СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к оборудованию для добычи нефти или газа, конкретно предназначена для фильтрации добываемого продукта от механических примесей.
Известен скважинный фильтр с пробками по патенту РФ на полезную модель №56946, которая выполнена стальной и пустотелой с донышком и наполнителем внутри. Пробка закреплена на корпусе скважинного фильтра сваркой.
Недостаток: трудности срезания стальной пробки, при срезании пробок, некоторые из них могут не срезаться, поэтому пропускная способность скважинного фильтра будет меньше, чем расчетная.
Известен скважинный фильтр с пробкой по св. РФ на полезную модель №16758, прототип. Этот фильтр содержит трубу, в отверстиях которой установлены срезаемые пробки, выполненные из алюминия, фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями. Отверстия и в трубе и в кожухе выполнены рядами на боковой поверхности.
Недостаток - высокая стоимость алюминиевых пробок и нетехнологичность и большие затраты времени и материальных ресурсов на срезание пробок при помощи фрезера, установленного в компоновке с забойным двигателем. Кроме того, возможно замятие части пробок из-за эластичности материала, из которого они изготовлены. В этом случае также произойдет снижение пропускной способности фильтра, уменьшится дебит добываемого продукта.
Задача создания полезной модели: упрощение подготовки скважинного фильтра к эксплуатации и повышение дебита добываемого продукта.
Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре, содержащем перфорированную трубу, отверстия которой заглушены удаляемыми пробками, тем, что пробки выполнены в виде удаляемой мембраны. Мембраны выполнены с возможностью среза при перепаде давления снаружи и внутри трубы. Мембраны выполнены с возможностью растворения кислотой или растворителем. Мембраны выполнены например из магния. Отверстия в трубе выполнены ступенчатыми и мембраны закреплены втулками, установленными в отверстиях и прижимающими мембрану к кольцевому выступу. Втулки запрессованы в отверстия. Втулки выполнены в виде резьбовых колец с наружной резьбой. Мембраны и втулки загерметизированы в отверстиях при помощи клея или герметика. Мембраны загерметизированы в отверстиях при помощи уплотняющих прокладок. Резьбовые кольца со стороны мембраны имеют торец, выполненный под углом к оси отверстия, а с другой стороны содержат элементы, предназначенные для их заворачивания. Элементы, предназначенные для заворачивания резьбовых колец, выполнены в виде шлицов. Элементы, предназначенные для заворачивания резьбовых колец выполнены в виде многоугольного отверстия под ключ. На мембранах выполнены насечки, ослабляющие их прочность и ускоряющие их растворение в кислоте. Насечки
выполнены радиальными, или кольцевыми, или выполнены радиальные и кольцевые насечки.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели.
Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, а промышленная применимость тем, что для реализации устройства и способа не требуются специальные технологии и материалы, не освоенные промышленностью.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1...10, где:
на фиг.1 приведен скважинный фильтр после спуска в скважину,
на фиг.2 приведен скважинный фильтр в работе после удаления мембран
на фиг.3 приведен вид А первого варианта, с резьбовым кольцом,
на фиг.4 приведен вид А второго варианта, с запрессовкой втулки,
на фиг.5 приведен вид «А» третьего варианта, с герметизацией клеем,
на фиг.6 приведен вид «А» четвертого варианта, с резьбовым кольцом, у которого торец выполнен под углом «а» к оси отверстия,
на фиг.7 приведен вид «А» пятого варианта, с резьбовым кольцом, выполненным с элементом для заворачивания,
на фиг.8 приведен вид «А» шестого варианта с уплотняющей прокладкой,
на фиг.9 и 10 приведен вид «Б» на мембрану.
Скважинный фильтр (фиг.1...10) содержит перфорированную трубу 1, с отверстиями «В» внутри которых установлены удаляемые мембраны 2, выполненные с возможностью среза при перепаде давления снаружи и внутри трубы, или из растворяющегося в кислоте или растворителе материала, например из магния или его сплава. Снаружи трубы 1 концентрично ей установлен фильтрующий элемент 3. Фильтрующий элемент 3 может быть любой конструкции и выполнен из проволочной сетки, профилированной проволоки, пористых материалов, гравийный и т.д. Отверстия «В» в трубе 1 выполнены ступенчатыми (фиг.2...8) и во всех вариантах мембраны 2 поджаты к торцам отверстий «В» при помощи резьбовых колец 4 (фиг.3) или втулок 5 (фиг.4). Втулки 5 (фиг.4) могут быть запрессованы в отверстия «В», а резьбовые кольца 4 завинчены по резьбе «Г» (фиг.3, 5-8). Обязательным требованием к скважинным фильтрам является обеспечение герметичности по мембранам 2. Мембраны 2 и резьбовые кольца 4 могут быть загерметизированы при помощи клея «Д» (фиг.5), например, на основе эпоксидной смолы. Резьбовые кольца 4 зажимают мембрану 2 со значительным усилием для обеспечения герметичности. Резьбовые кольцо 4 могут быть выполнены специальным образом (фиг.6) и иметь торец со стороны мембраны 2, выполненный под острым узлом к оси отверстия «В». Острая кромка, образованная этим торцом обеспечивает герметичность соединения и ослабляет мембрану 2 и ускоряет процесс ее растворения или разрушения высоким давлением, если она не полностью растворилась.
На другом торце резьбовых колец 4 выполнены элементы «Е», предназначенные для их заворачивания по резьбе «Г» внутрь отверстий «В» (фиг.7-8). Элементы «Е» могут быть выполнены в виде шлицов, многоугольного отверстия под ключ, или в любом другом исполнении, обеспечивающим применение ключа для заворачивания.
Возможно уплотнение мембран 2 при помощи уплотняющих прокладок 6 (фиг.8), которые устанавливают под мембраны 2 и поджимают резьбовыми кольцами 4, имеющими резьбу «Г».
На поверхности мембран 2 могут быть нанесены насечки 7. Насечки 7 могут быть расположены радиально (фиг.9), или по окружности, или одновременно радиально и по окружности (фиг.10). Насечки 7 применяют для ускорения растворения мембраны 2 в кислоте и для разрушения мембран 2 высоким давлением, в случае, если они не полностью растворились, например, из-за снижения концентрации кислоты при ее смешивании с пластовой водой.
В связи с тем, что размеры мембраны и их вес очень незначительный, то, несмотря на то, что магний (и его сплавы) в 1,5 раз дороже алюминия, стоимость пробки уменьшается по сравнению с известными конструкциями.
Один или несколько скважинных фильтров спускают в скважину в составе обсадной колонны до уровня продуктивного пласта. После опрессовки и промывки внутрь колонны заливают раствор кислоты, например, серной, которая растворяет мембраны 2 (на фиг.1...10 не показано), выполненные, из магния или его сплавов, открываются отверстия «В» для прохода добываемого продукта. Если мембраны 2 выполнены из материала, растворимого в других среда, например, из гудрона, то заливают растворитель, например, бензин. Возможно растворение мембран 2 при помощи горячей воды или пара, например, когда они изготовлены из легкоплавкого материала.
Применение полезной модели позволило:
1. Упростить процесс подготовки скважинных фильтров к эксплуатации.
2. Снизить затраты на подготовку скважины к эксплуатации.
3. Повысить пропускную способность фильтра и его дебит за счет того, что части пробок после срезания их донышек загромождали проходное сечение отверстий.
4. Снизить стоимость пробок (мембран по сравнению с пробками).