RU162481U1

RU162481U1 - FILTERING WELL DEVICE

Info

Publication number: RU162481U1
Application number: RU2015141727/03U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Данченко
Original assignee: Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-06-10

Abstract

1. Фильтрующее скважинное устройство, содержащее корпус, разделенный промежуточной перегородкой на верхнюю секцию с верхней перегородкой и нижнюю секцию с верхними входными отверстиями, отводящую трубу, проходящую через промежуточную перегородку и имеющую в верхней секции перфорированный участок, окруженный фильтром, и предохранительный клапан, а в нижней секции охваченную шнеком ниже входных отверстий, отличающееся тем, что корпусом служит участок обсадной трубы скважины с перфорациями ниже промежуточной перегородки, предохранительный клапан размещен ниже фильтра, в отводящей трубе между промежуточной перегородкой и клапаном выполнены отверстия, а в качестве промежуточной и верхней перегородок использованы кольцевые уплотнительные элементы.2. Фильтрующее скважинное устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцевые уплотнительные элементы выполнены из эластомера, способного к разбуханию в пластовой жидкости.1. A downhole filter device comprising a housing divided by an intermediate partition into an upper section with an upper partition and a lower section with upper inlets, a discharge pipe passing through the intermediate partition and having in the upper section a perforated section surrounded by a filter and a safety valve, and in bottom section covered by a screw below the inlet openings, characterized in that the casing is a section of the casing of the well with perforations below the intermediate partition, fuse ny valve placed below the filter in the outlet pipe between the intermediate partition and the valve openings, and in an intermediate and upper annular sealing septa used elementy.2. A downhole filtering device according to claim 1, characterized in that the annular sealing elements are made of an elastomer capable of swelling in the formation fluid.

Description

Полезная модель относится к погружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрующим устройствам, предохраняющим погружные насосы от воздействия механических примесей.The utility model relates to submersible equipment, namely to downhole filtering devices protecting submersible pumps from mechanical impurities.

Известна скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель, гидрозащиту, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух с верхними входными отверстиями, охватывающий нижнюю насосную секцию и входной модуль с образованием кольцевого зазора, в котором напротив приемных отверстий размещен шнек, уплотнительное кольцо в кольцевом зазоре ниже приемных отверстий, в которое вмонтированы осевые трубки, заканчивающиеся ниже электродвигателя (Пат. №2492361 РФ, F04D 13/10, 2013).A well-known downhole pump installation comprising an electric motor, hydraulic protection, pump sections, an input module with receiving holes, a casing with upper input holes covering the lower pump section and an input module with the formation of an annular gap, in which a screw is placed opposite the receiving holes, a sealing ring in the annular gap below the receiving holes, in which are mounted axial tubes ending below the electric motor (Pat. No. 2492361 of the Russian Federation, F04D 13/10, 2013).

Недостатком скважинной насосной установки является увеличенный радиальный размер из-за установленного на входном модуле шнека и значительная длина из-за наличия осевых трубок, отводящих задержанные частицы ниже электродвигателя, что в совокупности усложняет спускоподъемные операции на скважине. Кроме того, применяемый в установке шнек центробежной очистки не обеспечивает приемлемую степень очистки пластовой жидкости, поступающей во входной модуль.The disadvantage of a downhole pumping unit is the increased radial size due to the screw installed on the input module and a considerable length due to the presence of axial tubes that discharge the retained particles below the electric motor, which together complicates tripping operations in the well. In addition, the centrifugal auger used in the installation does not provide an acceptable degree of purification of the formation fluid entering the input module.

Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее отводящую трубу, которая в верхней секции выполнена перфорированной и окружена щелевым фильтром, а в нижней секции снабжена предохранительным клапаном на конце, охвачена спиралевидной лопастью и заключена в корпус с верхними входными отверстиями, к которому присоединен контейнер (Пат. №131070 РФ, Е21В 43/08, 2013).It is known a downhole filtering device containing a discharge pipe, which is perforated in the upper section and surrounded by a slit filter, and is equipped with a safety valve at the end in the lower section, is enclosed by a spiral blade and enclosed in a housing with upper inlet openings to which the container is attached (Pat. No. 131070 RF, Е21В 43/08, 2013).

Недостатком фильтрующего скважинного устройства является невысокая степень очистки пластовой жидкости, которая сначала происходит на щелевом фильтре, а после его загрязнения и потери пропускной способности - на шнеке центробежной очистки.The disadvantage of a filtering downhole device is the low degree of purification of the formation fluid, which first occurs on the slotted filter, and after its contamination and loss of throughput, on the centrifugal screw.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является фильтрующее скважинное устройство, содержащее корпус, разделенный промежуточной перегородкой на верхнюю секцию с верхней перегородкой и нижнюю секцию с верхними входными отверстиями, которые сообщаются посредством проходящей через перегородку отводящей трубы, выполненной в верхней секции перфорированной, снабженной фильтром на перфорированном участке и предохранительным клапаном выше фильтра, а в нижней секции охваченной шнеком ниже входных отверстий и заканчивающейся в контейнере (Пат. №116571 РФ, Е21В 43/08, 2012).Closest to the claimed technical essence is a filtering borehole device containing a housing divided by an intermediate partition into an upper section with an upper partition and a lower section with upper inlet openings that communicate through a discharge pipe passing through the partition made in the upper section with a perforated filter equipped with perforated section and safety valve above the filter, and in the lower section covered by a screw below the inlets and ending sya in the container (Pat. No. 116571 of the Russian Federation, ЕВВ 43/08, 2012).

Недостаток принятого за прототип фильтрующего скважинного устройства состоит в ограниченной вместимости контейнера для накопления отделенных шнеком частиц, невысокой грязеемкости фильтра из-за фильтрации жидкости изнутри наружу, а также в повышенной металлоемкости из-за наличия корпуса.The disadvantage of a filtering downhole device adopted as a prototype is the limited capacity of the container for accumulating particles separated by the screw, the low dirt capacity of the filter due to the filtration of the liquid from the inside out, and also the increased metal consumption due to the presence of the housing.

Настоящая полезная модель решает задачу создания простого и надежного в эксплуатации фильтрующего скважинного устройства, обеспечивающего высокое качество очистки пластовой жидкости и имеющего продолжительный ресурс работы.This utility model solves the problem of creating a simple and reliable in operation filtering well device that provides high quality treatment of formation fluid and has a long service life.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрующем скважинном устройстве, содержащем корпус, разделенный промежуточной перегородкой на верхнюю секцию с верхней перегородкой и нижнюю секцию с верхними входными отверстиями, отводящую трубу, проходящую через промежуточную перегородку и имеющую в верхней секции перфорированную часть, окруженную фильтром, и предохранительный клапан, а в нижней секции охваченную шнеком ниже входных отверстий, согласно полезной модели, корпусом служит участок обсадной трубы скважины с перфорациями ниже промежуточной перегородки, предохранительный клапан размещен ниже фильтра, в отводящей трубе между промежуточной перегородкой и клапаном выполнены отверстия, а в качестве промежуточной и верхней перегородок использованы кольцевые уплотнительные элементы.The specified technical result is achieved in that in the filtering well device comprising a housing divided by an intermediate partition into an upper section with an upper partition and a lower section with upper inlets, a discharge pipe passing through the intermediate partition and having a perforated part surrounded by a filter in the upper section, and a safety valve, and in the lower section covered by a screw below the inlet openings, according to a utility model, the casing section of the well with a radios below the intermediate partition, the safety valve is situated below the filter in the outlet pipe between the intermediate partition and the valve openings, and annular sealing elements are used as an intermediate and upper walls.

Кольцевые уплотнительные элементы могут быть выполнены, например, из эластомера, способного к разбуханию в пластовой жидкости.The annular sealing elements can be made, for example, of an elastomer capable of swelling in the formation fluid.

На фиг. схематично изображено фильтрующее скважинное устройство.In FIG. schematically shows a filtering downhole device.

Фильтрующее скважинное устройство включает служащий корпусом участок обсадной трубы 1 с перфорациями 2 в ее стенке, выполненными напротив интервала продуктивного пласта скважины 14, отводящую трубу 3, промежуточный и верхний кольцевые уплотнительные элементы 4, 5 в кольцевом зазоре 6 между трубами 1, 3. Для свободного спуска в скважину и последующего перекрытия кольцевого зазора 6 кольцевые уплотнительные элементы 4, 5 выполнены из разбухающего в пластовой жидкости эластомера. Материал эластомера подбирается под состав пластовой жидкости. Промежуточный кольцевой уплотнительный элемент 4 расположен выше перфораций 2 в обсадной трубе 1 и делит корпус на верхнюю секцию 7 и нижнюю секцию 8. Секции 7 и 8 сообщаются между собой посредством отводящей трубы 3, которая выходит за пределы верхнего кольцевого уплотнительного элемента 5. В верхней секции 7, ограниченной верхним кольцевым уплотнительным элементом 5, отводящая труба 3 имеет перфорированную часть 10, охваченную фильтром 11. Фильтр может быть выполнен, например, из продольных стержней и навитого поверх них призматического профиля с образованием непрерывной щели между витками. Ниже фильтра 11 в отводящей трубе 3 размещен предохранительный клапан 12. Отводящая труба 3 между промежуточным кольцевым уплотнительным элементом 4 и клапаном 12 снабжена радиальными отверстиями 13. В нижней секции 8, ограниченной зумпфом скважины, на отводящей трубе 3 ниже перфораций 2 установлен шнек 9. Фильтрующее скважинное устройство имеет простую конструкцию, что повышает надежность его эксплуатации.The filtering downhole device includes a casing portion of the casing 1 serving as a housing with perforations 2 in its wall, opposite the interval of the productive formation of the well 14, outlet pipe 3, the intermediate and upper annular sealing elements 4, 5 in the annular gap 6 between the pipes 1, 3. For free descent into the well and subsequent overlapping of the annular gap 6, the annular sealing elements 4, 5 are made of an elastomer swelling in the formation fluid. The elastomer material is matched to the composition of the formation fluid. An intermediate annular sealing element 4 is located above the perforations 2 in the casing 1 and divides the housing into an upper section 7 and a lower section 8. Sections 7 and 8 communicate with each other via a discharge pipe 3, which extends beyond the upper annular sealing element 5. In the upper section 7 limited by the upper annular sealing element 5, the outlet pipe 3 has a perforated portion 10 covered by a filter 11. The filter can be made, for example, of longitudinal rods and a prismatic profile wound over them I with the formation of a continuous gap between the turns. A safety valve 12 is located below the filter 11 in the outlet pipe 3. The outlet pipe 3 is provided with radial holes 13 between the intermediate ring sealing element 4 and the valve 12. In the lower section 8, limited by the borehole sump, a screw 9 is installed on the outlet pipe 3 below the perforations 2. Filter the downhole device has a simple design, which increases the reliability of its operation.

Фильтрующее скважинное устройство работает следующим образом.The filtering downhole device operates as follows.

Отводящую трубу 3 с фильтром 11, шнеком 9, промежуточным и верхним кольцевым уплотнительным элементом из разбухающего эластомера 4, 5 с наружным диаметром меньшим внутреннего диаметра обсадной трубы 1 присоединяют к основанию погружного электродвигателя (не показан) и беспрепятственно спускают в скважину. Спуск продолжают до тех пор, пока шнек 9 не окажется ниже перфорации 2 в обсадной трубе 1, при этом за счет заранее выбранной длины отводящей трубы 3 промежуточный кольцевой уплотнительный элемент занимает положение выше перфораций 2 (фиг. 1). Затем в скважину заливают пластовую жидкость, инициирующую разбухание эластомерных кольцевых уплотнительных элементов 4 и 5 до их плотного прижатия к стенке обсадной трубы 1. В результате происходит формирование верхней и нижней секций 7 и 8 фильтрующего скважинного устройства.The outlet pipe 3 with a filter 11, a screw 9, an intermediate and upper annular sealing element made of a swellable elastomer 4, 5 with an outer diameter smaller than the inner diameter of the casing 1 is connected to the base of the submersible motor (not shown) and freely lowered into the well. The descent is continued until the screw 9 is below the perforation 2 in the casing 1, and due to the preselected length of the outlet pipe 3, the intermediate annular sealing element occupies a position above the perforations 2 (Fig. 1). Then, formation fluid is poured into the well, initiating swelling of the elastomeric annular sealing elements 4 and 5 until they are pressed firmly against the wall of the casing 1. As a result, the upper and lower sections 7 and 8 of the filtering downhole device are formed.

После включения погружного насоса (не показан) жидкость с частицами породы поступает из продуктивного пласта скважины 14 в нижнюю секцию 8 через перфорации 2 в обсадной трубе 1. По кольцевому зазору 6 между обсадной 1 и отводящей 3 трубой загрязненная частицами жидкость движется вниз вдоль шнека 9, приобретая при этом вращательное движение. Под действием возникающих центробежных сил, а также сил гравитации наиболее крупные и тяжелые частицы прижимаются к обсадной трубе 1 и шнеку 9, соскальзывают по ним вниз нижней секции 8 и оседают на зумпф скважины.After the submersible pump (not shown) is turned on, fluid with rock particles enters from the production layer of the well 14 into the lower section 8 through perforations 2 in the casing 1. Along the annular gap 6 between the casing 1 and the outlet 3 pipe, the contaminated fluid moves down along the screw 9, while acquiring rotational motion. Under the action of the emerging centrifugal forces, as well as gravity, the largest and heaviest particles are pressed against the casing 1 and the screw 9, slide down them down the lower section 8 and settle on the sump of the well.

Освобожденная от крупных частиц пластовая жидкость заходит в отводящую трубу 3, поднимается по ней в верхнюю секцию 7 и через радиальные отверстия 13 попадает в кольцевой зазор 6 с находящимся в нем фильтром 11. Жидкость фильтруется через фильтр 11, очищается от оставшихся частиц и попадает в отводящую трубу 3 через перфорированную часть 10, после чего покидает верхнюю секцию 7 и оказывается на приеме погружного насоса (не показан).The formation fluid freed from large particles enters the discharge pipe 3, rises along it into the upper section 7 and through the radial holes 13 enters the annular gap 6 with the filter 11 located therein. The liquid is filtered through the filter 11, cleaned of the remaining particles and enters the discharge the pipe 3 through the perforated part 10, after which it leaves the upper section 7 and is received by a submersible pump (not shown).

Фильтрующее скважинное устройство обеспечивает высокое качество очистки пластовой жидкости, поскольку очистка последовательно происходит в нижней и верхней секции. Кроме того, оно характеризуется продолжительным ресурсом работы за счет использования в качестве накопителя отсепарированных частиц полости обсадной трубы ниже промежуточного кольцевого уплотнительного элемента, имеющей значительный свободный объем.The downhole filtering device provides high quality cleaning of formation fluid, since the cleaning takes place sequentially in the lower and upper sections. In addition, it is characterized by a long service life due to the use of a casing cavity separated from the particles of the casing below the intermediate annular sealing element as a drive, having a significant free volume.

При загрязнении фильтра 11 открывается предохранительный клапан 12 и пластовая жидкость после центробежной очистки в нижней секции 8, минуя верхнюю секцию 7, устремляется по отводящей трубе 3 на прием насоса.When the filter 11 is dirty, the safety valve 12 opens and the formation fluid after centrifugal cleaning in the lower section 8, bypassing the upper section 7, rushes through the discharge pipe 3 to the pump intake.

Claims

1. A downhole filter device comprising a housing divided by an intermediate partition into an upper section with an upper partition and a lower section with upper inlets, a discharge pipe passing through the intermediate partition and having in the upper section a perforated section surrounded by a filter and a safety valve, and in bottom section covered by a screw below the inlet openings, characterized in that the casing is a section of the casing of the well with perforations below the intermediate partition, fuse ny valve placed below the filter in the outlet pipe between the intermediate partition and the valve openings, and annular sealing elements are used as an intermediate and upper walls.

2. The filtering downhole device according to claim 1, characterized in that the annular sealing elements are made of an elastomer capable of swelling in the formation fluid.