РАСШИРЯЕМЫЙ СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР
EXPANDABLE WELL FILTER

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к фильтрующим устройствам, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Известен «Скважинный расширяющийся фильтр» (патент RU №2289680 С1, E21B 43/08, 3/18, опубл. Бюл. №35 от 20.12.2006 г.), включающий перфорированный корпус и фильтрующий элемент, выполненный в виде нескольких подпружиненных лопастей с криволинейной формой в радиальной плоскости и прямолинейной в аксиальной, закрепленных по одному краю на корпусе и размещенных внутри цилиндрического кожуха с вертикальными пазами с возможностью выдвижения свободных краев через пазы до образования выдвинутыми частями лопастей цилиндрической поверхности за пределами кожуха.
Недостатками этого фильтра являются:
- возможность несрабатывания фильтра, т.к. при спуске фильтра в интервал установки между ним и эксплуатационной колонной должен быть зазор и при переводе фильтра в рабочее положение проворачивается вся конструкция;
- возможность перекрытия лопастями перфорационных отверстий на эксплуатационной колонне;
- сложность в изготовлении и, как следствие, высокие материальные затраты.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Расширяемый скважинный фильтр» (патент RU №2197600 С2, E21B 43/08, опубл. Бюл. №3 от 27.01.2003 г.), включающий выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, соосно с несущей трубой в форме ирисовой диафрагмы установленные множество фильтровальных листов, так что в результате расширения трубы уменьшается величина перехлеста между смежными фильтровальными листами, причем фильтровальные листы содержат прорези, которые ориентированы в, по существу, окружном направлении относительно несущей трубы, при этом фильтровальные листы состоят из продолговатых полос с расположенными в шахматном порядке рядами прорезей в поперечном направлении относительно продольной оси каждой полосы, прорези расположены так, что чередующиеся ряды смещены до половины шага прорезей в поперечном направлении, длина прорезей больше половины поперечного шага прорезей, и схема расположения прорезей сохраняется вдоль продольной кромки каждой полосы, к тому же каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в расположенных по ее длине на равных расстояниях друг от друга точках крепления, причем точки крепления расположены в узлах между концами прорезей указанной несущей трубы, при этом продольная ось каждой полосы в основном параллельна центральной оси несущей трубы как перед расширением, так и после расширения.
Недостатками этого фильтра являются:
- возможность задира фильтровальных листов при спуске фильтра в интервал установки;
- возможность частичного обвала породы в призабойной зоне продуктивного пласта, т.к. сохраняется перехлест между фильтровальными листами, и они неплотно прижимаются к породе после расширения несущей трубы;
- отсутствие дополнительного фильтрующего слоя, что снижает фильтрационные качества фильтра;
- возможность перекрытия прорезей на фильтровальных листах участками несущей трубы без прорезей и наоборот, что снижает фильтрационные качества фильтра;
- сложность в изготовлении и, как следствие, высокие материальные затраты. Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежной конструкции расширяемого фильтра, позволяющей предотвратить нарушение целостности фильтрующего элемента, сохранить целостность породы в призабойной зоне продуктивного пласта, повысить фильтрационные качества фильтра, а также снизить материальные затраты на изготовление и эксплуатацию расширяемого фильтра.
Технические задачи решаются расширяемым скважинным фильтром, включающим выполненную с возможностью расширения несущую трубу с фильтрующим элементом на поверхности.
Новым является то, что несущая труба выполнена продольно-гофрированной с цилиндрическими концами с возможностью вскрытия после установки, а фильтрующий элемент выполнен в виде концентрично установленной снаружи с зазором продольно-гофрированной трубы аналогичного профиля с герметизацией по концам, причем в зазоре между трубами размещены равномерно по периметру продольные ребра жесткости, жестко соединенные с несущей трубой, а пространство в зазоре между трубами заполнено откалиброванными гранулами.
На фиг.1 показан расширяемый скважинный фильтр (разрез). На фиг.2 - поперечный разрез фильтра по А-А на фиг.1. На фиг.3 - вид Б на фиг.2. На фиг.4 - фильтр, установленный в скважине.
Расширяемый скважинный фильтр содержит несущую трубу 1 (фиг.1), выполненную продольно-гофрированной, при этом несущая труба может быть как с отверстиями 2, закрытыми срезаемыми заглушками 3 (фиг.2, 3), так и без отверстий (не показано), установленную соосно с несущей трубой и герметично соединенную с ней по концам, например, с помощью сварки, пайки и т.д., фильтрующую трубу 4 с прорезями 5, выполненную также продольно-гофрированной, например, из стали или из нержавеющей стали, расположенные в зазоре между несущей 1 и фильтрующей 4 трубами (фиг.2, 3) откалиброванные гранулы 6 определенной величины, например галька и т.д., приваренные к выступам 7 несущей трубы 1 ребра жесткости 8, с целью предотвращения перераспределения гранул 6 в процессе расширения несущей 1 и фильтрующей 4 труб, спускное устройство 9, например раздвижной пуансон (см. патент RU 2344268), башмак 10 с обратным клапаном 11, установленный на нижней части фильтра с помощью резьбы или сварки.
Расширяемый скважинный фильтр работает следующим образом.
К спускному инструменту 9 (фиг.1) присоединяют колонну бурильных труб (не показано), и фильтр доставляют в интервал установки. При спуске фильтра в скважину через обратный клапан 11 башмака 10 происходит заполнение труб скважинной жидкостью. Затем с помощью бурового насоса (не показано) внутри фильтра создают рабочее гидравлическое давление, под действием которого происходит выправление ведущей трубы 1, при этом ребра жесткости 8 (фиг.2, 3), приваренные к выступам 7 ведущей трубы 1, и гранулы 6 воздействуют на фильтрующую 4 трубу и выправляют ее до прижатия к стенкам скважины. Затем фильтр привальцовывают с помощью раздвижного пуансона 9 (фиг.1) до более плотного прижатия к стенкам продуктивного пласта. Одновременно с привальцовкой срезаются заглушки 3 и открываются отверстия 2 на несущей трубе 1 (фиг.4). Если несущая труба 1 выполнена без отверстий 2 (не показано), то после привальцовки фильтра производят перфорацию несущей трубы 1 любым известным способом (например, с помощью кумулятивного перфоратора ПК-103 или гидромеханического перфоратора).
Преимущество предлагаемого расширяемого фильтра заключается в том, что данная конструкция позволяет предотвратить нарушение целостности фильтрующего элемента, сохранить целостность породы в призабойной зоне продуктивного пласта, повысить фильтрационные качества фильтра, а также снизить материальные затраты на изготовление и эксплуатацию расширяемого фильтра.