ФИЛЬТР СКВАЖИННЫЙ

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использовано в эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных скважин.
Известен фильтр скважинный (патент RU 2355876, Е21В 43/08, 2006), состоящий из металлической трубы с отверстиями и заглушкой, размещенный внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент, соосность фильтрующего элемента обеспечивается центраторами, установленными в зазоре между фильтрующим элементом и металлической трубой, выполненными, например, в виде сегментов тора, размещенных равномерно по длине металлической трубы. Металлическая труба оснащена сверху муфтой, в которой установлен подпружиненный клапан, включающий запорный орган - шар клапана, седло клапана и пружину, прижимающую шар к седлу. В муфте имеются продольные пропускные отверстия для пропуска отфильтрованной жидкости и гидравлический канал, состоящий из двух половин, причем первая половина гидравлического капала, снабженная шаром клапана, совпадает с осью фильтра, а вторая половина гидравлического канала выполнена перпендикулярно к ней и не пересекает продольные пропускные отверстия. Вторая половина гидравлического канала может быть выполнена в муфте сквозной. В нижней части металлической трубы над заглушкой имеется отверстие для удаления частиц механических примесей.
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.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является самоочищение фильтрующего элемента от твердых механических примесей и биологических зарастаний.
Поставленная задача решается тем, что фильтр скважинный, состоящий из металлической трубы с отверстиями и заглушкой, размешанный внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент, соосность фильтрующего элемента обеспечивается центраторами, установленными в зазоре между фильтрующим элементом и металлической трубой, выполненными, например, в виде сегментов тора, размещенных равномерно по длине металлической трубы. Металлическая труба оснащена сверху муфтой, в которой установлен подпружиненный клапан, включающий запорный орган - шар клапана, седло клапана и пружину, прижимающую шар к седлу. В муфте имеются продольные пропускные отверстия для пропуска отфильтрованной жидкости и гидравлический канал, состоящим из двух половин, причем первая половина гидравлического канала, снабженная шаром клапана, совпадает с осью фильтра, а вторая половина гидравлического канала выполнена перпендикулярно к ней и не пересекает продольные пропускные отверстия. Вторая половина гидравлического канала может быть выполнена в муфте сквозной. В зазоре между фильтрующим элементом и металлической трубой установлены центраторы, выполненные в виде сегментов тора, размещенных равномерно но длине металлической трубы. В нижней части металлической трубы над заглушкой имеется отверстие для удаления частиц механических примесей. При этом в качестве фильтрующего элемента используется три каркасных металлических фильтра, соединенных между собой пружинами.
Использование пружин приводит к тому, что при заборе воды из водоносного горизонта будет создаваться вибрация, каркасные металлические фильтры будут соприкасаться друг с другом, создавая небольшие соударения, что в свою очередь обеспечивает самоочищение фильтрующего элемента от твердых механических примесей и биологических зарастаний, а также 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.
На фигуре 1, 2, 3 представлена схема фильтра скважинного, на фигуре 4 представлена схема фильтрующего элемента.
Фильтр скважинный содержит металлическую трубу 1 с отверстиями 2 и заглушкой 3, размещенный внутри металлической трубы 2 с зазором 17 и соосно с ней фильтрующий элемент 4, соосность фильтрующего элемента 4 обеспечивается центраторами 5, установленными в зазоре 17 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 выполнена в муфте сквозной. В нижней части металлической трубы 1 над заглушкой 3 имеется отверстие 12 для удаления частиц механических примесей. Фильтрующий элемент 4 состоит из трех каркасных металлических фильтров. 13, 14, 15, которые соединены между собой пружинами 16.
Скважинный фильтр работает следующим образом. 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 металлическом 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.
В качестве фильтрующего элемента используется три каркасных металлических фильтра 13, 14, 15, причем у каждого из них должны быть разные диаметры. Это необходимо для того, чтобы их беспрепятственно можно было бы вставить друг в друга. Таким получается фильтрующий элемент, состоящий из трех слоев. Каждый слой имеет различную пропускную способность. Это значит, что в каркасном металлическом фильтре 13 будут задерживаться более крупные частицы, г каркасном металлическом фильтре 14 - более мелкие частицы, и в каркасном металлическом фильтре 15 - самые мелкие частицы. Величина отверстий каркасных фильтров будет зависеть от типа грунта, в котором находится скважина. Между слоями фильтрующего элемента установлены пружины 16. Диаметр каждого слоя подбирается с учетом длины пружин 16. Использование пружин 16 приводит к тому, что при заборе воды из водоносного горизонта создается вибрация. Каркасные металлические фильтры 13, 14, 15, соприкасаясь друг с другом, создают небольшие соударения. При этом отверстия фильтра благодаря соударениям стенок слоев не так сильно подвержены загрязнениям твердыми неорганическими и органическими веществами. Таким образом, благодаря создаваемой вибрации обеспечивается эффект самоочищения фильтра.