Устройство фильтрации для одновременно-раздельной добычи из двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта.
Известна двухлифтовая установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта (патент РФ № 181346, МПК E21B 43/14, опубл. 14.05.2019 г., Бюл. № 14), включающая основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на обеих колоннах лифтовых труб и выполненный с возможностью фиксации их относительно друг друга. При этом низ дополнительной колонны лифтовых труб между штанговым насосом и параллельным якорем оборудован патрубком с фильтрационными отверстиями, двумя или тремя насосно-компрессорными трубами (НКТ), выполняющими роль шламосборника, и заглушкой в виде диска, установленной в муфтовом соединении.
Недостатками данной установки является повышенная металлоемкость из-за применения НКТ в качестве контейнера для шламосборника, низкая эффективность перфопатрубка с отверстиями для защиты скважинного насоса от механических примесей из-за размера отверстий и малой площади фильтрации по сравнению с длиной всего перфопатрубка, что также увеличивает металлоемкость.
Известна система фильтрации установки одновременно-раздельной добычи нефти и фильтр грубой очистки для такой системы (патент РФ № 140266, МПК E21B 43/08, опубликовано 10.05.2014 г., Бюл. № 13), содержащая щелевой фильтр, установленный на приеме штангового глубинного насоса в короткой колонне. Дополнительно содержит фильтр грубой очистки, установленный на впускной стороне сцепного устройства, фиксирующего короткую колонну в параллельном якоре установки одновременно-раздельной добычи нефти.
Недостатками данной системы фильтрации являются:
- повышенная металлоемкость и малая площадь фильтрации фильтра грубой очистки, установленного на впускной стороне сцепного устройства, фиксирующего короткую колонну в параллельном якоре;
- механические примеси, проникающие внутрь фильтра грубой очистки, скапливаются внутри полости, снижая эффективность и продолжительность работы как фильтра, так и всей установки в целом;
- наличие щелевого фильтра на приеме насоса, создающего дополнительное сопротивление потоку жидкости в щелевых отверстиях и провоцирующего образование отложений (АСПО, соли) из-за перепада давления;
- сетка находится внутри патрубка, выполняющего функцию каркаса, что при работе насоса приводит к неплотному прилеганию сетки к отверстиям в патрубке из-за перепада давления, снижая эффективность работы фильтра.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности очистки скважинной жидкости от механических примесей за счет увеличения площади фильтрации, предотвращения скапливания механических примесей внутри фильтра.
Техническая задача решается устройством фильтрации для одновременно-раздельной добычи из двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта, состоящей из фильтра с цилиндрическим корпусом с нарезанной наружной резьбой и фильтрующими отверстиями, с фильтрующим элементом в виде металлической сетки с размером ячеек 1×1 мм, установленного на впускной стороне сцепного устройства, короткой колонны, параллельного якоря, фиксирующего сцепное устройство и длинную колонну.
Новым является то, что цилиндрический корпус фильтра снабжен в нижней части обратным шариковым клапаном, а его фильтрующие отверстия выполнены продольного прямоугольного сечения, при этом сцепное устройство сверху снабжено наружной резьбой, а на торец сцепного устройства установлен шламоуловитель в виде патрубка с перфорационными отверстиями, заглушенного в верхней части, с кольцом в нижней части, присоединенным при помощи сварки, также сцепное устройство с шламоуловителем через муфту с внутренней резьбой соединено с короткой колонной, снабженной снизу наружной резьбой.
На фиг. изображено устройство фильтрации для одновременно-раздельной добычи из двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта.
Устройство фильтрации для одновременно-раздельной добычи из двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта, состоит из фильтра 1 с цилиндрическим корпусом с нарезанной наружной резьбой (на фиг. не показана) и фильтрующими отверстиями 2, с фильтрующим элементом 3 в виде металлической сетки с размером ячеек 1×1 мм, установленного на впускной стороне сцепного устройства 4, снабженного снизу внутренней резьбой (на фиг. не показана), короткой колонны 5, параллельного якоря 6, фиксирующего сцепное устройство 4 и длинную колонну 7.
Цилиндрический корпус фильтра 1 снабжен в нижней части обратным шариковым клапаном 8, а его фильтрующие отверстия 2 выполнены продольного прямоугольного сечения.
При этом сцепное устройство 4 сверху снабжено наружной резьбой (на фиг. не показана), а на торец сцепного устройства установлен шламоуловитель 9 в виде патрубка, например, длиной 1 м с перфорационными отверстиями 10, например, диаметром 10 мм. Шламоуловитель 9 заглушен в верхней части и снабжен в нижней части кольцом 11, присоединенным при помощи сварки.
Также сцепное устройство 4 с шламоуловителем 9 через муфту 12 с внутренней резьбой (на фиг. не показана) соединено с короткой колонной 5, снабженной снизу наружной резьбой (на фиг. не показана).
Предлагаемое устройство фильтрации для одновременно-раздельной добычи из двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта, работает следующим образом.
При работе скважинного насоса скважинная жидкость верхнего продуктивного горизонта проходит через металлическую сетку фильтра, затем поднимается по короткой колонне 5 к скважинному насосу (на фиг. не показан). При этом из-за фильтрующего элемента 3 в виде металлической сетки с размером ячеек 1×1 мм основная часть механических примесей отделяется от добываемой жидкости. Благодаря тому, что пропускная способность фильтрующего элемента 3 не менее, чем в 2 раза превышает производительность скважинного насоса, обеспечивается работоспособность установки даже при постепенном забивании сетки. При продолжительной эксплуатации при значительном забивании сетки за счет создаваемого перепада давления дальнейший приток жидкости происходит через обратный шариковый клапан 7 фильтра 1.
В тоже время мелкие механические примеси, проникшие через металлическую сетку, в основном выносятся через насос, не вызывая его засорение в виду своих незначительных размеров. При остановке системы фильтрации и в период нагнетания штанговым насосом мелкие механические примеси осаждаются в пространстве между шламоуловителем 9 и короткой колонной 5, не скапливаясь в полости фильтра 1. Перфорационные отверстия 10 шламоуловителя 9 не вызывают значительный перепад давления и образование отложений.
Таким образом, предлагаемое устройство фильтрации повышает эффективность очистки скважинной жидкости от механических примесей за счет увеличения площади фильтрации, предотвращения скапливания механических примесей внутри фильтра и уменьшает металлоемкость конструкции.