RU162642U1

RU162642U1 - GRAVEL FILLED WELL FILTER

Info

Publication number: RU162642U1
Application number: RU2016104229/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Евгеньевич Варламов; Иван Михайлович Гошовский
Original assignee: Сергей Евгеньевич Варламов; Иван Михайлович Гошовский
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2016-06-20

Abstract

1. Скважинный фильтр с гравийной набивкой, включающий муфтовую и ниппельную резьбы для соединения фильтров между собой и обсадной колонной, отличающийся тем, что муфтовая и ниппельная резьбы выполнены на отрезках труб, соединенных между собой фильтрующим элементом, выполненным в виде внешней и внутренней оболочек с гравийной набивкой между ними, а между отрезками труб и оболочками установлены и закреплены промежуточные кольца, которые выполнены с дистанционными и монтажными выступами, дистанционные выступы центрируют внешнюю и внутреннюю оболочки, а монтажные заходят на внешнюю кольцевую проточку отрезков труб с муфтовой и ниппельной резьбой и фиксируются на них сваркой.2. Скважинный фильтр с гравийной набивкой по п. 1, отличающийся тем, что промежуточные кольца крепятся сваркой к внешней и внутренней оболочкам.3. Скважинный фильтр с гравийной набивкой по п. 1, отличающийся тем, что внутренний диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца равен наружному диаметру внутренней оболочки.4. Скважинный фильтр с гравийной набивкой по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца равен внутреннему диаметру внешней оболочки.5. Скважинный фильтр с гравийной набивкой по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр внешней оболочки не более наружного диаметра монтажного выступа промежуточного кольца.6. Скважинный фильтр с гравийной набивкой по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр монтажного выступа промежуточного кольца не более наружного диаметра отрезков труб с муфтовой и ниппельной резьбой.7. Скважинный фильтр с гравийной набивкой по п. 1, отличающийся тем, что внутренний диаметр внут1. A downhole filter with gravel packing, including a coupling and nipple thread for connecting the filters to each other and the casing, characterized in that the coupling and nipple threads are made on pipe sections connected by a filter element made in the form of an outer and inner shell with a gravel with a gasket between them, and between the pipe segments and the shells, intermediate rings are installed and fixed, which are made with remote and mounting projections, remote projections center the external and internal shells, and installation ones go to the outer annular groove of pipe segments with a sleeve and nipple thread and are fixed on them by welding. 2. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the intermediate rings are welded to the outer and inner shells. 3. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the distal protrusion of the intermediate ring is equal to the outer diameter of the inner shell. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the distal protrusion of the intermediate ring is equal to the inner diameter of the outer shell. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the outer shell is not more than the outer diameter of the mounting protrusion of the intermediate ring. 6. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the mounting protrusion of the intermediate ring is not more than the outer diameter of the pipe segments with sleeve and nipple threads. 7. The downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к скважинным фильтрам для очистки добываемого продукта от механических примесей.The utility model relates to the oil and gas industry, namely to well filters for cleaning the produced product from mechanical impurities.

Известен гравийный скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №80498. Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при добыче нефти и газа. Задачей создания полезной модели является упрощение технологии изготовления скважинного фильтра. Решение указанной задачи достигнуто в гравийном скважинном фильтр, содержащий трубу с отверстиями на боковой поверхности, муфту, ниппель и гравийный фильтрующий элемент, тем, что гравийный фильтрующий элемент содержит две перфорированные оболочки: внутреннюю и внешнюю, установленные концентрично трубе на поддерживающих кольцах, а пространство между ними заполнено гравием, частицы которого склеены между собой. Отверстия внешней перфорированной оболочки выполнены некруглой формы с отгибными элементами, отогнутыми внутрь. Отверстия внешней перфорированной оболочки выполнены прямоугольными. Поддерживающие кольца выполнены ступенчатыми. Поддерживающие кольца приварены к трубе. Между внутренней оболочкой и трубой выполнен зазор. В качестве гравия используется калиброванный кварцевый песок. Недостатком гравийного скважинного фильтра является высокое гидравлическое сопротивления и низкая пропускная способность.Known gravel downhole filter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 80498. The utility model relates to the oil and gas industry, and can be used in oil and gas production. The task of creating a utility model is to simplify the downhole filter manufacturing technology. The solution to this problem was achieved in a gravel well filter containing a pipe with holes on the side surface, a sleeve, a nipple and a gravel filter element, in that the gravel filter element contains two perforated shells: an inner and an outer one, mounted concentrically on the support rings, and the space between they are filled with gravel, the particles of which are glued together. The holes of the outer perforated shell are made non-circular in shape with folding elements bent inward. The holes of the outer perforated shell are rectangular. The support rings are stepped. Support rings are welded to the pipe. A gap is made between the inner shell and the pipe. Calibrated silica sand is used as gravel. The disadvantage of the gravel well filter is its high hydraulic resistance and low throughput.

Известен фильтр скважинный по патенту РФ на полезную модель №138070. Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам задержания песка, обломков горной породы, солей, проппанта из призабойной зоны пласта и зумпфа скважины с использованием механических и гравийных фильтров. Фильтр скважинный, включающий узел крепления, фильтрующие элементы, выполненные из горизонтальных пакетов заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материал которых, коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь, устанавливаемых напротив продуктивного пласта, наружный диаметр которых превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны и закрепляемых на соединительной штанге, причем центральная часть фильтрующих элементов расположенных преимущественно напротив верхних и нижних перфорационных отверстий продуктивного пласта, выполнена из полимерно-абразивного материала, соединительная штанга выполнена с внутренним сквозным каналом, а скважинное пространство зоны фильтрации заполнено гравийным наполнителем или искусственной набивкой. Недостатком фильтра скважинного является центральное размещение в корпусе фильтрующего элемента и отсутствие возможности спуска ниже фильтра насосно-компрессорных труб.Known well filter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 138070. The utility model relates to the oil industry, in particular to devices for trapping sand, rock fragments, salts, proppant from the bottomhole formation zone and sump of a well using mechanical and gravel filters. A downhole filter, including a fastener, filter elements made of horizontal packages of replaceable and supplemented flexible brush disks, the material of which is corrosion-resistant, high-alloy twisted steel, installed opposite the reservoir, the outer diameter of which exceeds the inner diameter of the production string and fixed on the connecting rod, moreover the central part of the filter elements located mainly opposite the upper and lower perforations is productive The first layer is made of a polymer-abrasive material, the connecting rod is made with an internal through channel, and the borehole space of the filtration zone is filled with gravel filler or artificial packing. The disadvantage of the downhole filter is the central placement in the housing of the filter element and the inability to lower the tubing below the filter.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №7030, прототип. Скважинный фильтр, содержит перфорированную трубу, на которой установлен щелевой фильтрующий элемент, содержащий, в свою очередь, продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, концентрично щелевому фильтрующему элементу установлен внешний щелевой фильтрующий элемент, имеющий аналогичную конструкцию, а зазор между ними заполнен фильтрующим наполнителем. Между щелевыми фильтрующими элементами установлены дистанционные кольца. Зазор между витками внешнего щелевого элемента не менее чем зазор между витками внутреннего щелевого элемента. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между витками фильтрующего элемента в 1,2...10 раз. Фильтрующий наполнитель выполнен из шариков. Шарики выполнены из нержавеющей стали. Шарики выполнены из стекла. Шарики выполнены из полимерного материала. Фильтрующий наполнитель выполнен из песка. Недостатком фильтра является высокое гидравлическое сопротивления и низкая пропускная способность.Known downhole filter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 7030, prototype. The downhole filter contains a perforated pipe on which a slit filter element is installed, which, in turn, contains longitudinal support elements, on the outer surface of which a wire is wound with the formation of gaps between the turns, an external slot filter element having a similar design is installed concentrically to the slit filter element, and the gap between them is filled with filter media. Between the slotted filtering elements, distance rings are installed. The gap between the turns of the external slot element is not less than the gap between the turns of the internal slot element. The external slot element is made of wire of a larger cross section than the internal slot element. The external slot element is made of wire of a larger cross section than the internal slot element. The particle size of the gravel pack exceeds the gap between the turns of the filter element by 1.2 ... 10 times. The filter media is made of balls. Balls are made of stainless steel. Balls are made of glass. Balls are made of polymer material. The filter media is made of sand. The disadvantage of the filter is its high hydraulic resistance and low throughput.

Задачей создания полезной модели является снижение гидравлического сопротивления и повышение пропускной способности, а также степени очистки добываемого продукта.The task of creating a utility model is to reduce hydraulic resistance and increase throughput, as well as the degree of purification of the produced product.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что скважинный фильтр с гравийной набивкой, включает муфтовую и ниппельную резьбы для соединения фильтров между собой и обсадной колонной, причем муфтовая и ниппельная резьбы выполнены на отрезках труб, соединенных между собой фильтрующим элементом, выполненным в виде внешней и внутренней оболочек с гравийной набивкой между ними, а между отрезками труб и оболочками установлены и закреплены промежуточные кольца, которые выполнены с дистанционными и монтажными выступами, дистанционные выступы центрируют внешнюю и внутреннюю оболочки, а монтажные заходят на внешнюю кольцевую проточку отрезков труб с муфтовой и ниппельной резьбой и фиксируются на них сваркой. Промежуточные кольца крепятся сваркой к внешней и внутренней оболочкам. Внутренний диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца равен наружному диаметру внутренней оболочки. Наружный диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца равен внутреннему диаметру внешней оболочки. Наружный диаметр внешней оболочки не более наружного диаметра монтажного выступа промежуточного кольца. Наружный диаметр монтажного выступа промежуточного кольца не более наружного диаметра отрезков труб с муфтовой и ниппельной резьбой. Внутренний диаметр внутренней оболочки не менее внутреннего диаметра промежуточного кольца. Торец монтажного выступа промежуточного кольца выполнен со скосом кромок под сварку. Отрезки труб с ниппельной и муфтовой резьбой со стороны фильтрующего элемента выполнены также со скосом кромок. Функции оболочек выполняет проволока, намотанная по спирали на каркас из стрингеров и приваренная к ним в местах пересечения причем расстояние между соседними витками проволоки внешней оболочки, определяет фильтрующий зазор. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между соседними витками оболочек. Гравийная набивка выполнена из калиброванного песка. Гравийная набивка выполнена из коррозионно-устойчивого материала в виде шариков.The solution to these problems was achieved due to the fact that the well filter with gravel packing includes a sleeve and nipple thread for connecting the filters to each other and the casing, and the sleeve and nipple threads are made on pipe segments connected by a filter element made in the form of an external and inner shells with gravel packing between them, and between the pipe segments and shells intermediate rings are installed and fixed, which are made with remote and mounting tabs, remote center the blunt outer and inner shell and mounting go to the outer annular groove pipe sections with box and pin threaded and fixed to them by welding. Intermediate rings are welded to the outer and inner shells. The inner diameter of the remote protrusion of the intermediate ring is equal to the outer diameter of the inner shell. The outer diameter of the remote protrusion of the intermediate ring is equal to the inner diameter of the outer shell. The outer diameter of the outer shell is not more than the outer diameter of the mounting protrusion of the intermediate ring. The outer diameter of the mounting protrusion of the intermediate ring is not more than the outer diameter of the pipe segments with coupling and nipple threads. The inner diameter of the inner shell is not less than the inner diameter of the intermediate ring. The end face of the mounting protrusion of the intermediate ring is made with bevelled edges for welding. The pipe segments with nipple and sleeve threads on the filter element side are also made with bevelled edges. The functions of the shells are performed by a wire, wound in a spiral on a frame of stringers and welded to them at the intersection points, and the distance between adjacent turns of wire of the outer shell determines the filter gap. The particle size of the gravel pack exceeds the gap between adjacent turns of the shells. Gravel packing is made of calibrated sand. Gravel packing is made of corrosion-resistant material in the form of balls.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении скважинного фильтра с гравийной набивкой применяются известные технологии и материалы.The proposed technical solution has novelty and industrial applicability, i.e. all the criteria of a utility model. The novelty of the technical solution is confirmed by patent research. Industrial applicability is due to the fact that the well-known technologies and materials are used in the manufacture of a well filter with gravel packing.

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1...4, где:The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1 ... 4, where:

на фиг. 1 показан продольный разрез фильтра.in FIG. 1 shows a longitudinal section through a filter.

на фиг. 2 приведен поперечный разрез А-А.in FIG. 2 shows a cross section AA.

на фиг. 3 приведен местный вид Б.in FIG. 3 shows a local view of B.

Скважинный фильтр с гравийной набивкой состоит из муфтовой 1 и ниппельной резьбы 2 для соединения фильтров между собой и обсадной колонной, причем муфтовая 1 и ниппельная 2 резьбы выполнены на отрезках труб 3 и 4, соединенных между собой фильтрующим элементом 5, выполненным в виде внешней 6 и внутренней 7 оболочек с гравийной набивкой 8 между ними, а между отрезками труб 3, 4 и оболочками 6, 7 установлены и закреплены промежуточные кольца 9, которые выполнены с дистанционными 10 и монтажными 11 выступами, дистанционные выступы 10 центрируют внешнюю 6 и внутреннюю 7 оболочки, а монтажные 11 заходят на внешнюю кольцевую проточку 12 отрезков труб 3, 4 с муфтовой 1 и ниппельной 2 резьбой и фиксируются на них сваркой. Промежуточные кольца 9 крепятся сваркой к внешней 6 и внутренней 7 оболочкам. Внутренний диаметр дистанционного выступа D₁ промежуточного кольца 9 равен наружному диаметру внутренней оболочки D₂. Наружный диаметр дистанционного выступа промежуточного кольца D₃ равен внутреннему диаметру внешней оболочки D₄. Наружный диаметр внешней оболочки D₅ не более наружного диаметра монтажного выступа D₆ промежуточного кольца. Наружный диаметр монтажного выступа D₆ промежуточного кольца не более наружного диаметра D₇ отрезков труб 3, 4 с муфтовой и ниппельной резьбой 1, 2. Внутренний диаметр D₈ внутренней оболочки 7 не менее внутреннего диаметра D₉ промежуточного кольца 9. Торец 13 монтажного выступа 11 промежуточного кольца 9 выполнен со скосом кромок под сварку. Отрезки труб 3, 4 с ниппельной и муфтовой резьбой со стороны фильтрующего элемента выполнены также со скосом кромок 14. Функции оболочек 6, 7 выполняет проволока 15, намотанная по спирали на каркас из стрингеров 16 и приваренная к ним в местах пересечения причем расстояние между соседними витками проволоки внешней оболочки, определяет фильтрующий зазор h. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор h между соседними витками проволоки 15 оболочек 6, 7. Гравийная набивка 8 выполнена из калиброванного песка. Гравийная набивка 8 выполнена из коррозионно-устойчивого материала в виде шариков.The downhole filter with gravel packing consists of a sleeve 1 and a nipple thread 2 for connecting the filters to each other and the casing, and the sleeve 1 and nipple 2 threads are made on pipe sections 3 and 4, interconnected by a filter element 5, made in the form of an external 6 and the inner 7 shells with gravel packing 8 between them, and between the pipe sections 3, 4 and the shells 6, 7 intermediate rings 9 are installed and fixed, which are made with remote 10 and mounting 11 protrusions, remote protrusions 10 center the outer 6 and inner 7 shells, and mounting 11 go to the outer annular groove of 12 pipe sections 3, 4 with sleeve 1 and nipple 2 thread and are fixed on them by welding. The intermediate rings 9 are fastened by welding to the outer 6 and inner 7 shells. The inner diameter of the remote protrusion D _{1 of the} intermediate ring 9 is equal to the outer diameter of the inner shell D ₂ . The outer diameter of the distal protrusion of the intermediate ring D ₃ is equal to the inner diameter of the outer shell D ₄ . The outer diameter of the outer shell D _{5 is} not more than the outer diameter of the mounting protrusion D _{6 of the} intermediate ring. The outer diameter of the mounting protrusion D _{6 of the} intermediate ring is not more than the outer diameter D ₇ of pipe sections 3, 4 with the coupling and nipple threads 1, 2. The inner diameter D _{8 of the} inner shell 7 is not less than the inner diameter D _{9 of the} intermediate ring 9. The end face 13 of the mounting ledge 11 intermediate ring 9 is made with bevelled edges for welding. The pipe sections 3, 4 with the nipple and sleeve threads on the filter element side are also made with bevelled edges 14. The functions of the sheaths 6, 7 are performed by a wire 15, spirally wound on a frame of stringers 16 and welded to them at the intersection points, and the distance between adjacent turns the outer sheath wire defines a filter gap h. The particle size of the gravel pack exceeds the gap h between adjacent turns of wire 15 of the shells 6, 7. The gravel pack 8 is made of calibrated sand. Gravel packing 8 is made of corrosion-resistant material in the form of balls.

Скважинный фильтр с гравийной набивкой работает следующим образом. Фильтр с помощью муфтовой 1 и ниппельной 2 резьбы, выполненной на отрезках труб 3 и 4, соединяется с колонной фильтров и обсадными трубами, на которых скважинный фильтр спускается в интервал установки. После спуска в скважину через фильтрующий зазор h между соседними витками проволоки 15 намотки фильтрующего элемента 5 внутрь фильтра, поступает добываемый продукт, очищенный от механических примесей, размер частиц, которых больше фильтрующего зазора h. Промежуточные кольца 9, установленные между фильтрующим элементом 5 и отрезками труб 3 и 4 с муфтовой 1 и ниппельной резьбой 2, приварены к стрингерам внутренней оболочки 7 фильтрующего элемента 5 изнутри, а к стрингерам внешней оболочки 6 фильтрующего элемента 5 снаружи. За счет того, что длина L промежуточных колец 9 меньше длины L₁ отрезков труб 3 и 4 с муфтовой 1 и ниппельной резьбой 2 сварные швы соединяющие внутреннюю оболочку 7 с промежуточными кольцами 9 внутри, выполняются более качественно и могут быть проконтролированы, что обеспечивает более высокую устойчивость фильтра к осевым нагрузкам. Сварные швы соединяющие промежуточные кольца 9 с отрезками труб 3 и 4 с муфтовой 1 и ниппельной резьбой 2 выполняются снаружи, что также обеспечивает надежность сварных соединений и возможность их контроля. Снижение гидравлического сопротивления фильтра и увеличение его пропускной способности происходит за счет того, что отсутствует несущая труба с отверстиями на которую обычно устанавливается фильтрующий элемент. Добываемый продукт при этом проходит напрямую без изменения направления во внутреннюю полость фильтра.Well filter with gravel packing works as follows. The filter using the coupling 1 and nipple 2 threads made on pipe sections 3 and 4 is connected to the filter string and casing, on which the downhole filter is lowered into the installation interval. After the descent into the well through the filter gap h between adjacent turns of wire 15 of the winding of the filter element 5, the produced product is cleaned of mechanical impurities, the particle size is larger than the filter gap h. Intermediate rings 9 installed between the filter element 5 and pipe segments 3 and 4 with coupling 1 and nipple thread 2 are welded to the stringers of the inner shell 7 of the filter element 5 from the inside, and to the stringers of the outer shell 6 of the filter element 5 from the outside. Due to the fact that the length L of the intermediate rings 9 is less than the length L ₁ of the pipe sections 3 and 4 with a sleeve 1 and a nipple thread 2, the welds connecting the inner shell 7 with the intermediate rings 9 inside are more efficient and can be controlled, which ensures higher filter resistance to axial loads. Welds connecting the intermediate rings 9 with pipe segments 3 and 4 with a sleeve 1 and a nipple thread 2 are performed from the outside, which also ensures the reliability of the welded joints and the possibility of their control. Reducing the hydraulic resistance of the filter and increasing its throughput is due to the fact that there is no support pipe with holes on which the filter element is usually installed. In this case, the produced product passes directly without changing direction in the filter cavity.

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

1. Обеспечить фильтрацию добываемого продукта от механических примесей.1. To ensure the filtration of the produced product from mechanical impurities.

2. Снизить гидравлическое сопротивление фильтра.2. Reduce the hydraulic resistance of the filter.

3. Повысить пропускную способность фильтра3. Increase filter capacity

4. Повысить степень фильтрации.4. Increase the degree of filtration.

5. Повысить надежность и ресурс работы скважинного фильтра.5. To increase the reliability and service life of the downhole filter.

Claims

1. A downhole filter with gravel packing, including a coupling and nipple thread for connecting the filters to each other and the casing, characterized in that the coupling and nipple threads are made on pipe sections connected by a filter element made in the form of an outer and inner shell with a gravel with a gasket between them, and between the pipe segments and the shells, intermediate rings are installed and fixed, which are made with remote and mounting projections, remote projections center the external and internal shell, and installation go to the outer annular groove of pipe segments with sleeve and nipple threads and are fixed on them by welding.

2. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the intermediate rings are welded to the outer and inner shells.

3. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the distal protrusion of the intermediate ring is equal to the outer diameter of the inner shell.

4. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the distal protrusion of the intermediate ring is equal to the inner diameter of the outer shell.

5. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the outer shell is not more than the outer diameter of the mounting protrusion of the intermediate ring.

6. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the mounting protrusion of the intermediate ring is not more than the outer diameter of the pipe segments with a sleeve and a nipple thread.

7. A well filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the inner shell is not less than the inner diameter of the intermediate ring.

8. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the end face of the mounting protrusion of the intermediate ring is made with bevelled edges for welding.

9. A well filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the pipe segments with nipple and sleeve threads on the side of the filter element are also made with bevelled edges.

10. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the functions of the shells are performed by a wire wound in a spiral fashion on a frame of stringers and welded to them at the intersection, and the distance between adjacent turns of wire of the outer shell determines the filter gap.

11. A well filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the particle size of the gravel pack exceeds the gap between adjacent turns of the shells.

12. The well filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the gravel packing is made of calibrated sand.

13. A downhole filter with gravel packing according to claim 1, characterized in that the gravel pack is made of a corrosion-resistant material in the form of balls.