DD229900A1

DD229900A1 - METHOD FOR PRODUCING SLOTTED FILTER TUBES

Info

Publication number: DD229900A1
Application number: DD27108884A
Authority: DD
Inventors: Ingo Wassermann; Axel Schulz; Dieter Strelow; Peter Thulke; Volker Zeeh; Peter Bittkow; Manfred Heilmann
Original assignee: Freiberg Brennstoffinst
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1985-11-20
Also published as: DD229900B1

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung von geschlitzten Filterrohren wird zur Herstellung von Filterrohren angewendet, die zur Aushaltung von Partikeln im Bereich von 0,05 bis 3 mm Korngroesse aus fluessigen oder gasfoermigen Medien dienen, insbesondere fuer Gassonden bis 1 500 m Tiefe. Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines effektiven Verfahrens zur Herstellung von geschlitzten Filterrohren. Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, beinhaltet die Schaffung von geschlitzten Filterrohren, die leicht manipulierbar und deren freie Querschnittsflaeche und die Filterschlitzweite einfach anpassbar sind. Erfindungsgemaess werden Ringe mit trapezfoermigem Querschnitt aneinandergereiht und verspannt, wobei sich die Querschnittsflaeche der Ringe in Richtung Rohrachse gleichmaessig verjuengt. In die Aussenflaeche werden Nuten eingearbeitet und in diesen Nuten die Ringe verschweisst. Durch mechanische Bearbeitung der Rohraussenflaeche werden die zwischen den Schweissnaehten befindlichen Schlitze eingestellt.The process for the production of slotted filter tubes is used for the production of filter tubes, which serve to maintain particles in the range of 0.05 to 3 mm grain size from liquid or gaseous media, in particular for gas probes up to 1 500 m depth. The object of the invention is to provide an effective method for producing slotted filter tubes. The object underlying the invention involves the creation of slotted filter tubes which are easily manipulated and whose free cross-sectional area and filter slot width are easily adaptable. According to the invention, rings having a trapezoidal cross-section are lined up and braced, with the cross-sectional area of the rings uniformly tapering in the direction of the tube axis. Grooves are incorporated into the outer surface and the rings are welded in these grooves. By mechanical processing of the Rohraussenflaeche the slits located between the Schweißnaehten be adjusted.

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung kann überall dort angewendet werden, wo Partikel im Bereich von 0,05 bis >3mm Korngröße aus flüssigen oder gasförmigen Medien durch Filter ausgehalten werden müssen, insbesondere in unterirdischen Gassonden bis 1 500m Tiefe.The invention can be used anywhere where particles in the range of 0.05 to> 3mm grain size of liquid or gaseous media must be withstood by filters, especially in underground gas probes up to 1 500m depth.

Characteristic of the known technical solutions

Bei der Gewinnung von Erdgas, Erdöl, Wasser oder anderer Flüssigkeiten aus Erdschichten werden oft Erdpartikel (zum Beispiel Sandkörner) aus nicht ausreichend verfestigten Schichten ausgetragen, wodurch die Fördereinrichtungen abgenutzt und die Produktionsmengen aus dem Bohrloch wesentlich verringert werden. Zur Verhinderung der Partikelbewegung in die Fördereinrichtungen sind Kiespackungen zur Abstützung der Formationssonde oder andere filternde Stoffe beziehungsweise mechanische Filter, wie geschlitzte Rohre oder Siebe bekannt, mit denen unterschiedliche Erfolge erzielt wurden. Unter Verwendung chemischer Kleber (Kunstharze) sind weitere Verfahren bekannt, die vorzugsweise die Verfestigung der anstehenden Formation durch direkte Harzimprägnation oder das Einbringen eines mit Harz benetzten Standes zum Inhalt haben. Die Größe der Durchtrittsöffnungen eines Filters sind ein wichtiges Kriterium für die Produktivität des Filters, aber auch für die Zurückhaltung von Feststoffen. Eine richtige, auf das Speichergestein abgestimmte Dimensionierung ist demnach von großer Bedeutung. Beim Einbringen von Harzlösungen direkt in die Formation besteht das Problem darin, die härtende Lösung an die gewünschten absandenden Stellen in richtiger Konzentration, ohne Blockierungen zu bewirken, einzubringen. Die mechanischen Filter berücksichtigen im allgemeinen nicht den in seiner Korngröße inhomogenen Schichtenaufbau, wodurch eigentlich unterschiedliche Schlitzweiten in einem Filterstrang für hohe Leistungen erforderlich sind. Die herkömmlichen mechanischen Filter weisen keine Schlitzweiten unter 1 mm auf, wie sie aber meist für eine Sandzurückhaltung notwendig sind. Wird der inhomogene Schichtenaufbau durch eine Varianz der Schlitzweite berücksichtigt, wie bekannt beim Haliburtonfilter, so erfolgt das durch Aufbringen eines verschweißten Filtergerüstes aus Profildrähten auf einem Stützrohr, das selbst ein geschlitztes Filterrohr ist. Von Nachteil ist die Erhöhung des Filtrationswiderstandes und eine erschwerte Überbohr- beziehungsweise Fräsbarkeit des Filters durch das vorhandene Stützgerüst. Außerdem ist ein hoher Materialaufwand vorhanden.When extracting natural gas, petroleum, water or other soil-based fluids, soil particles (such as grains of sand) are often discharged from layers that are not sufficiently solidified, thereby wearing away the conveyors and substantially reducing production from the wellbore. To prevent the particle movement in the conveyors gravel packs for supporting the formation probe or other filtering substances or mechanical filters, such as slotted tubes or sieves are known, with which different successes have been achieved. Using chemical adhesives (synthetic resins), other processes are known, which preferably involve the solidification of the pending formation by direct resin impregnation or the introduction of a resin-wetted state. The size of the passages of a filter are an important criterion for the productivity of the filter, but also for the retention of solids. Correct dimensioning adapted to the storage rock is therefore of great importance. When introducing resin solutions directly into the formation, the problem is to introduce the hardening solution to the desired sands in proper concentration without causing blockages. The mechanical filters generally do not take into account the inhomogeneous layer structure in terms of their grain size, which actually requires different slot widths in a filter line for high powers. The conventional mechanical filters have no slot widths below 1 mm, as they are usually necessary for a sand retention. If the inhomogeneous layer structure is taken into account by a variance of the slot width, as is known in the case of the Haliburton filter, this is done by applying a welded filter frame of profiled wires to a support tube, which itself is a slotted filter tube. A disadvantage is the increase in the filtration resistance and a difficult over-drilling or milling of the filter by the existing scaffold. In addition, a high cost of materials is available.

Das im BRD-Patent 2246747 vorgestellte Siebrohr für Rohrbrunnen berücksichtigt durch Distanzstücke zwischen dem scheibenförmig aufgebauten Filterrohr die Schlitzweite, weist aber einen hohen Fertigungsaufwand (Scheiben, Distanzstücke, Bolzen) auf. Der Materialaufwand (Scheibenbreite) liegt durch die Bolzenverbindung sehr hoch. Die in den Patentschriften (DDR-104005, BRD-2609938) beschriebenen mechanischen Filter erfüllen nicht die geforderten Fähigkeiten bei tiefen Installationen beziehungsweise können nicht auf kleine Schlitzweiten eingestellt werden.The screen tube for pipe wells presented in the Federal Republic of Germany patent 2246747 takes into account the slot width through spacers between the disk-shaped filter pipe, but has a high manufacturing outlay (disks, spacers, bolts). The material cost (disc width) is very high due to the bolt connection. The mechanical filters described in the patents (DDR-104005, BRD-2609938) do not meet the required capabilities in deep installations or can not be set to small slot widths.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines effektiven Verfahrens zur Herstellung von geschlitzten Filterrohren.The object of the invention is to provide an effective method for producing slotted filter tubes.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von geschlitzten Filterrohren zu schaffen, wobei das entstehende Filterrohr leicht manipulierbar, die freie Querschnittsfläche und die Filterschlitzweite einfach den Erfordernissen anpaßbar und die Verfahrensschritte technologisch unkompliziert sein sollen.The invention has for its object to provide a method for the production of slotted filter tubes, the resulting filter tube easily manipulated, the free cross-sectional area and the filter slot width easily adaptable to the requirements and the process steps should be technologically straightforward.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Ringe mit trapezförmigem Querschnitt aneinandergereiht werden, wobei sie dazu vorteilhaft auf einen Dorn gezogen und zusammengepreßt werden. Die Ringe sind so gestaltet, daß das Trapez mit seiner'Achse senkrecht zur Achse des Filterrohres liegt, wobei die größere Seite den Außendurchmesser bildet und sich der Querschnitt des Trapezes demzufolge in Richtung Rohrachse gleichmäßig verjüngt.According to the invention the object is achieved in that rings are lined up with trapezoidal cross-section, wherein they are advantageously pulled onto a mandrel and compressed. The rings are designed so that the trapezoid with its' axis is perpendicular to the axis of the filter tube, the larger side forms the outer diameter and the cross section of the trapezoid consequently tapers uniformly towards the tube axis.

Nach dem Aneinanderreihen und Zusammenpressen der Ringe werden auf der Außenfläche des entstandenen Rohres Nuten parallel zur Achse des Rohres eingearbeitet. In diese Nuten werden Schweißnähte gelegt, die die einzelnen Ringe zu einem kompakten Rohrverbinden. Nach dem Schweißen wird die Außenfläche mechanisch bearbeitet, wobei ein Werkstoffabtrag so weit erfolgt, bis zwischen den Ringen Schlitze freigegeoen werden. Durch weitere spanabhebende Bearbeitung wird die Weite der Schlitze entsprechend den geforderten Parametern eingestellt.After juxtaposing and compressing the rings grooves are incorporated parallel to the axis of the tube on the outer surface of the resulting tube. In these grooves welds are laid, which connect the individual rings to a compact pipe. After welding, the outer surface is machined, with a removal of material carried out until slots are released between the rings. By further machining the width of the slots is adjusted according to the required parameters.

Durch das gefundene Verfahren sind geschlitzte Filterrohre ohne inneres Stützrohr herstellbar, die eine freie Eintrittsfläche von 1 bis 5% aufweisen, wobei die Schlitzweite im Bereich von 0,05 bis 3 mm liegen kann. Der Filterwiderstand der hergestellten Filterrohre liegt unter denen bekannter technischer Lösungen.By the method found slotted filter tubes without inner support tube can be produced, which have a free entrance surface of 1 to 5%, wherein the slot width can be in the range of 0.05 to 3 mm. The filter resistance of the filter tubes produced is below those of known technical solutions.

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embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigt die zugehörige Zeichnung in Figur 1: eine Drauf-und Seitenansicht des Filterrohres Figur 2: ein Detail eines Schnittes durch das Filterrohr im Bereich der Schlitze Erfindungsgemäß werden die Ringe 1 mit trapezförmigem Querschnitt hergestellt, die durch Abstechen von einem rohrförmigen Halbzeug auf einfache Weise gewinnbar sind. Der Querschnitt der Ringe ist so gestaltet, daß das Trapez mit seiner Achse senkrecht zur Achse des herzustellenden Filterrohres liegt, also der Außendurchmesser durch die größere parallele Seite des Trapezes gebildet wird. Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit ist es vorteilhaft, wenn die Ringe 1 im Bereich des Außendurchmessers planparallele Ringflächen aufweisen, die ein gleichmäßiges Anliegen des nachfolgenden Ringes und damit einen geradlinigen Aufbau eines Rohres sichern. Die Rohrlänge des Filterrohres wird durch Aneinanderreihen einer beliebigen Anzahl von Ringen 1 bestimmt, wobei die Verwendung eines Domes als Aufnahme der Ringe 1 zweckmäßig ist. Die aneinandergereihten Ringe 1 werden straff zusammengepreßt und in die Außenfläche des entstandenen Rohres Nuten parallel zur Achse des Rohres eingearbeitet. In diese Nuten werden Schweißnähte 2 gelegt, wobei die Naht vorteilhaft bis zum inneren Durchmesser der Ringe 1 durchgeschweißt wird. Die Anzahl der Nuten beziehungsweise Schweißnähte 2 richtet sich nach den Abmessungen und zu erwartenden Belastungen des Filterrohres, wird aber im allgemeinen zwischen 4 und 8 liegen. Das kompakte Rohr wird nun einer spanabhebenden Bearbeitung der Außenfläche unterzogen, wobei vorteilhaft zuerst durch Drehen eine ebene, von Schweißrückständen und Unrundheiten freie Oberfläche geschaffen wird. Durch weiteres Schleifen wird die Außenfläche so weit bearbeitet, bis zwischen den Ringen 1 Schlitze 3 freigegeben werden, deren Weite durch weitere Bearbeitung eingestellt wird. Die Streuung der Weite der Schlitze 3 ist abhängig von der Größe der Formfehler bezüglich der Rundheit des Rohres — dadurch auch in den Grenzen vorher bestimmbar — sowie vom Trapezwinkel α am Ringquerschnitt. Durch die Gestaltung der Abmessungen der Ringe 1, der Anzahl der Schweißnähte 2 und des Trapezwinkels α sind Anpassungen an verschiedene Einsatzbedingungen möglich, wobei freie Eintrittsflächen von 1 bis 5% bei Schlitzweiten von 0,05 bis 3mm erreichbar sind.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. 2 shows a detail of a section through the filter tube in the region of the slots. According to the invention, the rings 1 with a trapezoidal cross-section are produced in a simple manner by parting off a tubular semifinished product are recoverable. The cross section of the rings is designed so that the trapezoid is perpendicular to the axis of the filter tube to be produced with its axis, so the outer diameter is formed by the larger parallel side of the trapezoid. To achieve high accuracy, it is advantageous if the rings 1 have plane-parallel annular surfaces in the region of the outer diameter, which secure a uniform contact of the following ring and thus a rectilinear structure of a tube. The tube length of the filter tube is determined by juxtaposing any number of rings 1, wherein the use of a dome as a receptacle of the rings 1 is appropriate. The juxtaposed rings 1 are tightly pressed together and incorporated in the outer surface of the resulting tube grooves parallel to the axis of the tube. Welds 2 are placed in these grooves, wherein the seam is advantageously welded through to the inner diameter of the rings 1. The number of grooves or welds 2 depends on the dimensions and expected loads of the filter tube, but will generally be between 4 and 8. The compact tube is now subjected to a machining of the outer surface, wherein advantageous first by turning a flat, free of weld residue and non-circularity surface is created. By further grinding the outer surface is processed so far between the rings 1 slots 3 are released, the width is adjusted by further processing. The spread of the width of the slots 3 is dependent on the size of the shape error with respect to the roundness of the tube - thereby also within the limits previously determinable - and the trapezoidal angle α at the ring cross-section. By designing the dimensions of the rings 1, the number of welds 2 and the trapezoidal angle α adjustments to various conditions of use are possible, with free entry surfaces of 1 to 5% with slot widths of 0.05 to 3mm can be achieved.

Der Vorteil der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten geschlitzten Filterrohre ist im geringen Filterwiderstand durch Wegfall eines Stützrohres und einer leichten Gewinnbarkeit aus Sonden beim Untertageeinsatz zu sehen. Daneben sind diese Filterrohre technologisch unkompliziert herstellbar und leicht den Einsatzbedingungen hinsichtlich der erfolgreichen Festigkeit, freien Eintrittsfläche und Schlitzweite anpaßbar.The advantage of the slotted filter tubes produced by the process according to the invention is to be seen in the low filter resistance by omission of a support tube and easy recoverability from probes during underground use. In addition, these filter tubes are technologically straightforward to produce and easily adapted to the conditions of use with regard to the successful strength, free entry surface and slot width.

Claims

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Claim:

A process for the production of slotted filter tubes, characterized in that rings with trapezoidal cross section are advantageously strung together on a mandrel and pressed together that grooves are machined parallel to the axis of the filter tube in the outer surface and in these grooves by welding the rings are interconnected and that Machining the outer surface as far as material is removed, that between the rings slots are released, the width is adjusted by further processing.