ФИЛЬТР СКВАЖИННОГО НАСОСА

Настоящая полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использована в скважинных насосах для откачки пластовой жидкости из скважин.
Известен фильтр скважинного насоса на УЭЦН, раскрытый в описании к патенту RU 38832 U1, E21B 43/08, 2004 г., содержащий многосекционный фильтр, представляющий собой щелевой экран из проволоки.
Указанный фильтр предотвращает попадание в полость насоса крупных частиц механических примесей, но не позволяет проводить тонкую очистку пластовой жидкости.
Известен фильтр скважинного насоса модульной конструкции, описанный в патенте RU 57809 U1, E21B 43/08, 2006 г., содержащий цилиндрический корпус с выполненными в нем щелевыми отверстиями, которые образованы путем нарезки корпуса по винтовой линии.
Указанный фильтр не позволяет проводить тонкую очистку пластовой жидкости.
Известен фильтр скважинного насоса, раскрытый в описании к патенту RU 2261369, F04D 13/10, 2005 г., расположенный внутри корпуса всасывающего устройства и выполненный из пенометалла.
Недостатком фильтра является относительно невысокая его пропускная способность, так как пенометалл представляет собой жесткую конструкцию с неэластичными ячейками, которые могут забиваться механическими примесями, что снижает межремонтный срок работы насоса до регенерации фильтра. Применяемый фильтр не является модульным, что затрудняет разборку и сборку всасывающего устройства при ремонтных работах.
Известен фильтр скважинного насоса, описанный в патенте RU 2353813, F04D 13/10, 2009 г., расположенный внутри корпуса всасывающего устройства и выполненный из фильтрующих элементов из проницаемого материала из спиральной проволоки «металлорезина».
Фильтр обеспечивает тонкую очистку пластовой жидкости. Недостатком фильтра является его недостаточно высокая пропускная способность из-за относительно небольшой фильтрующей поверхности, так как фильтр расположен внутри корпуса всасывающего устройства, и, кроме того, конструкция всасывающего устройства не позволяет быстро производить разборку и сборку всасывающего устройства при ремонтных работах.
Известен фильтр скважинного насоса модульной конструкции, раскрытый в описании к патенту RU 56947 U1, E21B 43/08, 2006 г. и выбранный за прототип. Фильтр содержит цилиндрический корпус из отрезка перфорированной трубы и спирально-щелевую фильтрующую систему, расположенную снаружи цилиндрического корпуса.
Указанный фильтр не позволяет проводить тонкую очистку пластовой жидкости, что приводит к попаданию механических примесей в рабочие органы насоса и, следовательно, к абразивному износу последнего.
Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности работы фильтра скважинного насоса путем улучшения качества фильтрации а также расширение ассортимента модульных конструкций фильтров для скважинных насосов.
Эта задача решается созданием фильтра, который содержит цилиндрический корпус из отрезка перфорированной трубы и фильтрующую систему, расположенную снаружи цилиндрического корпуса, в котором фильтрующая система выполнена из фильтрующих элементов в виде трубчатого элемента из проницаемого материала из спиральной проволоки «металлорезина» и установлена на центраторе, который расположен в кольцевой полости между корпусом и фильтрующей системой и фильтр дополнительно снабжен регулировочной шайбой. Фильтрующая система может быть выполнена, по меньшей мере, из одного слоя фильтрующих элементов. Центратор может быть выполнен в виде каркаса из втулок и продольных стержней круглого сечения. В другом исполнении центратор может быть выполнен из проволочной сетки в виде гофрированной трубки с гофрами треугольного сечения и продольным относительно вала расположением гофр. Также центратор может быть выполнен из колец в форме тавра или двутавра в поперечном сечении, кольца установлены между соседними фильтрующим элементами с охватом их концов. Фильтрующие элементы могут быть выполнены с металлическими наконечниками на концах трубчатого элемента.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен заявляемый фильтр, на фиг.2 - центратор в виде втулок и стержней с фильтрующей системой из одного слоя фильтрующих элементов, на фиг.3 - центратор в виде втулок и стержней с фильтрующей системой из двух слоев фильтрующих элементов, на фиг.4 - центратор в виде гофрированной трубки, вид сверху, на фиг.5 - центратор в виде колец в форме тавра, на фиг.6 - центратор в виде колец в форме двутавра, на фиг.7 - фильтрующий элемент с металлическими наконечниками.
3
Фильтр предназначается для применения в составе УЭЦН с номинальными подачами пластовой жидкости от 30 до 100 м/сут.
Фильтр содержит цилиндрический корпус 1 из отрезка перфорированной трубы с отводящими очищенную пластовую жидкость отверстиями 2 и фильтрующую систему 3, расположенную снаружи цилиндрического корпуса 1 с образованием кольцевой полости 4 между ними.
Фильтрующая система 3 выполнена из фильтрующих элементов 5 в виде трубчатого элемента из спиральной проволоки «металлорезина». Структура фильтрующих элементов 5 представляет собой проницаемую во всех направлениях открытую пористую систему, полученную в результате сплетения проволочных спиралей путем холодного прессования в пресс-формах. Размер пор, и следовательно, тонкость фильтрации может быть различной и определяется конкретными условиями работы в скважине. Фильтрующие элементы 5 сопрягаются своими торцами друг с другом с определенным натягом. Фильтрующие элементы выполнены с возможностью упругой деформации во время работы всасывающего устройства, что обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление потоку пластовой жидкости и создает идеальное распределение потока. Фильтрующая система 3 может быть выполнена из одного слоя фильтрующих элементов 5 или из нескольких. Многослойная система набрана из фильтрующих трубчатых элементов с разной тонкостью очистки, при этом элементы, обеспечивающие более тонкую очистку, вставлены в фильтрующие элементы более грубой очистки. Каждый фильтрующий элемент 5 может быть выполнен с металлическими наконечниками 6 на концах трубчатого элемента.
Фильтр снабжен регулировочной шайбой 7, которая обеспечивает контролируемое сжатие фильтрующих элементов 5, что позволяет регулировать размеры пор фильтрующих элементов 5 и, следовательно, тонкость очистки, и, кроме того, гарантирует плотность прилегания торцов фильтрующих элементов 5.
Фильтрующая система 3 установлена на центраторе 8, который расположен в кольцевой полости 4 между корпусом 1 и фильтрующей системой 3.
Центратор 8 может быть выполнен в виде каркаса из втулок 9 и продольных стержней 10 круглого сечения. В другом исполнении может быть выполнен из проволочной сетки в виде гофрированной трубки 11 с гофрами треугольного сечения и продольным относительно вала расположением гофр. Центратор 8 также может быть выполнен из колец в форме тавра 12 или двутавра 13 в поперечном сечении. Кольца 12 или 13 установлены между соседними фильтрующими элементами 5 с охватом их концов.
Для удобства поставки фильтра он выполнен с технологическими крышками 14.
Скважинный насос работает следующим образом. При пуске двигателя скважинного насоса движение передается на рабочие органы насосных секций. Пластовая жидкость поступает на фильтрацию. Крупные механические примеси с размером более размера пор фильтрующих элементов 5, отражаются от наружной поверхности фильтрующей секции 3 и скатываются в затрубное пространство. Пластовая жидкость с механическими примесями с размером пор менее размера пор фильтрующих элементов 5 проходит в проволочную структуру фильтрующих элементов 5. Часть мелких частиц задерживается проволочной структурой и осаждается в порах фильтрующих элементов 5. В связи с тем, что все поры являются сообщающимися и фильтрующая секция 3 выполнена с возможностью упругой деформации, механические включения, способные перекрыть отдельные поры, не нарушают работоспособности фильтрующей секции 3 в целом, что способствует более длительному сроку работы всего фильтра до регенерации. Отфильтрованная пластовая жидкость через отверстия 2 в корпусе 1 поступает внутрь корпуса 1 и далее в насосные секции.
Настоящая конструкция фильтра предотвращает попадание крупных частиц механических включений в полость насоса, обеспечивает тонкую очистку пластовой жидкости и, тем самым, повышает межремонтный срок работы насоса. Конструкция фильтра является модульной, что обеспечивает удобство сборки и разборки всасывающего устройства и повышает его ремонтопригодность, так как позволяет заменять отдельные, вышедшие из строя в процессе эксплуатации фильтры полностью или частично путем замены отдельных сильно загрязненных и не подлежащих регенерации фильтрующих элементов фильтра.
Таким образом, настоящая конструкция позволяет повысить эффективность работы фильтра скважинного насоса за счет улучшения качества фильтрации. Данная конструкция расширяет ассортимент модульных конструкций фильтров скважинных насосов.