RU132129U1

RU132129U1 - FILTER Borehole anti-sand

Info

Publication number: RU132129U1
Application number: RU2012152102/03U
Authority: RU
Inventors: Марат Давлетович Валеев; Нурфаяз Хабибрахманович Габдрахманов; Владимир Яковлевич Ведерников; Габибян Салихьянович Рамазанов; Шамиль Григорьевич Мингулов; Рамиль Ясавиевич Загиров
Original assignee: Марат Давлетович Валеев
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-09-10

Abstract

Фильтр скважинный противопесочный, включающий трубу-хвостовик, закрепленную к приему штангового насоса и проходящую через пакер, внутреннюю трубу, образующую концентрическое межтрубное пространство, заглушенное снизу, сферический клапан, размещенный во внутренней трубе, цилиндрический фильтр, установленный снаружи трубы-хвостовика под пакером, отличающийся тем, что с обеих сторон пакера в межтрубном пространстве выполнены радиальные каналы, сообщающие полость внутренней трубы со скважинным пространством, под нижними радиальными каналами во внутренней трубе установлены горизонтальные перегородки с проходными отверстиями, между которыми во внутренней трубе выполнены окна, а под нижней перегородкой размещен дополнительный сферический клапан, жестко связанный с верхним клапаном штоком.An anti-sand well filter, including a shank pipe fixed to the sucker rod pump and passing through the packer, an inner pipe forming a concentric annular space plugged from below, a spherical valve located in the inner pipe, a cylindrical filter mounted outside the shank pipe under the packer, characterized the fact that on both sides of the packer in the annular space there are made radial channels communicating the cavity of the inner pipe with the borehole space, under the lower radial channels Alami in the inner pipe is installed horizontally with the openings of the partition, between which the inner tube formed box, and a bottom wall disposed further spherical valve is rigidly connected with the upper valve stem.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована при насосной добыче нефтей с повышенным содержанием твердых взвешенных частиц (механических примесей), выносимых из продуктивного пласта.The proposed utility model relates to the oil industry and can be used for pumping oil with a high content of suspended solids (mechanical impurities) removed from the reservoir.

Для скважин, продуцирующих пескосодержащую нефть, известен фильтр, состоящий из концентрически расположенных наружной, промежуточной и внутренней труб, последняя снабжена отверстиями, и переводника, при этом внутренняя труба снабжена расположенной внутри нее фильтрующей сеткой, выполненной в виде шнека и прикрепленной напротив отверстий, расположенных по винтовой линии. Кроме того, наружная и внутренняя трубы в верхней части соединены между собой тангенциальными патрубками, а внутренняя и промежуточная трубы в нижней части соединены между собой также тангенциальными патрубками, но противоположно ориентированными, при этом кольцевой зазор между промежуточной и внутренней трубами в верхней части, а также верхняя и нижняя части внутренней трубы снабжены заглушками, наружная труба в верхней части снабжена эластичными кольцами, а в нижней части - заглушкой (патент на изобретение RU №2158358, МПК Е21В 43/08, 1999).For wells producing sand-containing oil, a filter is known consisting of concentrically arranged outer, intermediate and inner pipes, the latter equipped with holes, and an adapter, while the inner pipe is equipped with a filter mesh located inside it, made in the form of a screw and attached opposite to the holes located along helix line. In addition, the outer and inner pipes in the upper part are interconnected by tangential nozzles, and the inner and intermediate pipes in the lower part are also interconnected by tangential nozzles, but oppositely oriented, with an annular gap between the intermediate and inner pipes in the upper part, and the upper and lower parts of the inner pipe are equipped with plugs, the outer pipe in the upper part is equipped with elastic rings, and in the lower part with a plug (patent for invention RU No. 2158358, IPC ЕВВ 43/08, 1999).

Преимуществом данного фильтра является размещение во внутренней трубе фильтрующей сетки, выполненной в виде шнека и прикрепленной напротив отверстий, расположенных по винтовой линии, при этом отверстия предназначены для перехода механических примесей в кольцевой зазор между внутренней и промежуточной трубами, и перемещения их под действием гравитационных сил в нижнюю часть фильтра. Недостатком аналога является абразивный износ и разрушение фильтрующей сетки в связи с ее закупоркой и медленной очисткой от механических примесей, также недостатком является низкий коэффициент сепарации механических примесей.The advantage of this filter is the placement in the inner tube of a filter mesh made in the form of a screw and attached opposite the holes located along a helical line, while the holes are designed to transfer mechanical impurities into the annular gap between the inner and intermediate pipes, and move them under the action of gravitational forces in bottom of the filter. The disadvantage of the analogue is the abrasive wear and destruction of the filter mesh due to its blockage and slow cleaning of mechanical impurities, the disadvantage is the low separation coefficient of mechanical impurities.

Известен фильтр скважинный самоочищающийся, состоящий из концентрически расположенных наружной, промежуточной и внутренней труб, при этом последние две снабжены отверстиями и в верхней части соединены между собой патрубком, при этом наружная труба по обоим ее торцам соединена с промежуточной трубой кольцевыми заглушками (патент RU 2305756, Е21В 43/08, 2007). Внутренняя труба снабжена фильтрующим элементом, размещенным в интервале отверстий, выполненных на данной трубе, эта же труба снабжена раструбом и соединена с ним продольными ребрами, при этом раструб расположен с зазором относительно промежуточной трубы и снабжен в нижней части соплом, в кольцевом зазоре между внутренней и промежуточной трубами соосно с ними размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде обратного усеченного конуса и прикрепленный к данным трубам выше верхних отверстий, выполненных в них, при этом средние отверстия промежуточной трубы выполнены напротив раструба и снабжены фильтрующим элементом, раструб также снабжен центратором. Данный фильтр имеет сложную конструкцию. В случае засорения фильтрующего элемента подача жидкости насосом прекращается, возникает необходимость замены фильтра.A well-known self-cleaning well filter, consisting of concentrically located outer, intermediate and inner pipes, the last two provided with holes and in the upper part are connected by a pipe, while the outer pipe is connected to the intermediate pipe by annular plugs (patent RU 2305756, ЕВВ 43/08, 2007). The inner pipe is equipped with a filter element located in the interval of holes made on this pipe, the same pipe is equipped with a socket and connected with longitudinal ribs, while the socket is located with a gap relative to the intermediate pipe and is equipped with a nozzle in the lower part, in the annular gap between the inner and a filter element made in the form of a reverse truncated cone and attached to these pipes above the upper holes made in them, the middle holes being aligned with the intermediate pipes coaxially with them the intermediate pipe is made opposite the bell and is equipped with a filter element, the bell is also equipped with a centralizer. This filter has a complex structure. In case of clogging of the filter element, the liquid supply to the pump is interrupted, it becomes necessary to replace the filter.

Наиболее близким к изобретению является фильтр скважинный, включающий металлическую трубу с отверстиями, снабженную снизу заглушкой, размещенный внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент, отличается 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 (патент РФ №2355876, МПК Е21В 43/08, опубликовано: 20.05.2009).Closest to the invention is a downhole 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 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, metal the pipe is equipped on top with a sleeve in which a spring-loaded valve is installed, while the sleeve has longitudinal through holes and a hydraulic channel consisting of two x half, and the first half of the channel, equipped with a ball of the valve, 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 a hole above the plug (RF patent No. 2355876, IPC E21B 43/08, published: 05/20/2009).

Однако при засорении фильтра также требуется его замена путем подъема оборудования.However, if the filter is clogged, it is also necessary to replace it by lifting the equipment.

Целью полезной модели является обеспечение промывки фильтра без остановки и подъема подземного оборудования. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем трубу-хвостовик, закрепленную к приему штангового насоса и проходящую через пакер, внутреннюю трубу, образующую концентрическое межтрубное пространство, заглушенное снизу, сферический клапан, размещенный во внутренней трубе, цилиндрический фильтр, установленный снаружи трубы-хвостовика под пакером, с обоих сторон пакера в межтрубном пространстве выполнены радиальные каналы, сообщающие полость внутренней трубы со скважинным пространством, под нижними радиальными каналами во внутренней трубе установлены горизонтальные перегородки с проходными отверстиями, между которыми во внутренней трубе выполнены окна, а под нижней перегородкой размещен дополнительный сферический клапан, жестко связанный с верхним клапаном штоком.The purpose of the utility model is to ensure flushing the filter without stopping and lifting the underground equipment. This goal is achieved by the fact that in the known device, including a shank pipe fixed to the sucker rod pump and passing through the packer, an inner pipe forming a concentric annular space, plugged from below, a spherical valve located in the inner pipe, a cylindrical filter mounted outside the pipe -shank under the packer, on both sides of the packer in the annular space are made radial channels communicating the cavity of the inner pipe with the borehole space, under the lower radial Through the channels in the inner pipe, horizontal partitions are installed with through holes, between which the windows are made in the inner pipe, and an additional spherical valve is placed under the lower partition, which is rigidly connected to the upper valve by the rod.

На фиг.1 и 2 показаны принципиальные схемы предлагаемой полезной модели.Figure 1 and 2 shows a schematic diagram of the proposed utility model.

В скважину 1 спущен штанговый насос 2, к приему которого закреплена труба-хвостовик 3, проходящая через пакер 4. В трубе-хвостовике 3 расположена внутренняя труба 5, образующая концентричное межтрубное пространство, которое имеет сверху и снизу пакера 4 радиальные каналы 6 и 7, сообщающие полость трубы 5 со скважинным пространством выше и ниже пакера. Под нижними радиальными каналами 7 расположены горизонтальные перегородки 8 и 9 с проходными отверстиями, а между перегородками в трубе 5 выполнены окна 13, сообщающие полость трубы 5 с концентрическим межтрубным пространством. Внутри трубы 5 негерметично расположены полые сферические клапаны 10 и 11, жестко соединенные между собой штоком 12. Снаружи трубы-хвостовика 3 установлен цилиндрический фильтр 14, заглушенный снизу. Сферические клапаны 10 и 11 со штоком 12 имеют положительную плавучесть в жидкости.A sucker rod pump 2 has been lowered into the well 1, to the receiving of which a liner pipe 3 has been fixed, passing through the packer 4. In the liner pipe 3 there is an inner pipe 5, forming a concentric annular space, which has radial channels 6 and 7 above and below the packer 4, communicating the cavity of the pipe 5 with a borehole above and below the packer. Under the lower radial channels 7 there are horizontal partitions 8 and 9 with through holes, and between the partitions in the pipe 5 there are windows 13 communicating the cavity of the pipe 5 with a concentric annular space. Inside the pipe 5, the hollow spherical valves 10 and 11 are tightly connected, rigidly interconnected by the rod 12. Outside the pipe-shank 3, a cylindrical filter 14 is installed, which is plugged from the bottom. Spherical valves 10 and 11 with a stem 12 have positive buoyancy in the liquid.

Работа фильтра состоит в следующем.The operation of the filter is as follows.

В скважину 1 осуществляют спуск насоса 2 в сборе с трубой-хвостовиком 3 и пакером 4. Негерметичное исполнение клапанов 10 и 11 в трубе 5 позволяет осуществлять гидравлическую связь между продуктивным пластом и надпакерным (затрубным) пространством скважины через фильтр и радиальные каналы 6 и 7.The pump 2 is assembled into the well 1 with the liner pipe 3 and the packer 4. The leaky design of the valves 10 and 11 in the pipe 5 allows hydraulic communication between the reservoir and the above-pack (annular) space of the well through a filter and radial channels 6 and 7.

При запуске насоса 2 в работу(фиг.1) сферические клапаны 10 и 11 благодаря плавучести и зазору между ними и трубой 5 всплывут в жидкости и займут крайнее верхнее положение, при котором отверстие перегородки 8 будет открыто, а перегородки 9 перекрыто клапаном 11. Пластовая жидкость будет поступать в насос 2 через фильтр 14, очищаясь от мех примесей, каналы 7, отверстие в перегородке 8, окна 13, концентрическое пространство и минуя наружные стороны радиальных каналов 6.When starting the pump 2 in operation (Fig. 1), the spherical valves 10 and 11 due to buoyancy and the gap between them and the pipe 5 will float in the liquid and occupy the highest position at which the opening of the partition 8 is open and the partition 9 is closed by the valve 11. the liquid will enter the pump 2 through the filter 14, cleaning itself of impurities, channels 7, an opening in the partition 8, windows 13, a concentric space and bypassing the outer sides of the radial channels 6.

При засорении фильтра 14, о чем будут свидетельствовать замеры дебита скважины на поверхности, без остановки работы насоса 2 в затрубное пространство скважины производят закачку промывочной жидкости. В качестве таковой может быть использована подогретая или маловязкая нефть для одновременного отмыва от фильтра от смолопарафиновых веществ.If the filter 14 is clogged, which will be evidenced by measuring the flow rate of the well on the surface, without stopping the operation of the pump 2, the flushing fluid is injected into the annulus of the well. As such, heated or low-viscosity oil can be used to simultaneously wash away resin-paraffin substances from the filter.

Промывочная жидкость из затрубного пространства (фиг.2) попадает через каналы 6 в трубу 5 и отжимает сферический клапан 10 шток 12 и клапан 11 вниз. При этом сферический клапан 10 перекроет проходное отверстие перегородки 8 и откроет доступ закачиваемой жидкости из труб 5 в каналы 7 и далее к фильтру с внутренней его стороны. Напор жидкости будет смывать налипшие снаружи частицы мехпримесей и смолопарафиновые отложения. Одновременно с этим при отжатии клапанов 10 и 11 вниз откроется проходное отверстие перегородки 9. Промывочная жидкости резко изменив направление через отверстие в перегородке 9 поступит в окна 13 и далее по межтрубному пространству поступит к приему насоса и будет откачиваться на поверхность.The flushing fluid from the annulus (Fig. 2) enters through the channels 6 into the pipe 5 and squeezes the spherical valve 10 of the rod 12 and the valve 11 down. In this case, the spherical valve 10 will block the passage opening of the partition 8 and will allow access of the injected fluid from the pipes 5 to the channels 7 and then to the filter from its inner side. The pressure of the liquid will wash away the particles of solids adhering to the outside and resin-paraffin deposits. At the same time, when the valves 10 and 11 are pressed down, the bore 9 passage opening will open. The flushing fluid will sharply change direction through the hole in the baffle 9 and will enter the windows 13 and then will enter the pump intake through the annulus and will be pumped to the surface.

Резкое изменение направления движения промывочной жидкости после фильтра 14 позволяет ей освободиться от взвешенных частиц за счет центростремительных сил. Эти частицы свободно будут отпускаться вниз и собираться в зумпфе скважины. После длительной эксплуатации забой скважины может быть промыт с удалением накопившихся мехпримесей.A sharp change in the direction of movement of the washing liquid after the filter 14 allows it to free itself from suspended particles due to centripetal forces. These particles will freely drop down and collect in the sump of the well. After long-term operation, the bottom of the well can be washed with the removal of accumulated solids.

Постоянная работа насоса 2 при промывке фильтра позволяет избежать задавки жидкости в пласт и кольматации порового пространства частицами мехпримесей.The constant operation of the pump 2 during the washing of the filter allows avoiding the liquid squeezing into the formation and the pore space being blocked by solids particles.

После промывки фильтра закачку промывочной жидкости прекращают и насосная установка возвращается в обычный режим работы.After washing the filter, the pumping of the washing liquid is stopped and the pump unit returns to normal operation.

Технико-экономическим преимуществом полезной модели является обеспечение промывок фильтра от ТВЧ без подъема насосного оборудования, а также предупреждение засорения забоя скважины выносимыми из пласта твердыми частицами породы.The technical and economic advantage of the utility model is to ensure that the filter rinses from the high-frequency filter without raising the pumping equipment, as well as preventing clogging of the bottom of the well by solid rock particles removed from the formation.

Claims

An anti-sand well filter, including a shank pipe fixed to the sucker rod pump and passing through the packer, an inner pipe forming a concentric annular space plugged from below, a spherical valve located in the inner pipe, a cylindrical filter mounted outside the shank pipe under the packer, characterized the fact that on both sides of the packer in the annular space there are radial channels communicating the cavity of the inner pipe with the borehole space, under the lower radial channels Alami in the inner pipe is installed horizontally with the openings of the partition, between which the inner tube formed box, and a bottom wall disposed further spherical valve is rigidly connected with the upper valve stem.