ФИЛЬТР СКВАЖИННЫЙ
WELL FILTER

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных скважин.
Известен фильтр противопесочный, состоящий из концентрически расположенных наружной, промежуточной и внутренней труб, последняя снабжена отверстиями, и переводника, при этом внутренняя труба снабжена расположенной внутри нее фильтрующей сеткой, выполненной в виде шнека и прикрепленной напротив отверстий, расположенных по винтовой линии, кроме того, наружная и внутренняя трубы в верхней части соединены между собой тангенциальными патрубками, а внутренняя и промежуточная трубы в нижней части соединены между собой также тангенциальными патрубками, но противоположно ориентированными, при этом кольцевой зазор между промежуточной и внутренней трубами в верхней части, а также верхняя и нижняя части внутренней трубы снабжены заглушками, наружная труба в верхней части снабжена эластичными кольцами, а в нижней части - заглушкой (патент RU2158358, Е21В 43/08, 1999).
Недостатком данного фильтра является абразивный износ и разрушение фильтрующей сетки в связи с ее закупоркой и медленной очисткой от механических примесей, а также низкий коэффициент сепарации механических примесей.
Наиболее близким к изобретению по техническому результату и решаемой задаче является фильтр скважинный самоочищающийся, состоящий из концентрически расположенных наружной, промежуточной и внутренней труб, при этом последние две снабжены отверстиями и в верхней части соединены между собой патрубком, при этом наружная труба по обоим ее торцам соединена с промежуточной трубой кольцевыми заглушками (патент RU2305756, Е21В 43/08, 2007).
В данном техническом решении внутренняя труба снабжена фильтрующим элементом, размещенным в интервале отверстий, выполненных на данной трубе, эта же труба снабжена раструбом и соединена с ним продольными ребрами, при этом раструб расположен с зазором относительно промежуточной трубы и снабжен в нижней части соплом, в кольцевом зазоре между внутренней и промежуточной трубами соосно с ними размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде обратного усеченного конуса и прикрепленный к данным трубам выше верхних отверстий, выполненных в них, при этом средние отверстия промежуточной трубы выполнены напротив раструба и снабжены фильтрующим элементом, раструб также снабжен центратором.
Однако данный фильтр имеет сложную конструкцию, что усложняет его сборку и эксплуатацию. В случае засорения фильтрующего элемента подача жидкости насосом прекращается, возникает необходимость замены фильтра, связанная с остановкой работы насоса.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является снижение трудозатрат и упрощение эксплуатации скважинного фильтра при проведении регламентных работ по замене скважинного фильтра, увеличение межремонтного периода работы насоса, оборудованного фильтром.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является повышение надежности работы устройства и снижение себестоимости ремонтных и регламентных работ по замене и восстановлению скважинного фильтра в случае повреждения его фильтрующей поверхности, увеличение межремонтного периода работы насоса на величину срока работы насоса без фильтра за счет возможности прохождения жидкости через подпружиненный клапан при засорении фильтрующего элемента.
Указанная задача решается тем, что фильтр скважинный, включающий металлическую трубу с отверстиями, снабженную снизу заглушкой, размещенный внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент, отличается тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде цилиндрической трубы, соосность фильтрующего элемента обеспечена центраторами, металлическая труба оснащена сверху муфтой, в которой установлен подпружиненный клапан, при этом в муфте имеются продольные пропускные отверстия и гидравлический канал, состоящий из двух половин, причем первая половина канала, снабженная шаром клапана, совпадает с осью скважинного фильтра, а вторая половина выполнена перпендикулярно к ней и не пересекает продольные пропускные отверстия, а в нижней части металлической трубы имеется отверстие над заглушкой.
Вторая половина гидравлического канала выполнена в муфте сквозной.
В зазоре между фильтрующим элементом и металлической трубой установлены центраторы, выполненные в виде сегментов тора, размещенных равномерно по длине металлической трубы.
На чертеже представлена схема фильтра скважинного.
На схеме:
1 - металлическая труба,
2 - отверстия металлической трубы,
3 - заглушка,
4 - фильтрующий элемент,
5 - центраторы,
6 - шар клапана,
7 - седло клапана,
8 - пружина клапана,
9 - муфта,
10 - отверстия продольные пропускные,
11 - вторая половина гидравлического канала,
12 - отверстие для удаления частиц механических примесей.
Фильтр скважинный содержит металлическую трубу 1 с отверстиями 2 и заглушкой 3, размещенный внутри металлической трубы 2 с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент 4, соосность фильтрующего элемента 4 обеспечивается центраторами 5, установленными в зазоре между фильтрующим элементом и металлической трубой 1, выполненными, например, в виде сегментов тора, размещенных равномерно по длине металлической трубы 1. Металлическая труба 1 оснащена сверху муфтой 9, в которой установлен подпружиненный клапан, включающий запорный орган - шар клапана 6, седло клапана 7 и пружину 8, прижимающую шар 6 к седлу 7. В муфте 9 имеются продольные пропускные отверстия 10 для пропуска отфильтрованной жидкости и гидравлический канал, состоящий из двух половин, причем первая половина гидравлического канала, снабженная шаром клапана 6, совпадает с осью фильтра, а вторая половина гидравлического канала 11 выполнена перпендикулярно к ней и не пересекает продольные пропускные отверстия 10. Вторая половина гидравлического канала 11 может быть выполнена в муфте сквозной. В нижней части металлической трубы 1 над заглушкой 3 имеется отверстие 12 для удаления частиц механических примесей.
Скважинный фильтр может устанавливаться под установленным в скважине на колонне насосно-компрессорных труб насосом, например, под штанговым глубинным насосом или винтовым насосом с поверхностным приводом либо на конце хвостовика.
В процессе работы фильтра, проходя через отверстия 2 металлической трубы 1, добываемая из скважины жидкость попадает в зазор между металлической трубой 1 и фильтрующим элементом 4. Проходя через поверхность фильтрующего элемента 4 скважинного фильтра, жидкость очищается от механических частиц и далее через продольные пропускные отверстия 10 в муфте 9 попадает на прием насоса. В зазоре между фильтрующим элементом 4 и металлической трубой 1 происходит естественное вымывание частиц механических примесей, скапливающихся на поверхности фильтрующего элемента 4, а их удаление из зазора осуществляется через отверстие 12.
В случае полного засорения фильтрующего элемента 4 открывается подпружиненный клапан, и пластовая жидкость в обход фильтрующего элемента из затрубного пространства по гидравлическому каналу (последовательно: через его вторую половину 11 и далее через отверстие клапана) поступает непосредственно к насосу.
Данное изобретение может быть использовано в нефтегазовой, горной промышленности и других отраслях промышленности при откачке из скважин различного рода жидких сред с механическими примесями.