Скважинный фильтр

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использована при освоении нефтяных скважин.
Известен скважинный фильтр, содержащий перфорированную трубу, в отверстиях которой установлены герметизирующие срезаемые пробки, по меньшей мере, одну фильтрующую сетку, по меньшей мере, одну дренажную сетку и защитный перфорированный кожух, установленные концентрично трубе (RU 16758 U1,10.02.2001).
Недостатком этого фильтра является низкая пропускная способность, обусловленная отсутствием регламента на размер ячеек и проволоки как фильтрующей, так и дренажных сеток. При неоптимальном размере дренажных сеток они либо плохо выполняют свои функции, либо имеют большие габариты, увеличивая тем самым диаметральный габарит фильтра, что делает невозможным его установку в скважину или затрудняет спусковые операции.
Известен скважинный щеточный фильтр, содержащий закрепленные на трубе фильтрующие элементы в виде гибких щеточных дисков, материал которого коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь или полимерный материал, например кевлар, при этом наружный диаметр щеточных дисков превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны для обеспечения возможности гарантированного механического контакта с перфорационными отверстиями колонны и породой пласта RU 103842 U1, 27.04.2011).
Также известен скважинный щеточный фильтр, содержащий несущую перфорированную трубу и размещенную на ней цилиндрическую щетку, наружный диаметр щетинок которой составляет не менее внутреннего диаметра эксплуатационной колонны. Корпус щетки образован сомкнутыми витками U-образного желоба спиральной полосовой щетки, а функцию радиальных каналов выполняют канавки на боковых стенках U-образного желоба или отверстия в его стенке (RU 2603868 С1, 10.12.2016).
В указанных щеточных фильтрах щетки устанавливаются напротив перфорационных отверстий скважины, что обеспечивает удержание твердых частиц породы в поровом пространстве пласта и ускоряет кольматацию перфорационных отверстий скважины. При этом поток жидкости движется вдоль волокон щетки, что способствует осаждению нефти в виде увеличивающейся пленки на волокнах.
Наиболее близким к предложенному является скважинный щеточный фильтр, в котором поток жидкости движется поперек волокон щеток. Фильтр содержит трубу и установленный на ней набор кольцевых щеток из проволоки, между щетками установлены дистанционные втулки, в нижней части на трубе установлен центратор, а в верхней части трубы установлен входной модуль, соединенный с глубинным штанговым насосом. Конструкция позволяет соединять несколько фильтров в колонне НКТ (Опыт применения щеточных фильтров на месторождениях ООО «РИТЭК». Гаврилов Сергей Владимирович. 09.04.2020. «Инженерная практика» № 01/2020. Ссылка в Интернете на статью:  https://glavteh.ru/%D0%BE%D0%BF%D1%8B%D1%82-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D1%89%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D1%84%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B2/ .
Содержание статьи на странице:https://glavteh.ru/wp-content/uploads/2020/04/opyt-ritek.png ).
Недостаток данного фильтра заключается в том, что накопление механических примесей в межщеточном пространстве приводит к увеличению потерь по добыче нефти, так как увеличивается перепад давления на входе-выходе жидкости в фильтр. При этом накопление механических примесей в итоге приводит к возрастанию давления на входе в фильтр и отгибанию щеток от стенок обсадной трубы, что приводит к ухудшению фильтрационных характеристик и попаданию механических примесей в насос.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является создание скважинного фильтра со стабильными фильтрационными характеристиками, предотвращающего загрязнение насоса механическими примесями, а также не приводящего к потерям по добыче нефти.
Технический результат, позволяющий решить указанную проблему, заключается в обеспечении отвода механических примесей из межщеточного пространства.
Технический результат достигается скважинным фильтром, содержащим первую трубу, установленные на первой трубе фильтрующие элементы в виде кольцевых щеток, установленные между щетками дистанционные втулки, соединенный с одним концом первой трубы переводник, соединенный с другим концом трубы центратор, при этом с центратором соединена вторая труба – шламонакопитель с концевой заглушкой, а первая труба и дистанционные втулки выполнены с отверстиями, образующими сквозные каналы, сообщающие промежутки между щетками с полостью первой трубы.
Возможен вариант выполнения переводника с отверстиями, при этом между трубой и отверстиями установлена верхняя заглушка.
На фиг. 1 показан предложенный скважинный фильтр, осевой разрез.
На фиг. 2 – то же, с отверстиями в переводнике.
Фильтрующие элементы в виде кольцевых щеток 1 установлены на первой трубе 2, между щетками 1 установлены дистанционные втулки 3. С одной стороны с первой трубой 2 соединен переводник 4 для соединения с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), с другой – центратор 5 с проходными продольными каналами. С центратором 5 посредством муфты 6 соединена труба – шламонакопитель с концевой заглушкой 8. При необходимости между центратором 5 и шламонакопителем 7 может быть подсоединена труба с дополнительным пакетом щеток.
Щетки 1 выполнены из проволоки из нержавеющего сплава. В промежутках между щетками в первой трубе 2 и дистанционных втулках 3 выполнены сквозные отверстия, расположенные с образованием сквозных каналов 9.
Возможен вариант выполнения скважинного фильтра (фиг. 2) с отверстиями 11 в переводнике 4.  В этом случае между трубой 2 и отверстиями 11 установлена верхняя заглушка 12 для обеспечения возможности применения фильтра в технологии ОРЭ (одновременно-раздельной эксплуатации нескольких пластов).
Скважинный фильтр (фиг. 1), работает следующим образом. Перед эксплуатацией скважинный фильтр устанавливается в колонну 10 обсадных труб выше продуктивного пласта. Скважинный флюид, содержащий нефть, и/или воду, и/или и газ, проходит через пакет фильтрующих элементов – щеток 4 и далее по колонне 10 обсадных труб на прием насоса. Механические примеси, содержащиеся во флюиде, задерживаются между щетками 1, проходят через сквозные каналы 9 внутрь первой трубы 2 и оседают в шламонакопителе 7.
Скважинный фильтр с отверстиями 11 (фиг. 2) работает следующим образом. Флюиды проходят через пакет щеток 1 и далее через отверстия 11 поступают по колонне НКТ на прием насоса. Механические примеси, содержащиеся во флюиде, задерживаются между щетками 1, проходят через сквозные каналы 9 внутрь первой трубы 2 и оседают в шламонакопителе 7. Верхняя заглушка 12 предотвращает попадание шлама из шламонакопителя 7 по колонне НКТ на прием насоса.