ДВУХСЕКЦИОННОЕ ФИЛЬТРУЮЩЕЕ СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к фильтрующим скважинным устройствам, предотвращающим попадание механических частиц в погружные насосы.
Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее разделенные кольцевой перегородкой верхний и нижний корпус с входными отверстиями вверху каждого, проходящую через кольцевую перегородку отводящую трубу, охваченную в корпусах лопастью ниже входных отверстий и имеющую в верхнем корпусе отверстия в стенке ниже лопасти, а в нижнем корпусе - открытый торец (Пат. на ПМ №116180 РФ, Е21В 43/08, 2012).
Недостатком фильтрующего скважинного устройства является невысокая степень очистки, поскольку сепарация частиц из пластовой жидкости происходит по-отдельности в каждом корпусе, а не поочередно в каждом из них. Кроме того, в случае сильно загрязненной жидкости возможно быстрое заполнение корпусов отсепарированными частицами и прекращение циркуляции через них жидкости.
Известно скважинное фильтрующее устройство, содержащее трубчатый каркас, который вверху соединен с патрубком, а внизу заглублен в отстойник, щелевые фильтры, концентрично установленные снаружи и внутри трубчатого каркаса с образованием наружных и внутренних каналов, первые из которых закрыты сверху и соединены с отстойником снизу, а вторые закрыты снизу и соединены с патрубком сверху, и клапан, отделяющий полость внутреннего щелевого фильтра от патрубка (Пат. №2446274 РФ, Е21В 43/08, 2012). Скважинное фильтрующее устройство способно обеспечить высокую степень очистки за счет последовательного прохождения пластовой жидкости через два щелевых фильтра.
Недостатком устройства является высокая вероятность закупоривания фильтров мелкодисперсными частицами и невозможность их удаления противотоком из-за ограниченного сечения наружных и внутренних каналов.
Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее нижний корпус с входными отверстиями вверху и верхний корпус, которые разделены кольцевой перегородкой и сообщаются посредством отводящей трубы, охваченной лопастью в нижнем корпусе, а в верхнем корпусе снабженной фильтром на перфорированном участке и предохранительным клапаном и радиальными отверстиями выше фильтра (Пат. на ПМ №116571 РФ, E21B 43/08, 2012).
Известное фильтрующее скважинное устройство обеспечивает приемлемую степень очистки пластовой жидкости благодаря ее поочередному прохождению через оба корпуса, при этом она освобождается сначала от крупнодисперсных частиц в нижнем корпусе, а затем от мелкодисперсных частиц в верхнем корпусе. Однако устройство имеет невысокий ресурс работы при содержании в пластовой жидкости преимущественно мелкодисперсных частиц, которые проскакивают через нижний корпус с лопастью и за короткий промежуток времени закупоривают фильтр в верхнем корпусе. При этом наличие корпуса снаружи фильтра исключает сброс задержанных частиц в зумпф скважины при промывке фильтра противотоком.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является двухсекционное фильтрующее скважинное устройство, содержащее отводящую трубу, которая в верхней секции выполнена перфорированной и окружена щелевым фильтром, а в нижней секции снабжена предохранительным клапаном на торце, охвачена лопастью и заключена в корпус с верхними входными отверстиями, соединенный сверху с фильтром, а снизу с контейнером, при этом секции разделены кольцевой перегородкой, насаженной на отводящую трубу (Пат. №131070 РФ, E21B 43/08, 2013).
Недостатком описанного устройства является ограниченный ресурс работы в скважинах, осложненных выносом частиц породы с варьируемым в широких пределах размером. В таких скважинах сначала быстро закупоривается щелевой фильтр в верхней секции, чувствительный к вариации размера частиц, а после открытия предохранительного клапана отсепарированные частицы скоро заполняют контейнер.
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении ресурса работы фильтрующего скважинного устройства при одновременном обеспечении высокого качества очистки пластовой жидкости.
Указанный технический результат достигается тем, что в двухсекционном фильтрующем скважинном устройстве, содержащем отводящую трубу, на которую в верхней секции установлен фильтр, а в нижней секции насажена лопасть, заключенная в корпус, соединенный сверху с фильтром, а снизу с контейнером, согласно полезной модели, фильтр установлен на отводящей трубе с кольцевым зазором, сообщающимся с межлопастным пространством, а отводящая труба имеет открытый нижний торец.
Заявляемое двухсекционное фильтрующее скважинное устройство изображено на фиг.
Двухсекционное фильтрующее скважинное устройство состоит из верхней секции 1 и нижней секции 2, через которые проходит отводящая труба 3 с открытым нижним торцем 4. В верхней секции 1 на отводящей трубе 3 установлен с кольцевым зазором 5 фильтр 6, а в нижней секции 2 на нее насажена лопасть 7, заключенная в корпус 8. Корпус 8 вверху состыкован с фильтром 6, а внизу - с контейнером 9 для сбора частиц. Кольцевой зазор 5 между отводящей трубой 3 и фильтром 6 и межлопастное пространство 10 между отводящей трубой 3 и корпусом 8, в котором размещена лопасть 7, сообщены между собой и образуют общий канал для течения пластовой жидкости. Фильтр 6 может представлять собой, например, сварную конструкцию из продольных профилей 11 и навитого профиля 12 с непрерывной щелью 13 между витками. Размер щели в фильтре 6 выбирается из условия задержания наиболее крупных частиц, находящихся в пластовой жидкости, а параметры лопасти 7 выбираются таким образом, чтобы в нижней секции 2 происходило отделение мелких частиц.
Двухсекционное фильтрующее скважинное устройство спускается в скважину в составе погружной насосной установки. При работе устройства пластовая жидкость, содержащая частицы с изменяющимися в широких пределах размерами, поступает сначала в верхнюю секцию 1. Пройдя через установленный в ней фильтр 6, пластовая жидкость освобождается от крупных частиц с размером более ширины щели 13, которые остаются снаружи фильтра 6, а мелкие частицы проходят через щель 13. В дальнейшем осадок из крупных частиц, сформировавшийся на фильтре 6, отделяется под действием силы тяжести и оседает в зумпф скважины. Благодаря тому, что фильтр 6 настроен на отделение крупных частиц, он практически не подвергается необратимому засорению мелкими частицами, что увеличивает продолжительность его работы. Освобожденная от крупных частиц, пластовая жидкость с мелкими частицами оказывается в кольцевом зазоре 5 между фильтром 6 и отводящей трубой 3, изменяет направление движение на 90° и поступает в нижнюю секцию 2. Перемещаясь в межлопастном пространстве 10 вдоль лопасти 7, жидкость приобретает вращательное движение. Находящиеся в жидкости мелкие частицы под действием центробежных сил смещаются в наружную часть потока, прижимаются к стенке корпуса 8 и лопасти 7 и сползают по ним в контейнер 9. Заполнение контейнера 9 происходит медленными темпами, поскольку в нем осаждаются только мелкие частицы, что продлевает ресурс работы нижней секции 2. Очищенная от мелких частиц, пластовая жидкость попадает через нижний торец 4 в отводящую трубу 3 и выходит из двухсекционного фильтрующего скважинного устройства.
Благодаря поочередной очистке пластовой жидкости сначала от крупных частиц на фильтре 6 в верхней секции 1, а затем от мелких частиц на лопасти 7 в нижней секции 2 обеспечивается продолжительный ресурс работы двухсекционного фильтрующего скважинного устройства и высокая степень очистки пластовой жидкости.