ФИЛЬТР СКВАЖИННЫЙ ПРОТИВОПЕСОЧНЫЙ

Предлагаемая полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована при насосной добыче нефтей с повышенным содержанием твердых взвешенных частиц (механических примесей), выносимых из продуктивного пласта.
Для скважин, продуцирующих пескосодержащую нефть, известен фильтр, 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 промежуточная 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 (патент на изобретение RU №2158358, МПК Е21В 43/08, 1999).
Преимуществом данного фильтра является размещение во внутренней трубе фильтрующей сетки, выполненной в виде шнека и прикрепленной напротив отверстий, расположенных по винтовой линии, при этом отверстия предназначены для перехода механических примесей в кольцевой зазор между внутренней и промежуточной трубами, и перемещения их под действием гравитационных сил в нижнюю часть фильтра. Недостатком аналога является абразивный износ и разрушение фильтрующей сетки в связи с ее закупоркой и медленной очисткой от механических примесей, также недостатком является низкий коэффициент сепарации механических примесей.
Известен фильтр скважинный самоочищающийся, состоящий из концентрически расположенных наружной, промежуточной и внутренней труб, при этом последние две снабжены отверстиями и в верхней части соединены между собой патрубком, при этом наружная труба по обоим ее торцам соединена с промежуточной трубой кольцевыми заглушками (патент RU 2305756, Е21В 43/08, 2007). Внутренняя труба снабжена фильтрующим элементом, размещенным в интервале отверстий, выполненных на данной трубе, эта же труба снабжена раструбом и соединена с ним продольными ребрами, при этом раструб расположен с зазором относительно промежуточной трубы и снабжен в нижней части соплом, в кольцевом зазоре между внутренней и промежуточной трубами соосно с ними размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде обратного усеченного конуса и прикрепленный к данным трубам выше верхних отверстий, выполненных в них, при этом средние отверстия промежуточной трубы выполнены напротив раструба и снабжены фильтрующим элементом, раструб также снабжен центратором. Данный фильтр имеет сложную конструкцию. В случае засорения фильтрующего элемента подача жидкости насосом прекращается, возникает необходимость замены фильтра.
Наиболее близким к изобретению является фильтр скважинный, включающий металлическую трубу с отверстиями, снабженную снизу заглушкой, размещенный внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент, отличается тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде цилиндрической трубы, соосность фильтрующего элемента обеспечена центраторами, металлическая труба оснащена сверху муфтой, в которой установлен подпружиненный клапан, при этом в муфте имеются продольные пропускные отверстия и гидравлический канал, состоящий из двух половин, причем первая половина канала, снабженная шаром клапана, совпадает с осью скважинного фильтра, а вторая половина выполнена перпендикулярно к ней и не пересекает продольные пропускные отверстия, а в нижней части металлической трубы имеется отверстие над заглушкой (патент РФ №2355876, МПК Е21В 43/08, опубликовано: 20.05.2009).
Однако при засорении фильтра также требуется его замена путем подъема оборудования.
Целью полезной модели является обеспечение промывки фильтра без остановки и подъема подземного оборудования. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем трубу-хвостовик, закрепленную к приему штангового насоса и проходящую через пакер, внутреннюю трубу, образующую концентрическое межтрубное пространство, заглушенное снизу, сферический клапан, размещенный во внутренней трубе, цилиндрический фильтр, установленный снаружи трубы-хвостовика под пакером, с обоих сторон пакера в межтрубном пространстве выполнены радиальные каналы, сообщающие полость внутренней трубы со скважинным пространством, под нижними радиальными каналами во внутренней трубе установлены горизонтальные перегородки с проходными отверстиями, между которыми во внутренней трубе выполнены окна, а под нижней перегородкой размещен дополнительный сферический клапан, жестко связанный с верхним клапаном штоком.
На фиг.1 и 2 показаны принципиальные схемы предлагаемой полезной модели.
В скважину 1 спущен штанговый насос 2, к приему которого закреплена труба-хвостовик 3, проходящая через пакер 4. В трубе-хвостовике 3 расположена внутренняя труба 5, образующая концентричное межтрубное пространство, которое имеет сверху и снизу пакера 4 радиальные каналы 6 и 7, сообщающие полость трубы 5 со скважинным пространством выше и ниже пакера. Под нижними радиальными каналами 7 расположены горизонтальные перегородки 8 и 9 с проходными отверстиями, а между перегородками в трубе 5 выполнены окна 13, сообщающие полость трубы 5 с концентрическим межтрубным пространством. Внутри трубы 5 негерметично расположены полые сферические клапаны 10 и 11, жестко соединенные между собой штоком 12. Снаружи трубы-хвостовика 3 установлен цилиндрический фильтр 14, заглушенный снизу. Сферические клапаны 10 и 11 со штоком 12 имеют положительную плавучесть в жидкости.
Работа фильтра состоит в следующем.
В скважину 1 осуществляют спуск насоса 2 в сборе с трубой-хвостовиком 3 и пакером 4. Негерметичное исполнение клапанов 10 и 11 в трубе 5 позволяет осуществлять гидравлическую связь между продуктивным пластом и надпакерным (затрубным) пространством скважины через фильтр и радиальные каналы 6 и 7.
При запуске насоса 2 в работу(фиг.1) сферические клапаны 10 и 11 благодаря плавучести и зазору между ними и трубой 5 всплывут в жидкости и займут крайнее верхнее положение, при котором отверстие перегородки 8 будет открыто, а перегородки 9 перекрыто клапаном 11. Пластовая жидкость будет поступать в насос 2 через фильтр 14, очищаясь от мех примесей, каналы 7, отверстие в перегородке 8, окна 13, концентрическое пространство и минуя наружные стороны радиальных каналов 6.
При засорении фильтра 14, о чем будут свидетельствовать замеры дебита скважины на поверхности, без остановки работы насоса 2 в затрубное пространство скважины производят закачку промывочной жидкости. В качестве таковой может быть использована подогретая или маловязкая нефть для одновременного отмыва от фильтра от смолопарафиновых веществ.
Промывочная жидкость из затрубного пространства (фиг.2) попадает через каналы 6 в трубу 5 и отжимает сферический клапан 10 шток 12 и клапан 11 вниз. При этом сферический клапан 10 перекроет проходное отверстие перегородки 8 и откроет доступ закачиваемой жидкости из труб 5 в каналы 7 и далее к фильтру с внутренней его стороны. Напор жидкости будет смывать налипшие снаружи частицы мехпримесей и смолопарафиновые отложения. Одновременно с этим при отжатии клапанов 10 и 11 вниз откроется проходное отверстие перегородки 9. Промывочная жидкости резко изменив направление через отверстие в перегородке 9 поступит в окна 13 и далее по межтрубному пространству поступит к приему насоса и будет откачиваться на поверхность.
Резкое изменение направления движения промывочной жидкости после фильтра 14 позволяет ей освободиться от взвешенных частиц за счет центростремительных сил. Эти частицы свободно будут отпускаться вниз и собираться в зумпфе скважины. После длительной эксплуатации забой скважины может быть промыт с удалением накопившихся мехпримесей.
Постоянная работа насоса 2 при промывке фильтра позволяет избежать задавки жидкости в пласт и кольматации порового пространства частицами мехпримесей.
После промывки фильтра закачку промывочной жидкости прекращают и насосная установка возвращается в обычный режим работы.
Технико-экономическим преимуществом полезной модели является обеспечение промывок фильтра от ТВЧ без подъема насосного оборудования, а также предупреждение засорения забоя скважины выносимыми из пласта твердыми частицами породы.