СКВАЖИННЫЙ ЩЕЛЕВОЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к изделиям для транспортных систем нефтепродуктов и может быть использована для фильтрации нефтегазовой смеси в добывающей скважине.
Из патента №50706 RU (дата приоритета 11.05.2005) известен скважинный фильтр, в котором фильтрующим элементом является труба с щелевыми зазорами.
Из заявки на изобретение №96119100 RU известен скважинный фильтр, состоящий из корпуса с циркуляционными отверстиями, на котором установлен фильтрующий элемент, включающий продольные стрингеры, на наружной поверхности которых размещена проволочная (профильная) навивка, торцевая поверхность фильтрующего элемента жестко закреплена кольцевым упорным бандажом на корпусе, и переводника, отличающийся тем, что устройство снабжено кожухом, образующим с корпусом, циркуляционные отверстия которого выполнены щелевыми, и переводником кольцевую камеру, в которой размещена перекрывающая упомянутые отверстия корпуса втулка с упорными элементами, верхняя часть которых установлена в радиальном отверстии втулки, а нижняя - в циркуляционном отверстии корпуса, причем кожух и втулка соединены срезными элементами.
Из заявки на изобретение №2010124457 RU известен скважинный фильтр, содержащий каркас, наружный и внутренний щелевые фильтроэлементы, концентрично установленные на трубчатом каркасе с образованием вертикальных каналов, отстойник, соединенный с вертикальными каналами, верхний патрубок, связанный с приемом насоса, причем щелевые фильтроэлементы сформированы из соединенных между собой продольных призматических стержней и навитого призматического профиля, размещены снаружи и внутри трубчатого каркаса с опорой на продольные стержни, образуя наружные и внутренние вертикальные каналы между продольными стержнями и трубчатым каркасом.
Из изобретения №2507384 RU известен щелевой скважинный фильтр, включающий перфорированную несущую трубу, и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, при этом поперечное сечение проволоки, намотанной по спирали, выполнено пяти граненным, одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся, образуя острый угол.
Из патента №2407881 RU известен фильтр для гидравлического забойного двигателя, который включает корпус, фильтрующий элемент, ниппельную и муфтовую части. Корпус фильтра изготовлен из металлической трубы. Фильтрующий элемент расположен концентрично внутри корпуса и выполнен в виде металлической трубы с наружной фильтрующей поверхностью длиной менее длины корпуса на 200-300 мм, со щелевыми отверстиями. Щелевые отверстия выполнены параллельно оси фильтра, шириной 2,0-2,5 мм и длиной 200-300 мм, расположены в шахматном порядке диаметрально напротив друг друга в количестве 8 или 10 штук на погонный метр фильтрующего элемента. Объем межтрубного пространства между корпусом и фильтрующим элементом составляет 10-15 литров на погонный метр фильтра.
Из патента №2453682 RU известен скважинный фильтр, который содержит перфорированный каркас, на котором размещены полимерные диски, образующие между собой щели. Полимерные диски выполнены из армированного скотча, на клейкой стороне которого закреплен монослой дисперсных частиц. В качестве частиц взят кварцевый песок с размером частиц от 50 до 1000 мкм.
Наиболее близким аналогом является известный из патента №70300 RU скважинный фильтр с гравийной набивкой, содержащий 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, отличающийся тем, что концентрично щелевому фильтрующему элементу установлен внешний щелевой фильтрующий элемент, имеющий аналогичную конструкцию, а зазор между ними заполнен гравийной набивкой. 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. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между витками фильтрующего элемента в 1,2…10 раз. Гравийная набивка выполнена из шариков или из песка. Шарики выполнены из нержавеющей стали или из стекла или из полимерного материала.
Целью полезной модели является повышение эффективности скважинного фильтра.
Цель достигается за счет конструкции фильтра. Фильтр представляет собой трубу, выполненную из непроницаемого материала и являющуюся корпусом, при этом в трубе выполнены круглые отверстия. На трубу надет фильтрующий элемент, представляющий собой намотанную по спирали проволоку с призматическим сечением. Фильтрующий элемент содержит торцевые опорные элементы, которыми служат кольца, закрепленные на торцах фильтрующего элемента, и продольные опорные элементы, которыми служит проволока с призматическим сечением, закрепленная вдоль образующей на внутренней стороне фильтрующего элемента. За счет этого достигается упрочнение конструкции, заключающееся в уменьшении отклонений ширины щели в фильтрующем элементе, а также уменьшение локализации напряжений при изгибе. В результате достигается повышение надежности фильтра в общем и его эффективности, так как становится возможным увеличить площадь отверстий в корпусе для целей повышения устойчивости корпуса к изгибам без потери эффективности фильтрации. В результате увеличивается период между капитальными ремонтными работами. Витки фильтрующего элемента расположены так, что большее основание призмы оказывается снаружи. Ширина щели фильтрующего элемента меньше сечения проволоки в 7-12 раз. Это позволяет сохранить высокую эффективность фильтрации, а именно фильтрацию мелкодисперсных составляющих породы и устойчивость к заклиниванию частиц в щелях, при простоте конструкции.
Осуществление изобретения
Скважинный щелевой фильтр включает в себя корпус, выполненный из трубы из непроницаемого материала, например, металла, в которой имеются отверстия. На корпус надет фильтрующий элемент, представляющий собой навитую по спирали проволоку, например, из металла или жаропрочной коррозионностойкой стали, с призматическим поперечным сечением. При этом большее основание проволоки оказывается снаружи. Фильтрующий элемент имеет в качестве опорных элементов торцевые кольца и закрепленную на внутренней стороне продольно проволоку с призматическим сечением.
Пример.
Скважинный щелевой фильтр, элементы которого выполнены из жаропрочной коррозионностойкой стали (соотв. IV классу стойкости по отношению к раствору 8% HCl), имеет диаметр 168,3 мм, длину 10 м, длину фильтрующей части 5 м. Была использована призматическая проволока с шириной основания 1,5 мм. Ширина щели составила 0,15 мм.
Указанный скважинный фильтр был испытан в скважине Ашальчинского месторождения, характеризующегося высокой вязкостью нефти, при разработке по методу SAGD (парогравитационный дренаж). Дебит скважины с фильтром составил 200 т/сут. Вынос механической примеси составил не более 300 мг/л. Коэффициент извлечения нефти составил 60%.