ФИЛЬТР СКВАЖИННОГО ГЛУБИННОГО НАСОСА

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована в строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Известен скважинный фильтр, содержащий трубчатый перфорированный каркас, продольные опорные стержни с выполненной по их наружной поверхности резьбовой нарезкой (канавками) под витки обмоточной проволоки, причем витки обмоточной проволоки жестко закреплены в резьбовой нарезке с образованием технологической щели (зазора) между ними (см. Гаврилко В.М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин, Москва, 1968 г., с.77).
Однако конструкция фильтра недостаточно надежна, что связано с непрочным креплением витков обмоточной проволоки на продольных опорных стержнях. В случае обрыва витков обмоточной проволоки в нескольких местах по периметру происходит разматывание всего фильтра и, как следствие, возникновение аварийной ситуации в скважине.
Наиболее близким к полезной модели по техническому результату и решаемой задаче является фильтр скважинного глубинного насоса, содержащий два расположенных один в другом с зазором относительно друг друга в радиальном направлении фильтрующих элемента с щелевыми отверстиями в их боковых стенках, причем наружный фильтрующий элемент выполнен в виде стакана с цилиндрической боковой стенкой, а внутренний фильтрующий элемент - в виде цилиндрического насадка, причем щелевые отверстия в его боковой стенке выполнены в виде поперечных прорезей с обеспечением возможности восприятия сжимающих и растягивающих усилий в осевом направлении, (см. патент на полезную модель RU 43307, кл. Е 21 В 43/38, 10.01.2005).
Данный фильтр обеспечивает надежную фильтрацию откачиваемой из скважины среды. Однако выполнение фильтра в виде двух соосно расположенных цилиндрических корпусов, образующих фильтрующие элементы, с продольными и поперечными щелевыми отверстиями приводит к увеличению гидравлического сопротивления и, как следствие, к снижению производительности. Кроме того, наличие двух соосных цилиндрических корпусов затрудняет техническое обслуживание фильтра.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение конструкции и повышение эффективности фильтра скважинного глубинного насоса с повышением удобства и простоты его смены.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данной полезной модели является повышение надежности работы и снижение себестоимости работ при изготовлении фильтра скважинного глубинного насоса.
Указанные задача и технический результат достигаются за счет того, что фильтр скважинного глубинного насоса содержит цилиндрический корпус с выполненными в нем щелевыми отверстиями 5, на наружной поверхности которого выполнены цилиндрические проточки с образованием между проточками цилиндрических кольцевых буртиков, вдоль кольцевых проточек на наружную поверхность корпуса наварены металлические ребра, а щелевые отверстия δ образованы путем нарезки по винтовой линии со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса на глубину, превышающую толщину стенки корпуса в области цилиндрических проточек, -образной канавки, сужающейся в направлении от оси цилиндрического корпуса.
В ходе анализа работы различных конструкций скважинных фильтров было выявлено, что наиболее рациональным является выполнение фильтра с фильтрующей поверхностью аналогичной той, которую получают намоткой по спирали проволоки с профилем, образованным треугольным поперечным
сечением проволоки. В этом случае нет необходимости в продольных опорных стержнях с выполненной на них винтовой нарезкой для укладки проволоки с треугольным поперечным сечением на строго определенном расстоянии витков друг относительно друга. Фильтрующую поверхность аналогичную описанной выше представляется возможным получить путем нарезки отверстия δ по винтовой линии со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса на глубину, превышающую толщину стенки корпуса в области цилиндрических проточек, -образной канавки, сужающейся в направлении от оси цилиндрического корпуса. При этом достигается возможность получать щелевое отверстие со строго определенными заранее параметрами. Таким образом в одном цилиндрическом корпусе объединены функциональные возможности, для достижения которых требовалось специальное оборудование по изготовлению проволоки, ее укладке и фиксации ее положения относительно корпуса и по изготовлению и фиксации на корпусе опорных стержней.
В то же время удалось получить более простую конструкцию состоящую из одной детали по сравнению с конструкцией фильтра, включающей два цилиндрических корпуса, что позволяет повысить производительность изготовления фильтра, а, следовательно, и насосного агрегата, на входе в который этот фильтр установлен. Выполнение фильтра из отрезка насосно-компрессорной трубы позволяет легко согласовать размеры фильтра по диаметру с диаметром колонны насосно-компрессорных труб, что позволяет использовать для закрепления фильтра на колонне стандартное оборудование, в частности муфты для соединения между собой насосно-компрессорных труб.
Наварка, например с помощью обычного сварочного оборудования для электродуговой сварки, продольных ребер позволяет повысить жесткость конструкции фильтра, а, следовательно, обеспечить постоянство расстояния между стенками щелевых отверстий δ, образующих фильтрующую поверхность, что повышает надежность работы фильтра и предотвращает
возможность повреждения фильтрующей поверхности фильтра в процессе спуска и подъема оборудования в скважине.
Простота конструкции фильтра позволяет, при необходимости, изготовить его практически в любой мастерской, что исключает необходимость накапливания на складе запасных упругих элементов.
На фиг.1 представлен продольный разрез фильтра скважинного глубинного насоса. На фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1. На фиг.3 представлен вид I на фиг.1.
Фильтр скважинного глубинного насоса содержит цилиндрический корпус 1 с выполненными в нем щелевыми отверстиями 2. Цилиндрический корпус 1 может быть выполнен из отрезка насосно-компрессорной трубы, на наружной поверхности которой выполнены цилиндрические проточки 3 с образованием между проточками цилиндрических кольцевых буртиков 4. Вдоль кольцевых проточек 3 на наружную поверхность корпуса 1 наварены металлические ребра 5. Щелевые отверстия 2 образованы путем нарезки, например на токарно-винторезном станке резцом, по винтовой линии со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 на глубину, превышающую толщину стенки корпуса 1 в области цилиндрических проточек 3, -образной канавки 6, сужающейся в направлении от оси цилиндрического корпуса 1.
Как правило, верхний конец отрезка трубы, из которого выполнен цилиндрический корпус 1 выполняют в конической резьбой, аналогичной той, которую нарезают на трубах и которые образуют колонну насосно-компрессорных труб, а нижний конец выполняют либо с конической резьбой, аналогичной резьбе верхнего конца, что необходимо для сборки нескольких фильтров в один фильтр большей производительности, либо нижний конец глушат, например с помощью заглушки 7, которую приваривают к нижнему концу фильтра. Таким образом в нижней части фильтра выполняют сборник 8 механических примесей.
Скважинный фильтр работает следующим образом.
Жидкость с механическими примесями различных размеров поступает извне к щелевым отверстиям 2 фильтра, при этом от откачиваемой скважинным, например штанговым, винтовым или центробежным насосом 9 жидкой среды отделяются крупные примеси, размер которых превышает размер щелевых отверстий 2. Частицы с размерами менее ширины щелевых отверстий 2 совместно с продукцией скважины проходят сквозь фильтр, при этом более крупные частицы из тех, что прошли сквозь щелевые отверстия 2 постепенно под действием собственного веса оседают в нижней части фильтра, где выполнен сборник 8 механических примесей. Далее очищенная от крупных частичек жидкая среда из фильтра поступает на вход насоса 9.
Данная полезная модель может быть использована в нефтегазовой, горной промышленности и других отраслях промышленности при откачке из скважин различного рода жидких сред с механическими примесями.