УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРУЮЩЕЕ

Устройство относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использовано для фильтрации добываемого из скважин продукта.
Наиболее близким по технической сути является «ЩЕЛЕВОЙ СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР» по патенту на изобретение РФ №2507384, от 22.05.2012, опубликован 27.11.2013, МПК E21B43/08. Известное устройство включает перфорированную несущую трубу и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали. Поперечное сечение проволоки выполнено пятигранным. Одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность. Каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями. Верхние грани образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол. Верхние грани выполнены перпендикулярно к продольной оси фильтра и параллельно верхним граням соседних витков. Угол наклона от поперечной оси верхних граней меньше, чем нижних. Угол, соединяющий нижние грани, скруглен.
Выполнение параллельно продольной оси фильтра внешней грани проволоки обуславливает ее плоскую, необтекаемую форму. При эксплуатации фильтра, данная грань обращена навстречу потоку. Боковые поверхности проволоки выполнены взаимно параллельными и ориентированы перпендикулярно смежной с ними внешней поверхностью проволоки. Внешняя и боковые грани образуют прямоугольную, необтекаемую наружную поверхность проволоки. Поток добываемого флюида, проходя через фильтрующее устройство в полость добывающей колонны, контактирует с внешней необтекаемой поверхностью проволоки, вследствие чего, испытывает избыточное гидродинамическое сопротивление и приобретает явно выраженный турбулентный характер. Высокая турбулентность потока добываемой среды обуславливает усиленный износ контактирующих с потоком поверхностей. Математический анализ турбулентных потоков является сложной ресурсоемкой задачей, что делает практически невозможным достоверный прогноз будущих состояний поверхностей изделия, подверженных воздействию турбулентного потока. Внешние ребра проволоки, образованные взаимно перпендикулярными гранями, подвержены наиболее интенсивному износу, особенно, при эксплуатации оборудования в агрессивной среде. Непрогнозируемое изменение геометрических характеристик, контактирующих с потоком поверхностей, усиливает турбулентность, еще более осложняя анализ и прогнозирование будущих состояний элементов оборудования. Существенный износ рабочих поверхностей устройства может перевести оборудование в режим работы, не соответствующий установленному регламенту. Так как контроль состояния скважинного фильтра во время его эксплуатации невозможен, поскольку он находится в скважине, возникает необходимость повышения надежности устройства для обеспечения его штатной работы на протяжении всего эксплуатационного периода.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности устройства фильтрующего.
Поставленная задача решена за счет устройства фильтрующего, характеризующегося тем, что содержит перфорированную трубу, на внешней поверхности которой расположены продольные стрингеры, на стрингеры намотана по спирали с зазорами между соседними витками проволока, при этом проволока намотана с натягом, профиль проволоки выполнен клиновидным и ориентирован сужением по направлению к оси трубы, поверхность проволоки, расположенная с внешней стороны устройства, выполнена скругленной, а на внешних продольных ребрах проволоки выполнена радиусная фаска.
Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг.1 - устройство фильтрующее.
На фиг. 1 изображены: устройство 1 фильтрующее, перфорированная труба 2, стрингеры 3, проволока 4, отверстия 5, скругленная поверхность 6 проволоки, радиусная фаска 7.
Устройство фильтрующее выполнено следующим образом.
Устройство 1 фильтрующее является элементом скважинного фильтра, входящего в состав колонны на обсадных трубах или в состав подвески хвостовика. Устройство 1 фильтрующее содержит цилиндрическую перфорированную трубу 2. Труба 2 перфорирована отверстиями 5, например, круглой или иной формы. На внешней поверхности перфорированной трубы 2, без механической связи с ней, расположены продольные стрингеры 3. Опционально, поперечное сечение стрингеров 3 может быть выполнено треугольной формы. На стрингеры 3 намотана по спирали проволока 4. Проволока 4 намотана с постоянным зазором между соседними витками. Зазор между соседними витками проволоки 4 определяет максимальный размер механических частиц, пропускаемых через устройство 1 фильтрующее. Профиль, намотанной на стрингеры 3 проволоки 4, выполнен клиновидным и ориентирован сужением по направлению к оси трубы 2. Поверхность 6 проволоки 4, расположенная с внешней стороны устройства 1 выполнена скругленной, и ориентирована скругленной частью от оси трубы 2. На внешних продольных ребрах проволоки 4 выполнена радиусная фаска 7. Скругленность поверхности 6, в совокупности с выполнением на ограничивающих ее ребрах радиусной фаски 7, придает обтекаемую форму, обращенной навстречу потоку, части проволоки 4. Проволока 4 и стрингеры 3 могут быть выполнены, например, из нержавеющей стали. Намотка проволоки 4 на стрингеры 3 осуществлена с натягом. Фиксацию проволоки 4 относительно стрингеров 3 осуществляют приваркой в процессе намотки, например, при помощи точечной сварки. Проволока 4 и стрингеры 3, закрепленные приваркой, образуют цилиндрическую решетку, обладающую собственной пространственной жесткостью, что позволяет снизить вероятность повреждения устройства при проведении монтажных работ.
Выполнение ориентированной наружу части проволоки 4 обтекаемой формы позволяет значительно снизить турбулентность потока добываемого флюида. Снижение турбулентности потока позволяет более точно прогнозировать будущие состояния контактирующих с ним поверхностей, что, в свою очередь, позволяет, на стадии проектирования оборудования, выбирать конкретные марки материалов и геометрические характеристики сечения проволоки 4, наиболее оптимальные для обеспечения штатной работы оборудования на протяжении всего эксплуатационного периода. Отсутствие острых граней, ориентированных навстречу потоку, и уменьшение его турбулентности, существенно снижают интенсивность износа проволоки 4, повышая, таким образом, надежность устройства 1 фильтрующего в целом.
Техническим результатом заявленного технического решения является снижение турбулентности потока добываемого флюида на входе в фильтр добывающей колонны, за счет устройства фильтрующего, характеризующегося тем, что содержит перфорированную трубу, на внешней поверхности которой расположены продольные стрингеры, на стрингеры намотана по спирали с зазорами между соседними витками проволока, при этом проволока намотана с натягом, профиль проволоки выполнен клиновидным и ориентирован сужением по направлению к оси трубы, поверхность проволоки, расположенная с внешней стороны устройства, выполнена скругленной, а на внешних продольных ребрах проволоки выполнена радиусная фаска.