СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР С ГРАВИЙНОЙ НАБИВКОЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к скважинным фильтрам для очистки добываемого продукта от механических примесей.
Известен гравийный скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №80498. Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при добыче нефти и газа. Задачей создания полезной модели является упрощение технологии изготовления скважинного фильтра. Решение указанной задачи достигнуто в гравийном скважинном фильтр, содержащий трубу с отверстиями на боковой поверхности, муфту, ниппель и гравийный фильтрующий элемент, тем, что гравийный фильтрующий элемент содержит две перфорированные оболочки: внутреннюю и внешнюю, установленные концентрично трубе на поддерживающих кольцах, а пространство между ними заполнено гравием, частицы которого склеены между собой. Отверстия внешней перфорированной оболочки выполнены некруглой формы с отгибными элементами, отогнутыми внутрь. Отверстия внешней перфорированной оболочки выполнены прямоугольными. Поддерживающие кольца выполнены ступенчатыми. Поддерживающие кольца приварены к трубе. Между внутренней оболочкой и трубой выполнен зазор. В качестве гравия используется калиброванный кварцевый песок. Недостатком гравийного скважинного фильтра является высокое гидравлическое сопротивления и низкая пропускная способность.
Известен фильтр скважинный по патенту РФ на полезную модель №138070. Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам задержания песка, обломков горной породы, солей, проппанта из призабойной зоны пласта и зумпфа скважины с использованием механических и гравийных фильтров. Фильтр скважинный, включающий узел крепления, фильтрующие элементы, выполненные из горизонтальных пакетов заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материал которых, коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь, устанавливаемых напротив продуктивного пласта, наружный диаметр которых превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны и закрепляемых на соединительной штанге, причем центральная часть фильтрующих элементов расположенных преимущественно напротив верхних и нижних перфорационных отверстий продуктивного пласта, выполнена из полимерно-абразивного материала, соединительная штанга выполнена с внутренним сквозным каналом, а скважинное пространство зоны фильтрации заполнено гравийным наполнителем или искусственной набивкой. Недостатком фильтра скважинного является центральное размещение в корпусе фильтрующего элемента и отсутствие возможности спуска ниже фильтра насосно-компрессорных труб.
Известен скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №7030, прототип. Скважинный фильтр, содержит перфорированную трубу, на которой установлен щелевой фильтрующий элемент, содержащий, в свою очередь, продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, концентрично щелевому фильтрующему элементу установлен внешний щелевой фильтрующий элемент, имеющий аналогичную конструкцию, а зазор между ними заполнен фильтрующим наполнителем. Между щелевыми фильтрующими элементами установлены дистанционные кольца. Зазор между витками внешнего щелевого элемента не менее чем зазор между витками внутреннего щелевого элемента. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между витками фильтрующего элемента в 1,2...10 раз. Фильтрующий наполнитель выполнен из шариков. Шарики выполнены из нержавеющей стали. Шарики выполнены из стекла. Шарики выполнены из полимерного материала. Фильтрующий наполнитель выполнен из песка. Недостатком фильтра является высокое гидравлическое сопротивления и низкая пропускная способность.
Задачей создания полезной модели является снижение гидравлического сопротивления и повышение пропускной способности, а также степени очистки добываемого продукта.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что скважинный фильтр с гравийной набивкой, включает муфтовую и ниппельную резьбы для соединения фильтров между собой и обсадной колонной, причем муфтовая и ниппельная резьбы выполнены на отрезках труб, соединенных между собой фильтрующим элементом, выполненным в виде внешней и внутренней оболочек с гравийной набивкой между ними, а между отрезками труб и оболочками установлены и закреплены промежуточные кольца, которые выполнены с дистанционными и монтажными выступами, дистанционные выступы центрируют внешнюю и внутреннюю оболочки, а монтажные заходят на внешнюю кольцевую проточку отрезков труб с муфтовой и ниппельной резьбой и фиксируются на них сваркой. Промежуточные кольца крепятся сваркой к внешней и внутренней оболочкам. Внутренний диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца равен наружному диаметру внутренней оболочки. Наружный диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца равен внутреннему диаметру внешней оболочки. Наружный диаметр внешней оболочки не более наружного диаметра монтажного выступа промежуточного кольца. Наружный диаметр монтажного выступа промежуточного кольца не более наружного диаметра отрезков труб с муфтовой и ниппельной резьбой. Внутренний диаметр внутренней оболочки не менее внутреннего диаметра промежуточного кольца. Торец монтажного выступа промежуточного кольца выполнен со скосом кромок под сварку. Отрезки труб с ниппельной и муфтовой резьбой со стороны фильтрующего элемента выполнены также со скосом кромок. Функции оболочек выполняет проволока, намотанная по спирали на каркас из стрингеров и приваренная к ним в местах пересечения причем расстояние между соседними витками проволоки внешней оболочки, определяет фильтрующий зазор. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между соседними витками оболочек. Гравийная набивка выполнена из калиброванного песка. Гравийная набивка выполнена из коррозионно-устойчивого материала в виде шариков.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении скважинного фильтра с гравийной набивкой применяются известные технологии и материалы.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1...4, где:
на фиг. 1 показан продольный разрез фильтра.
на фиг. 2 приведен поперечный разрез А-А.
на фиг. 3 приведен местный вид Б.
1
2
3
4
5
6
6
7
8
9
Скважинный фильтр с гравийной набивкой состоит из муфтовой 1 и ниппельной резьбы 2 для соединения фильтров между собой и обсадной колонной, причем муфтовая 1 и ниппельная 2 резьбы выполнены на отрезках труб 3 и 4, соединенных между собой фильтрующим элементом 5, выполненным в виде внешней 6 и внутренней 7 оболочек с гравийной набивкой 8 между ними, а между отрезками труб 3, 4 и оболочками 6, 7 установлены и закреплены промежуточные кольца 9, которые выполнены с дистанционными 10 и монтажными 11 выступами, дистанционные выступы 10 центрируют внешнюю 6 и внутреннюю 7 оболочки, а монтажные 11 заходят на внешнюю кольцевую проточку 12 отрезков труб 3, 4 с муфтовой 1 и ниппельной 2 резьбой и фиксируются на них сваркой. Промежуточные кольца 9 крепятся сваркой к внешней 6 и внутренней 7 оболочкам. Внутренний диаметр дистанционного выступа D промежуточного кольца 9 равен наружному диаметру внутренней оболочки D. Наружный диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца D равен внутреннему диаметру внешней оболочки D. Наружный диаметр внешней оболочки D не более наружного диаметра монтажного выступа D промежуточного кольца. Наружный диаметр монтажного выступа D промежуточного кольца не более наружного диаметра D отрезков труб 3, 4 с муфтовой и ниппельной резьбой 1, 2. Внутренний диаметр D внутренней оболочки 7 не менее внутреннего диаметра D промежуточного кольца 9. Торец 13 монтажного выступа 11 промежуточного кольца 9 выполнен со скосом кромок под сварку. Отрезки труб 3, 4 с ниппельной и муфтовой резьбой со стороны фильтрующего элемента выполнены также со скосом кромок 14. Функции оболочек 6, 7 выполняет проволока 15, намотанная по спирали на каркас из стрингеров 16 и приваренная к ним в местах пересечения причем расстояние между соседними витками проволоки внешней оболочки, определяет фильтрующий зазор h. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор h между соседними витками проволоки 15 оболочек 6, 7. Гравийная набивка 8 выполнена из калиброванного песка. Гравийная набивка 8 выполнена из коррозионно-устойчивого материала в виде шариков.
1
Скважинный фильтр с гравийной набивкой работает следующим образом. Фильтр с помощью муфтовой 1 и ниппельной 2 резьбы, выполненной на отрезках труб 3 и 4, соединяется с колонной фильтров и обсадными трубами, на которых скважинный фильтр спускается в интервал установки. После спуска в скважину через фильтрующий зазор h между соседними витками проволоки 15 намотки фильтрующего элемента 5 внутрь фильтра, поступает добываемый продукт, очищенный от механических примесей, размер частиц, которых больше фильтрующего зазора h. Промежуточные кольца 9, установленные между фильтрующим элементом 5 и отрезками труб 3 и 4 с муфтовой 1 и ниппельной резьбой 2, приварены к стрингерам внутренней оболочки 7 фильтрующего элемента 5 изнутри, а к стрингерам внешней оболочки 6 фильтрующего элемента 5 снаружи. За счет того, что длина L промежуточных колец 9 меньше длины L отрезков труб 3 и 4 с муфтовой 1 и ниппельной резьбой 2 сварные швы соединяющие внутреннюю оболочку 7 с промежуточными кольцами 9 внутри, выполняются более качественно и могут быть проконтролированы, что обеспечивает более высокую устойчивость фильтра к осевым нагрузкам. Сварные швы соединяющие промежуточные кольца 9 с отрезками труб 3 и 4 с муфтовой 1 и ниппельной резьбой 2 выполняются снаружи, что также обеспечивает надежность сварных соединений и возможность их контроля. Снижение гидравлического сопротивления фильтра и увеличение его пропускной способности происходит за счет того, что отсутствует несущая труба с отверстиями на которую обычно устанавливается фильтрующий элемент. Добываемый продукт при этом проходит напрямую без изменения направления во внутреннюю полость фильтра.
Применение полезной модели позволило:
1. Обеспечить фильтрацию добываемого продукта от механических примесей.
2. Снизить гидравлическое сопротивление фильтра.
3. Повысить пропускную способность фильтра
4. Повысить степень фильтрации.
5. Повысить надежность и ресурс работы скважинного фильтра.