СКВАЖИННОЕ ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предотвращающим попадание в электроцентробежный насос механических примесей с откачиваемой жидкостью.
Известно скважинное фильтрующее устройство, содержащий ниппельную и муфтовую части и щелевой фильтр в виде продольных стержней и навитой на них профилированной проволоки (Пат. №2374433 РФ, E21B 43/08, 2009).
Недостатком скважинного фильтрующего устройства является вероятность быстрой потери пропускной способности без возможности ее восстановления и как следствие - прекращение поступления очищенной жидкости на прием погружного насоса.
Известно скважинное фильтрующее устройство, содержащее трубчатый каркас, верхний конец которого соединен с патрубком, а нижний конец заглублен в отстойник, щелевые фильтры, концентрично установленные снаружи и внутри трубчатого каркаса и образующие с ним наружные вертикальные каналы, герметично закрытые сверху и соединенные с отстойником снизу, и внутренние вертикальные каналы, герметично закрытые внизу и соединенные с патрубком вверху, а также клапан, отделяющий полость внутреннего щелевого фильтра от патрубка (Пат. №2446274 РФ, E21B 43/08, 2012).
В известном фильтрующем скважинном устройстве происходит последовательная очистка добываемой жидкости на наружном и внутреннем щелевом фильтре, что продлевает ресурс работы устройства, но не обеспечивает восстановление его пропускной способности после засорения.
Прототипом является фильтрующее скважинное устройство, содержащее опорную трубу с перфорациями, на которой установлены щелевые фильтры, состоящие из продольных стержней и навитого на них призматического профиля с образованием непрерывной спиралевидной щели между витками, причем между щелевыми фильтрами размещены пружины (Пат. №2446275 РФ, E21B 43/08, 2012).
Недостаток принятого за прототип фильтрующего скважинного устройства состоит в невозможности удаления частиц из щели между витками для восстановления его пропускной способности.
Настоящая полезная модель направлена на увеличение ресурса работы фильтрующего скважинного устройства за счет обеспечения возможности его регенерации после засорения механическими частицами.
Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрующем скважинном устройстве, содержащем опорную трубу с перфорациями, на которой установлены щелевые фильтры, состоящие из продольных призматических стержней и навитого на них призматического профиля с образованием непрерывной щели между витками, согласно полезной модели, между смежными щелевыми фильтрами внутри опорной трубы размещен предохранительный клапан, причем характеристики клапанов выбраны из условия их последовательного открытия сверху вниз.
Заявляемое фильтрующее скважинное устройство изображено на фиг.
Фильтрующее скважинное устройство состоит из опорной трубы 1 с перфорациями 2, верхнего и нижнего щелевых фильтров 3, 4 и предохранительного клапана 5, вмонтированного между ними в опорной трубе 1 с перекрытием ее поперечного сечения и образованием верхней и нижней полостей 6, 7. Верхний конец фильтрующего скважинного устройства присоединяется с помощью уплотнительного узла (не показан) к погружному насосу, а нижний конец заглушен. Щелевой фильтр 3, 4 состоит из продольных призматических стержней 8 и приваренной к ним навивки из призматического профиля 9 с образованием непрерывной щели 10 между ее витками.
При спуске фильтрующего скважинного устройства в скважину пластовая жидкость заполняет через щель 10 полости 6, 7 опорной трубы 1 выше и ниже предохранительного клапана 5, исключающего их сообщение между собой. Предохранительный клапан 5 отрегулирован таким образом, чтобы его величина давления срабатывания превышала на 20-30% перепад давления на незагрязненном щелевом фильтре 3. В случае наличия трех щелевых фильтров (не показано) фильтрующее скважинное устройство комплектуется двумя предохранительными клапанами, при этом давление срабатывания нижнего клапана превышает давление срабатывания верхнего клапана также на 20-30%.
При включении погружного насоса в верхней полости 6 опорной трубы 1, ограниченной снизу предохранительным клапаном 5, создается разряжение. Пластовая жидкость из скважины фильтруется через щель 10 верхнего щелевого фильтра 3, а содержащиеся в ней частицы размером более ширины щели 10 задерживаются на нем. Очищенная жидкость попадает через перфорации 2 в полость 6 опорной трубы 1 и оказывается, в конечном счете, на приеме погружного насоса. На этом этапе предохранительный клапан 5 закрыт и щелевой фильтр 4 бездействует.
С течением времени задержанные частицы перекрывают проходное сечение щели 10 в верхнем щелевом фильтре 3. Это приводит к созданию разряжения в полости 6 опорной трубы 1 и возрастанию давления, действующего на предохранительный клапан 5 снизу, поскольку полость 7 опорной трубы 1 сообщается со скважиной через нижний щелевой фильтр 4. При достижении расчетного давления предохранительный клапан 5 открывается, полость 7 опорной трубы 1 соединяется с полостью 6, и пластовая жидкость начинает фильтроваться через нижний щелевой фильтр 4. В очищенном состоянии пластовая жидкость попадает через перфорации 2 в полость 7, перетекает в полость 6 и направляется на прием погружного насоса.
Открытие предохранительного клапана 5 приводит к скачкообразному увеличению скорости потока пластовой жидкости в полости 6 опорной трубы 1 и возникновению в ней гидравлического удара, который через перфорации 2 передается в пространство между витками призматического профиля 9, вызывая отделение частиц, скопившихся над щелью 10 верхнего щелевого фильтра 3. В результате полного или частичного освобождения щели 10 снижается перепад давления на верхнем щелевом фильтре 3, что приводит к закрытию предохранительного клапана 5 и возобновлению течения пластовой жидкости через верхний щелевой фильтр 3.
В случае необратимого закупоривания механическими частицами щели 10 верхнего щелевого фильтра 3 и невозможности их отделения под воздействием гидравлического удара предохранительный клапан 5 не закрывается и пластовая жидкость фильтруется через нижний щелевой фильтр 4.
Для увеличения пропускной способности фильтрующего скважинного устройства к нижнему щелевому фильтру может быть присоединен через предохранительный клапан третий щелевой фильтр, который включается в процесс фильтрования пластовой жидкости после потери пропускной способности двумя вышерасположенными фильтрами.
Предохранительный клапан увеличивает ресурс непрерывной работы фильтрующего скважинного устройства в целом благодаря проведению регенерации щелевых фильтров с помощью гидравлического удара.