RU118351U1

RU118351U1 - FILTER WELL

Info

Publication number: RU118351U1
Application number: RU2011154253/03U
Authority: RU
Inventors: Иван Евгеньевич Медведев; Владимир Валентинович Можайкин
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-20

Abstract

Фильтр скважинный, включающий металлическую трубу с отверстиями, снабженную снизу заглушкой, размещенный внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде цилиндрической трубы, соосность фильтрующего элемента обеспечена центраторами, металлическая труба оснащена сверху муфтой, в которой установлен подпружиненный клапан, при этом в муфте имеются продольные пропускные отверстия и гидравлический канал, состоящий из двух половин, причем первая половина канала, снабженная шаром клапана, совпадает с осью скважинного фильтра, а вторая половина выполнена перпендикулярно к ней и не пересекает продольные пропускные отверстия, а в нижней части металлической трубы имеется отверстие над заглушкой, в качестве фильтрующего элемента используются три каркасных металлических фильтра, соединенных между собой пружинами небольшой длины. Downhole filter, including a metal pipe with holes, equipped with a plug at the bottom, placed inside a metal pipe with a gap and a filter element coaxial with it, characterized in that the filter element is made in the form of a cylindrical pipe, the alignment of the filter element is provided by centralizers, the metal pipe is equipped with a coupling on top, in which a spring-loaded valve is installed, while the coupling has longitudinal through-holes and a hydraulic channel consisting of two halves, and the first half of the channel, equipped with a valve ball, coincides with the axis of the well filter, and the second half is made perpendicular to it and does not intersect the longitudinal throughput holes, and in the lower part of the metal pipe there is a hole above the plug, three frame metal filters are used as a filtering element, interconnected by springs of short length.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использовано в эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных скважин.The utility model relates to the mining industry and can be used in the operation of oil, gas, and water wells.

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.A well-known well filter (patent RU 2355876, ЕВВ 43/08, 2006), consisting of a metal pipe with holes and a plug, placed inside the metal pipe with a gap and a filter element aligned with it, the alignment of the filter element is provided by centralizers installed in the gap between the filter element and a metal pipe made, for example, in the form of torus segments arranged uniformly along the length of the metal pipe. The metal pipe is equipped on top with a sleeve in which a spring-loaded valve is installed, which includes a locking element — a valve ball, a valve seat, and a spring pressing the ball against the seat. The coupling has longitudinal through holes for passing the filtered fluid and a hydraulic channel consisting of two halves, the first half of the hydraulic drip equipped with a valve ball coinciding with the axis of the filter, and the second half of the hydraulic channel made perpendicular to it and does not cross the longitudinal through holes. The second half of the hydraulic channel can be made in a through coupling. In the lower part of the metal pipe above the plug there is an opening for removing particles of mechanical impurities.

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.The disadvantage of this filter is the abrasive wear and destruction of the filter mesh due to its blockage and slow cleaning of mechanical impurities, as well as a low separation coefficient of mechanical impurities.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является самоочищение фильтрующего элемента от твердых механических примесей и биологических зарастаний.The technical problem to which the utility model is directed is the self-cleaning of the filter element from solid mechanical impurities and biological overgrowths.

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.The problem is solved in that the downhole filter, consisting of a metal pipe with holes and a plug, mixed inside the metal pipe with a gap and a filter element coaxial with it, the coaxiality of the filter element is provided by centralizers installed in the gap between the filter element and the metal pipe, made, for example , in the form of torus segments placed evenly along the length of the metal pipe. The metal pipe is equipped on top with a sleeve in which a spring-loaded valve is installed, which includes a locking element — a valve ball, a valve seat, and a spring pressing the ball against the seat. The coupling has longitudinal through holes for passing the filtered fluid and a hydraulic channel consisting of two halves, the first half of the hydraulic channel provided with a valve ball coincides with the axis of the filter, and the second half of the hydraulic channel is perpendicular to it and does not cross the longitudinal through holes. The second half of the hydraulic channel can be made in a through coupling. Centralizers are installed in the gap between the filtering element and the metal pipe, made in the form of torus segments placed evenly along the length of the metal pipe. In the lower part of the metal pipe above the plug there is an opening for removing particles of mechanical impurities. At the same time, three frame metal filters connected by springs are used as a filter element.

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.The use of springs leads to the fact that during the intake of water from the aquifer, vibration will be generated, the frame metal filters will come into contact with each other, creating small collisions, which in turn ensures self-cleaning of the filter element from solid mechanical impurities and biological overgrowth, as well as increased reliability the operation of the device and reducing the cost of repair and maintenance work on the replacement and restoration of the downhole filter in case of damage to its filter surface , an increase in the overhaul period of the pump by the value of the pump without filter.

На фигуре 1, 2, 3 представлена схема фильтра скважинного, на фигуре 4 представлена схема фильтрующего элемента.The figure 1, 2, 3 presents a diagram of a downhole filter, figure 4 presents a diagram of a filter element.

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.The downhole filter contains a metal pipe 1 with holes 2 and a plug 3, located inside the metal pipe 2 with a gap 17 and a filter element 4 aligned with it, the alignment of the filter element 4 is provided by centralizers 5 installed in the gap 17 between the filter element and the metal pipe 1, made , for example, in the form of torus segments arranged uniformly along the length of the metal pipe 1. The metal pipe 1 is equipped on top with a sleeve 9 in which a spring-loaded valve is installed, including a shut-off element - a ball valve 6, a valve seat 7 and a spring 8, which presses the ball 6 against the seat 7. In the sleeve 9 there are longitudinal through holes 10 for passing the filtered fluid and a hydraulic channel consisting of two halves, the first half of the hydraulic channel provided with a valve ball 6 coincides with filter axis, and the second half of the hydraulic channel 11 is made perpendicular to it and does not cross the longitudinal through holes 10. The second half of the hydraulic channel 11 is made in a through coupling. In the lower part of the metal pipe 1 above the plug 3 there is an opening 12 for removing particles of mechanical impurities. The filter element 4 consists of three frame metal filters. 13, 14, 15, which are interconnected by springs 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.Well filter works as follows. Passing through the holes. 2 of the metal pipe 1, the fluid produced from the well falls into the gap between. the metal pipe 1 and the filter element 4. Passing through the surface of the filter element 4 of the downhole filter, the liquid is cleaned of mechanical particles and then through the longitudinal through holes 10 in the coupling 9 gets to the pump. In the gap between the filter element 4 and the metal pipe 1 there is a natural leaching of particles of mechanical impurities that accumulate on the surface of the filter element 4, and they are removed from the gap through the hole 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.In the event of a complete clogging of the filter element 4, a spring-loaded valve opens, and the formation fluid bypasses the filter element from the annulus through the hydraulic channel (sequentially: through its second half 11 and then through the valve opening) directly to the pump.

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.As a filter element, three frame metal filters 13, 14, 15 are used, each of which must have different diameters. This is necessary so that they can easily be inserted into each other. This results in a filter element consisting of three layers. Each layer has a different bandwidth. This means that larger particles will be retained in the wireframe metal filter 13, smaller particles will be retained in the wireframe metal filter 14, and the smallest particles in the wireframe metal filter 15. The size of the holes of the frame filters will depend on the type of soil in which the well is located. Between the layers of the filter element are installed springs 16. The diameter of each layer is selected taking into account the length of the springs 16. Using springs 16 leads to the fact that when water is taken from the aquifer, vibration is created. Frame metal filters 13, 14, 15, in contact with each other, create small collisions. In this case, the filter openings due to collisions of the walls of the layers are not so susceptible to contamination by solid inorganic and organic substances. Thus, due to the created vibration, the self-cleaning effect of the filter is ensured.

Claims

Well filter, including a metal pipe with holes, provided with a plug at the bottom, placed inside the metal pipe with a gap and a filter element coaxially with it, characterized in that the filter element is made in the form of a cylindrical pipe, the alignment of the filter element is provided by centralizers, the metal pipe is equipped with a sleeve on top, in which a spring-loaded valve is installed, while in the coupling there are longitudinal through holes and a hydraulic channel, consisting of two halves, the first half of the channel The valve equipped with a valve ball coincides with the axis of the downhole filter, and the second half is perpendicular to it and does not cross the longitudinal through holes, and in the lower part of the metal pipe there is an opening above the plug, three frame metal filters connected to each other are used as a filter element springs of short length.