СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для оборудования нефтяных, газовых и водозаборных скважин.
Известен скважинный фильтр [Патент RU №2258786, МПК Е03В 3/18, Е21В 43/08, 2005 г.], включающий перфорированный каркас, фильтровую рубашку в виде автономных секций с проволочной обмоткой, прокладочными элементами и концевыми гильзами, соединенными с перфорированным каркасом. Фильтровая рубашка выполнена из легко разбуриваемого материала, например из полиэтилена или пропилена. Соединение концевых гильз с перфорированным каркасом выполнено посредством срезных штифтов. Прокладочные элементы фильтровой рубашки выполнены в виде перфорированных труб, соединенных с концевыми гильзами. Перфорированный каркас выполнен с гладкой наружной поверхностью и снабжен глухой трубой, выполненной с двойной соединительной муфтой, наружной, направление замковой резьбы которой совпадает с направлением замковой резьбы перфорированного каркаса, и внутренней, направление замковой резьбы которой противоположно.
Фильтр является ремонтопригодным, однако сама конструкция фильтра сложна в изготовлении. Фильтрующая рубашка выполнена из мягкого материала (полиэтилена или пропилена) и, при опускании фильтра в скважину, может повредиться и деформироваться, это снижает пропускную способность скважинного фильтра и эффективность его работы.
Известен скважинный фильтр [Авторское свидетельство SU №1645470, МПК Е21Е 43/08, 1991 г.], который содержит перфорированный каркас с уложенным на нем проволочным фильтрующим элементом с выступами. Выступы имеют в поперечном сечении форму эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси фильтра и выполнена из материала, прочность которого выше прочности материала фильтрующего элемента.
Недостатком устройства является возможность деформации проволоки при транспортировке фильтра или его установки в скважину. Это может привести к местному увеличению зазора между рядами проволоки и проходу через фильтр крупных примесей. При этом эффективность фильтра снижается.
Известен скважинный фильтр [Патент RU №2254420, МПК Е03В 3/18, Е21В 43/08, 2005 г.], включающий перфорированный каркас, опорные стержни, витки профилированной проволоки или наборные кольца из пластмассы или пропилена, образующие горизонтальные щели, расширяющиеся во внутреннюю сторону фильтра. Эти витки профилированной проволоки или наборные кольца из пластмассы или пропилена выполнены с прямоугольными гранями в сечении, нижние из которых скошены под углом к горизонту, соответствующим углу естественного откоса пластовой породы или гравийной набивки в среде фильтрующего агента.
В случае если фильтрующая рубашка выполнена в виде наборных колец из пластмассы или пропилена, она может повредиться при опускании фильтра в скважину, зазоры заполнятся изношенным материалом или увеличатся, что приведет к снижению пропускной способности фильтра и его эффективности в целом. Кроме того особое сечение проволоки или наборных колец создает сложности при изготовлении фильтрующего элемента.
Наиболее близким техническим решением является избирательно изолированный фильтр [Патент RU №2074313, МПК Е21В 43/08, 1997 г.], содержащий базовый элемент в целом циклической формы, который имеет отверстия и фильтрующую рубашку. Она выполнена в виде прокладочных элементов, которые размещены в продольном направлении на наружной поверхности базового элемента. На прокладочных элементах намотана проволока. Она образует с наружной поверхностью базового элемента кольцевую полость. Эта полость разобщена прокладочными элементами на продольные каналы, которые перекрыты кольцевыми уплотнительными элементами в поперечном сечении. Фильтрующая рубашка выполнена в виде набора автономных секций, сопряженных друг с другом. При этом уплотнительные элементы размещены по концам секций и соединены с базовым элементом с помощью сварки.
Недостатком устройства является ограниченный ресурс работы фильтрующего элемента, связанный с забиванием зазоров между витками проволоки частицами горной породы, а также отсутствие возможности очистки фильтра во время его эксплуатации. Таким образом, при эксплуатации фильтра его пропускная способность падает. Кроме того конструкция фильтра не способствует интенсификации притока жидкости внутрь базового элемента.
Задачей технического решения является разработка конструкции скважинного фильтра, обеспечивающего интенсификацию притока жидкости за счет электромагнитного воздействия в зоне вокруг фильтра.
Технический результат полезной модели заключается в повышении пропускной способности фильтра.
Указанный технический результат достигается при использовании скважинного фильтра, содержащего базовый элемент, выполненный в виде трубы с отверстиями, и фильтрующую рубашку, выполненную в виде прокладочных элементов, размещенных в продольном направлении на наружной поверхности базового элемента, проволоки, намотанной с зазором на прокладочных элементах и образующей с наружной поверхностью базового элемента кольцевую полость, разобщенную прокладочными элементами на продольные каналы, и кольцевых уплотнительных элементов, размещенных на торцах скважинного фильтра, при этом уплотнительные элементы снабжены контактными разъемами, соединенными изолированным кабелем и упомянутой проволокой, а проволока выполнена из токопроводящего материала и покрыта износостойким изолирующим материалом.
Отличиями заявляемого устройства является его конструктивное исполнение, при котором витки проволоки выполнены изолированными друг от друга, от перфорированной трубы с прокладочными элементами, защищены износостойким материалом от внешней среды, и подключены к контактным разъемам, которые связывают токопроводящую проволоку с источником напряжения. Это позволяет при пропускании по проволоке тока определенной частоты создавать в зоне вокруг фильтрующей рубашки электромагнитное поле, которое уменьшает силы межмолекулярного взаимодействия в жидкости и приводит к интенсификации ее потока внутрь скважинного фильтра.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами ее конструкции. На фиг. 1 представлен общий вид скважинного фильтра. На фиг. 2 представлен поперечный разрез скважинного фильтра.
Скважинный фильтр содержит базовый элемент 1, выполненный в виде трубы 2 с отверстиями 3, фильтрующую рубашку 4, выполненную в виде прокладочных элементов 5, размещенных в продольном направлении на наружной поверхности базового элемента 1 и токопроводящей проволоки 6, покрытой износостойким изолирующим материалом, и намотанной с зазором на прокладочных элементах 5. Проволока 6 образует с наружной поверхностью базового элемента 1 кольцевую полость 7, разобщенную прокладочными элементами 5 на продольные каналы 8. По торцам установлены кольцевые уплотнительные элементы 9, перекрывающие продольные каналы 8 в поперечном направлении. В уплотнительных элементах 9 установлены контактные разъемы 10, которые соединены между собой изолированным кабелем и токопроводящей проволокой 6.
Скважинный фильтр работает следующим образом.
В случае если длина участка, на котором необходимо установить скважинный фильтр, превышает длину одного скважинного фильтра, то осуществляется сборка скважинных фильтров, при этом первый (нижний) контактный разъем первого (нижнего) фильтра закрывается заглушкой, соединяющей его контакты, а второй контактный разъем первого фильтра соединяется с первым контактным разъемом второго фильтра и т.д. Второй контактный разъем последнего (верхнего) фильтра соединяется с источником напряжения. Таким образом, образуется замкнутая цепь, соединяющая все скважные фильтры. Далее эта конструкция опускается и устанавливается в скважине. Пластовая жидкость или газ из продуктивного пласта проходит через зазоры в проволоке, при этом примеси, размер которых превышает зазор между витками проволоки, задерживаются фильтрующим элементом. Далее жидкость или газ через отверстия попадают внутрь трубы (базового элемента) и движутся к устью скважины. С определенной периодичностью по виткам проволоки пропускают электрический ток, что создает в зоне вокруг фильтрующей рубашки скважинного фильтра электромагнитное поле, которое уменьшает силы межмолекулярного взаимодействия и приводит к интенсификации потока жидкости через фильтрующую рубашку внутрь трубы.
Таким образом, использование скважинных фильтров с фильтрующей рубашкой, выполненной в виде намотанной с зазором на продольных прокладочных элементах проволоки из токопроводящего материала, покрытой износостойким изолирующим материалом, создающей при пропускании электрического тока электромагнитное поле в прилегающей к фильтру зоне, позволяет повысить пропускную способность скважинного фильтра при той же величине зазора между витками проволоки за счет внешнего воздействия электрическим током.