RU103379U1

RU103379U1 - FILTER FOR OIL AND GAS

Info

Publication number: RU103379U1
Application number: RU2009142970/03U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Original assignee: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-04-10

Abstract

1. Фильтр для нефти и газа, выполненный из перфорированной трубы, содержащий корпус, муфту и фильтрующий элемент в виде трубы с отверстиями, причем отверстия выполнены в виде прорезей, отличающийся тем, что прорези выполнены переменной ширины, уменьшающейся от периферии к оси фильтра, причем ширина прорезей на периферии равна от 0,8 до 1,2 мм, а внутри перфорированной трубы от 0,2 до 0,4 мм. ! 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что прорези получены плазменной резкой. ! 3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что прорези получены лазером. ! 4. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что прорези получены электрохимической обработкой. ! 5. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что прорези на поверхности трубы объединены в группы. ! 6. Фильтр по п.5, отличающийся тем, что направление прорезей в соседних группах различное. ! 7. Фильтр по п.6, отличающийся тем, что направление прорезей в соседних группах взаимно-перпендикулярное. ! 8. Фильтр по п.5, отличающийся тем, что расстояние между группами прорезей превышает расстояние между прорезями в группе. 1. The filter for oil and gas, made of a perforated pipe, comprising a housing, a sleeve and a filter element in the form of a pipe with holes, the holes being made in the form of slots, characterized in that the slots are made of variable width, decreasing from the periphery to the axis of the filter, the width of the slots on the periphery is from 0.8 to 1.2 mm, and inside the perforated pipe from 0.2 to 0.4 mm. ! 2. The filter according to claim 1, characterized in that the slots are obtained by plasma cutting. ! 3. The filter according to claim 1, characterized in that the slots are obtained by a laser. ! 4. The filter according to claim 1, characterized in that the slots are obtained by electrochemical treatment. ! 5. The filter according to claim 1, characterized in that the slots on the surface of the pipe are combined into groups. ! 6. The filter according to claim 5, characterized in that the direction of the slots in the neighboring groups is different. ! 7. The filter according to claim 6, characterized in that the direction of the slots in adjacent groups is mutually perpendicular. ! 8. The filter according to claim 5, characterized in that the distance between the groups of slots exceeds the distance between the slots in the group.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в составе обсадной или эксплуатационной колонны при добыче жидкости и газов из недр.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used as part of a casing or production string for the production of liquids and gases from the bowels.

Известен скважинный фильтр, представляющий собой стальную трубу с отверстиями, на которую намотана профилированная проволока (Гаврилко В.М., Фильтры буровых скважин. М., «Недра», 1985, с.7-9).Known downhole filter, which is a steel pipe with holes on which a profiled wire is wound (Gavrilko V.M., Filters of boreholes. M., "Nedra", 1985, p.7-9).

Недостатком такой конструкции является изменение межвитковых промежутков при установке фильтра в скважину, отсутствие защиты фильтрующего элемента от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра, что отрицательно сказывается на качестве фильтрации.The disadvantage of this design is the change in the inter-turn gaps when installing the filter in the well, the lack of protection of the filter element from mechanical influences during transportation and installation of the filter, which negatively affects the quality of filtration.

Известен скважинный фильтр, состоящий из несущего трубчатого перфорированного каркаса и волокнистого фильтрующего покрытия, выполненного в виде отдельных пластин из проволочного нетканного материала, жестко закрепленных внахлест при помощи сварки и пайки на трубчатом каркасе фильтра против перфорационных отверстий (авт. Свидетельство СССР №941548, МКИ 3 Е21В 43/08, опубл. 1982 г.).Known downhole filter, consisting of a supporting tubular perforated frame and a fibrous filter coating made in the form of individual plates of wire non-woven material, rigidly lapped by welding and soldering on a tubular filter frame against perforations (ed. USSR Certificate No. 941548, MKI 3 ЕВВ 43/08, publ. 1982).

Основным недостатком данной конструкции является наличие сварных зон, что со временем активизирует процессы коррозии металла. Плотное прилегание фильтрующего элемента к перфорированной трубе существенно уменьшает зону фильтрации, которая ограничена площадью отверстия в трубе. Отсутствует защита фильтрующего элемента от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра.The main disadvantage of this design is the presence of welded zones, which over time activates the processes of metal corrosion. The snug fit of the filter element to the perforated pipe significantly reduces the filtration zone, which is limited by the area of the hole in the pipe. There is no protection of the filter element from mechanical influences during transportation and installation of the filter.

Известно скважинное фильтрующее устройство по св. РФ на полезную модель №16758. Это скважинное фильтрующее устройство содержит перфорированную трубу, муфту и ниппель, фильтрующее устройство, защищенное защитным кожухом с отверстиями круглой формы и дренажный слой, расположенный между фильтрующим элементом и трубой. Защитный кожух предотвращает повреждение фильтрующего элемента при его спуске в скважину.Known downhole filter device according to St. RF for utility model No. 16758. This downhole filtering device comprises a perforated pipe, a sleeve and a nipple, a filtering device protected by a protective casing with round holes and a drainage layer located between the filtering element and the pipe. The protective cover prevents damage to the filter element when it is lowered into the well.

Недостатками этого фильтра являются: сложность конструкции, нетехнологичность и низкая пропускная способность фильтра, связанная с тем, что площадь отверстий в защитном кожухе невелика. Увеличение диаметра отверстий и их количества приведет к большей вероятности повреждения фильтрующего элемента или попаданию породы при его спуске в скважину, а также к ослаблению защитного кожуха.The disadvantages of this filter are: design complexity, low technology and low filter capacity, due to the fact that the area of the holes in the protective casing is small. An increase in the diameter of the holes and their number will lead to a greater likelihood of damage to the filter element or ingress of rock during its descent into the well, as well as to weakening of the protective cover.

Известен скважинный фильтр из кн. В.М.Гаврилко, Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин, М., Гос. издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961, с.6-12, 29-31, прототип. Этот фильтр содержит корпус, муфту и фильтрующий элемент.Known downhole filter from the book. V.M. Gavrilko, Filters for water intake, water-reducing and hydrogeological wells, M., State. publishing house of literature on construction, architecture and building materials, 1961, p.6-12, 29-31, prototype. This filter contains a housing, a clutch and a filter element.

Недостатки сложность конструкции и низкая пропускная способность.Disadvantages are design complexity and low throughput.

Задачи создания полезной модели: упрощение конструкции фильтра и увеличение его пропускной способности.Objectives of creating a utility model: simplifying the design of the filter and increasing its throughput.

Решение указанных задач достигнуто в фильтре для нефти и газа, выполненном из перфорированной трубы, содержащий корпус, муфту и фильтрующий элемент в виде трубы с отверстиями, причем отверстия выполнены в виде прорезей, отличающийся тем, что прорези выполнены переменной ширины, уменьшающейся от периферии к оси фильтра. Ширина прорезей на периферии равна от 0,8 мм до 1,2 мм, а внутри перфорированной трубы от 0,2 до 0,4 мм. Прорези получены плазменной резкой.The solution of these problems was achieved in an oil and gas filter made of a perforated pipe, comprising a housing, a sleeve and a filter element in the form of a pipe with holes, the holes being made in the form of slots, characterized in that the slots are made of variable width, decreasing from the periphery to the axis filter. The width of the slots on the periphery is from 0.8 mm to 1.2 mm, and inside the perforated pipe from 0.2 to 0.4 mm. Slots obtained by plasma cutting.

Прорези получены лазером. Прорези могут быть получены электрохимической обработкой. Прорези на поверхности трубы могут быть объединены в группы. Направление прорезей в соседних группах различное. Направление прорезей в соседних группах может быть взаимно-перпендикулярное. Расстояние между группами прорезей может превышать расстояние между прорезями в группе.Slots received by laser. Slots can be obtained by electrochemical treatment. Slots on the surface of the pipe can be combined into groups. The direction of the slots in the neighboring groups is different. The direction of the slots in adjacent groups can be mutually perpendicular. The distance between the groups of slots may exceed the distance between the slots in the group.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1…5:The essence of the utility model is illustrated in the drawings of figures 1 ... 5:

- на фиг.1 представлен фильтр для нефти и газа,- figure 1 presents the filter for oil and gas,

- на фиг.2 приведен вид А для второго варианта выполнения прорезей,- figure 2 shows a view for the second embodiment of the slots,

- на фиг.3 представлен вид А для третьего варианта выполнения прорезей,- figure 3 presents a view And for the third embodiment of the slots,

- на фиг.4 приведен вид А для четвертого варианта выполнения прорезей,- figure 4 shows a view for a fourth embodiment of the slots,

- на фиг.5 представлен разрез Б-Б.- figure 5 presents a section bB.

Фильтр (фиг.1) содержит перфорированную трубу 1 с прорезями «В», отстоящими друг от друга на расстоянии L1 и выполняющими функцию фильтрующего элемента, ниппель 2 и муфту 3. Возможны несколько вариантов исполнения прорезей «В», а именно вдоль оси O1 O2 фильтра (фиг.1), под углом к оси (фиг.2) и перпендикулярно ей (фиг.3).The filter (Fig. 1) contains a perforated pipe 1 with slots “B”, spaced apart from each other at a distance L1 and performing the function of a filter element, nipple 2 and sleeve 3. Several options for making slots “B” are possible, namely along the O1 axis O2 filter (figure 1), at an angle to the axis (figure 2) and perpendicular to it (figure 3).

В одном фильтре могут быть выполнены прорези, имеющие различное направление (фиг.4). Прорези «В» могут быть выполнены переменной ширины, уменьшающейся от периферии к оси фильтра (фиг.5). Прорези могут быть объединены в группы 4 (фиг.4), отстоящие друг от друга на расстоянии L2. Возможны несколько вариантов взаимного расположения групп 4. Например, направление всех прорезей «В» одинаковое (фиг.1, 2) или прорези «В» в соседних группах 4 имеют различное направление, в частности, взаимно-перпендикулярное (фиг.4). При этом обязательно должно быть выполнено условие L2>L1. Это целесообразно для увеличения прочности фильтра.Slots having a different direction can be made in one filter (FIG. 4). Slots "B" can be made of variable width, decreasing from the periphery to the axis of the filter (figure 5). Slots can be combined into groups 4 (figure 4), spaced from each other at a distance L2. Several options are possible for the mutual arrangement of the groups 4. For example, the direction of all the slots “B” is the same (Figs. 1, 2) or the slots “B” in the neighboring groups 4 have different directions, in particular, mutually perpendicular (Fig. 4). Moreover, the condition L2> L1 must be satisfied. It is advisable to increase the strength of the filter.

Предпочтительные размеры прорезей «В» (фиг.6), выполненных переменной ширины, оптимальные с точки зрения фильтрации и предотвращения его засорения (кольматации): δ₁=0,8…1,2 мм и δ₂=0,2…0,4 мм. Меньшие размеры прорезей нецелесообразны из условия кольматации, а большие - не обеспечивают фильтрацию. Прорези могут быть получены плазменной резкой, или лазером, или электрохимической обработкой.The preferred dimensions of the slots "B" (Fig.6) made of variable width, optimal from the point of view of filtration and prevent clogging (colmatization): δ ₁ = 0.8 ... 1.2 mm and δ ₂ = 0.2 ... 0, 4 mm. The smaller size of the slits is impractical from the condition of mudding, and the larger ones do not provide filtering. Slots can be obtained by plasma cutting, or by laser, or by electrochemical treatment.

Предложенная конструкция скважинного фильтра по сравнению с прототипом обладает рядом преимуществ. Прежде всего, значительно упрощается конструкция, т.к. в предложенном фильтре отсутствуют защитный кожух и сетчатый фильтрующий элемент, функцию которого предложено совместить с функцией силового корпуса, а именно, перфорированной трубы. При этом следует учитывать, что перфорационные отверстия в трубе имеют диаметр 10…20 мм и предназначены не для фильтрации, а для установки герметичных срезаемых пробок. Как следствие, в результате этого упрощения изделие становится более технологичным, простым в изготовлении и обладающим минимальной стоимостью по сравнению со всеми известными вариантами устройств аналогичного назначения. При сборке таких фильтров не применяются ручные операции и сварка.The proposed design of the downhole filter in comparison with the prototype has several advantages. First of all, the design is greatly simplified, because in the proposed filter there is no protective casing and mesh filter element, the function of which is proposed to combine with the function of the power housing, namely, the perforated pipe. It should be borne in mind that the perforation holes in the pipe have a diameter of 10 ... 20 mm and are not intended for filtration, but for installing sealed shear plugs. As a result, as a result of this simplification, the product becomes more technologically advanced, easier to manufacture and has a minimum cost in comparison with all known variants of devices of a similar purpose. When assembling such filters, manual operations and welding are not used.

Вторым отличительным признаком предложенного технического решения является выполнение конкретного вида перфорации - прорезей, т.е. сквозных отверстий прямоугольной формы, длина которых значительно превышает ее ширину. Естественно, что круглые отверстия небольшого диаметра 0,1..0,25 мм, выполненные достаточно густо на перфорированной трубе могут выполнять функцию фильтрации, но, учитывая, что толщина стенок этой трубы достигает 6…8 мм и более, изготовление подобных отверстий даже с использованием современных технологий практически не осуществимо. Изготовление прорезей, имеющих ту же ширину, но большую длину, тоже затруднительно, но возможно, например, с применением лазерной технологии.The second distinguishing feature of the proposed technical solution is the implementation of a specific type of perforation - slots, i.e. through holes of a rectangular shape, the length of which significantly exceeds its width. Naturally, round holes of a small diameter of 0.1..0.25 mm, made quite thickly on a perforated pipe, can serve as a filter, but given the wall thickness of this pipe reaches 6 ... 8 mm or more, the manufacture of such holes even with using modern technology is practically not feasible. The manufacture of slots having the same width but greater length is also difficult, but possible, for example, using laser technology.

При работе добываемая жидкость (вода или нефть) фильтруется через прорези «В» в перфорированной трубе 1 и поступает внутрь ее.During operation, the produced fluid (water or oil) is filtered through the slots "B" in the perforated pipe 1 and enters it.

Применение полезной модели позволило:Application of the utility model allowed:

1. Создать фильтр, имеющий относительно большую пропускную способность и обладающий хорошими фильтрующими и эксплуатационными свойствами.1. Create a filter that has a relatively large throughput and has good filtering and operational properties.

2. Предотвратить засорение фильтра при его спуске в скважину.2. To prevent clogging of the filter when it is lowered into the well.

3. Упростить конструкцию фильтра за счет уменьшения количества деталей.3. Simplify the design of the filter by reducing the number of parts.

4. Снизить себестоимость фильтра.4. Reduce the cost of the filter.

5. Автоматизировать и механизировать производство фильтра.5. Automate and mechanize filter production.

6. Обеспечить длительную эксплуатацию фильтра без засорения.6. Ensure long-term operation of the filter without clogging.

Фильтр прошел стендовые и промышленные испытания и показал высокую фильтрующую способность и надежность в эксплуатации.The filter passed bench tests and industrial tests and showed high filtering ability and reliability in operation.

Claims

1. The filter for oil and gas, made of a perforated pipe, comprising a housing, a sleeve and a filter element in the form of a pipe with holes, the holes being made in the form of slots, characterized in that the slots are made of variable width, decreasing from the periphery to the axis of the filter, the width of the slots on the periphery is from 0.8 to 1.2 mm, and inside the perforated pipe from 0.2 to 0.4 mm.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the slots are obtained by plasma cutting.

3. The filter according to claim 1, characterized in that the slots are obtained by a laser.

4. The filter according to claim 1, characterized in that the slots are obtained by electrochemical treatment.

5. The filter according to claim 1, characterized in that the slots on the surface of the pipe are combined into groups.

6. The filter according to claim 5, characterized in that the direction of the slots in the neighboring groups is different.

7. The filter according to claim 6, characterized in that the direction of the slots in adjacent groups is mutually perpendicular.

8. The filter according to claim 5, characterized in that the distance between the groups of slots exceeds the distance between the slots in the group.