RU169488U1

RU169488U1 - TWO-SECTION FILTERING WELL DEVICE

Info

Publication number: RU169488U1
Application number: RU2016143234U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Данченко
Original assignee: Юрий Валентинович Данченко
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2017-03-21

Abstract

Полезная модель относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к двухсекционным фильтрующим скважинным устройствам, предотвращающим засорение и износ погружных насосов. Технический результат - повышение ресурса работы устройства при высоком качестве очистки пластовой жидкости. Двухсекционное фильтрующее устройство содержит отводящую трубу с открытым нижним торцем, на которую в верхней секции установлен с кольцевым зазором фильтр, а в нижней секции насажена лопасть, заключенная в корпус. Корпус соединен сверху с фильтром, а снизу с контейнером. Кольцевой зазор сообщается с межлопастным пространством. 1 ил.The utility model relates to oilfield equipment, namely, to two-section filtering downhole devices that prevent clogging and wear of submersible pumps. The technical result is an increase in the service life of the device with high quality cleaning of the reservoir fluid. The two-section filtering device comprises a discharge pipe with an open bottom end, on which a filter is installed in the upper section with an annular gap, and a blade enclosed in a housing is mounted on the lower section. The housing is connected at the top with a filter, and at the bottom with a container. The annular gap communicates with the inter-blade space. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к фильтрующим скважинным устройствам, предотвращающим попадание механических частиц в погружные насосы.The utility model relates to oil immersion equipment, namely to downhole filtering devices that prevent mechanical particles from entering submersible pumps.

Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее разделенные кольцевой перегородкой верхний и нижний корпус с входными отверстиями вверху каждого, проходящую через кольцевую перегородку отводящую трубу, охваченную в корпусах лопастью ниже входных отверстий и имеющую в верхнем корпусе отверстия в стенке ниже лопасти, а в нижнем корпусе - открытый торец (Пат. на ПМ №116180 РФ, Е21В 43/08, 2012).It is known a downhole filtering device comprising an upper and lower housing separated by an annular partition with inlet openings at the top of each, an outlet pipe passing through the annular partition, enclosed in the enclosures by a blade below the inlets and having openings in the upper housing in the wall below the blade, and in the lower housing, open end face (Pat. at PM No. 116180 of the Russian Federation, ЕВВ 43/08, 2012).

Недостатком фильтрующего скважинного устройства является невысокая степень очистки, поскольку сепарация частиц из пластовой жидкости происходит по-отдельности в каждом корпусе, а не поочередно в каждом из них. Кроме того, в случае сильно загрязненной жидкости возможно быстрое заполнение корпусов отсепарированными частицами и прекращение циркуляции через них жидкости.The disadvantage of the filtering downhole device is the low degree of purification, since the separation of particles from the reservoir fluid occurs separately in each housing, and not alternately in each of them. In addition, in the case of highly contaminated liquids, it is possible to quickly fill the housings with separated particles and stop the circulation of liquids through them.

Известно скважинное фильтрующее устройство, содержащее трубчатый каркас, который вверху соединен с патрубком, а внизу заглублен в отстойник, щелевые фильтры, концентрично установленные снаружи и внутри трубчатого каркаса с образованием наружных и внутренних каналов, первые из которых закрыты сверху и соединены с отстойником снизу, а вторые закрыты снизу и соединены с патрубком сверху, и клапан, отделяющий полость внутреннего щелевого фильтра от патрубка (Пат. №2446274 РФ, Е21В 43/08, 2012). Скважинное фильтрующее устройство способно обеспечить высокую степень очистки за счет последовательного прохождения пластовой жидкости через два щелевых фильтра.A well-known filtering device containing a tubular frame, which is connected to the pipe at the top and deepened into the sump at the bottom, slotted filters concentrically mounted outside and inside the pipe frame to form external and internal channels, the first of which are closed from above and connected to the sump from below, and the second are closed from below and connected to the pipe from above, and the valve separating the cavity of the internal slotted filter from the pipe (Pat. No. 2446274 of the Russian Federation, ЕВВ 43/08, 2012). The downhole filter device is able to provide a high degree of purification due to the sequential passage of formation fluid through two slotted filters.

Недостатком устройства является высокая вероятность закупоривания фильтров мелкодисперсными частицами и невозможность их удаления противотоком из-за ограниченного сечения наружных и внутренних каналов.The disadvantage of this device is the high probability of clogging of the filters with fine particles and the inability to remove them in countercurrent due to the limited cross section of the external and internal channels.

Известно фильтрующее скважинное устройство, содержащее нижний корпус с входными отверстиями вверху и верхний корпус, которые разделены кольцевой перегородкой и сообщаются посредством отводящей трубы, охваченной лопастью в нижнем корпусе, а в верхнем корпусе снабженной фильтром на перфорированном участке и предохранительным клапаном и радиальными отверстиями выше фильтра (Пат. на ПМ №116571 РФ, E21B 43/08, 2012).It is known to filter a downhole device comprising a lower casing with inlet openings at the top and an upper casing, which are separated by an annular partition and communicate through a discharge pipe covered by a blade in the lower casing, and in the upper casing equipped with a filter in the perforated section and a safety valve and radial openings above the filter ( Pat. At PM No. 116571 of the Russian Federation, E21B 43/08, 2012).

Известное фильтрующее скважинное устройство обеспечивает приемлемую степень очистки пластовой жидкости благодаря ее поочередному прохождению через оба корпуса, при этом она освобождается сначала от крупнодисперсных частиц в нижнем корпусе, а затем от мелкодисперсных частиц в верхнем корпусе. Однако устройство имеет невысокий ресурс работы при содержании в пластовой жидкости преимущественно мелкодисперсных частиц, которые проскакивают через нижний корпус с лопастью и за короткий промежуток времени закупоривают фильтр в верхнем корпусе. При этом наличие корпуса снаружи фильтра исключает сброс задержанных частиц в зумпф скважины при промывке фильтра противотоком.The known filtering downhole device provides an acceptable degree of purification of the reservoir fluid due to its alternate passage through both bodies, while it is first freed from coarse particles in the lower body, and then from fine particles in the upper body. However, the device has a low service life when the content in the reservoir fluid is predominantly fine particles, which slip through the lower housing with the blade and clog the filter in the upper housing for a short period of time. In this case, the presence of a housing outside the filter eliminates the discharge of trapped particles into the sump of the well when washing the filter in countercurrent.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является двухсекционное фильтрующее скважинное устройство, содержащее отводящую трубу, которая в верхней секции выполнена перфорированной и окружена щелевым фильтром, а в нижней секции снабжена предохранительным клапаном на торце, охвачена лопастью и заключена в корпус с верхними входными отверстиями, соединенный сверху с фильтром, а снизу с контейнером, при этом секции разделены кольцевой перегородкой, насаженной на отводящую трубу (Пат. №131070 РФ, E21B 43/08, 2013).The closest in technical essence to the claimed is a two-section filtering downhole device containing a discharge pipe, which in the upper section is perforated and surrounded by a slotted filter, and in the lower section is equipped with a safety valve at the end, is covered by a blade and enclosed in a housing with upper inlet openings, connected above with a filter, and below with a container, while the sections are separated by an annular partition mounted on the outlet pipe (Pat. No. 131070 of the Russian Federation, E21B 43/08, 2013).

Недостатком описанного устройства является ограниченный ресурс работы в скважинах, осложненных выносом частиц породы с варьируемым в широких пределах размером. В таких скважинах сначала быстро закупоривается щелевой фильтр в верхней секции, чувствительный к вариации размера частиц, а после открытия предохранительного клапана отсепарированные частицы скоро заполняют контейнер.The disadvantage of the described device is the limited service life in wells, complicated by the removal of rock particles with a variable over a wide range of sizes. In such wells, the slit filter in the upper section is quickly clogged up, sensitive to particle size variations, and after opening the safety valve, the separated particles will soon fill the container.

Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении ресурса работы фильтрующего скважинного устройства при одновременном обеспечении высокого качества очистки пластовой жидкости.The problem to which the present utility model is directed is to increase the service life of the filtering downhole device while ensuring high quality treatment of formation fluid.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухсекционном фильтрующем скважинном устройстве, содержащем отводящую трубу, на которую в верхней секции установлен фильтр, а в нижней секции насажена лопасть, заключенная в корпус, соединенный сверху с фильтром, а снизу с контейнером, согласно полезной модели, фильтр установлен на отводящей трубе с кольцевым зазором, сообщающимся с межлопастным пространством, а отводящая труба имеет открытый нижний торец.The specified technical result is achieved in that in a two-section filtering well device containing a discharge pipe, on which a filter is installed in the upper section, and a blade is inserted in the lower section, enclosed in a housing connected to the top of the filter and from the bottom to the container, according to the utility model, the filter is mounted on a discharge pipe with an annular gap communicating with the inter-blade space, and the discharge pipe has an open lower end.

Заявляемое двухсекционное фильтрующее скважинное устройство изображено на фиг.The inventive two-section filtering downhole device is shown in FIG.

Двухсекционное фильтрующее скважинное устройство состоит из верхней секции 1 и нижней секции 2, через которые проходит отводящая труба 3 с открытым нижним торцем 4. В верхней секции 1 на отводящей трубе 3 установлен с кольцевым зазором 5 фильтр 6, а в нижней секции 2 на нее насажена лопасть 7, заключенная в корпус 8. Корпус 8 вверху состыкован с фильтром 6, а внизу - с контейнером 9 для сбора частиц. Кольцевой зазор 5 между отводящей трубой 3 и фильтром 6 и межлопастное пространство 10 между отводящей трубой 3 и корпусом 8, в котором размещена лопасть 7, сообщены между собой и образуют общий канал для течения пластовой жидкости. Фильтр 6 может представлять собой, например, сварную конструкцию из продольных профилей 11 и навитого профиля 12 с непрерывной щелью 13 между витками. Размер щели в фильтре 6 выбирается из условия задержания наиболее крупных частиц, находящихся в пластовой жидкости, а параметры лопасти 7 выбираются таким образом, чтобы в нижней секции 2 происходило отделение мелких частиц.The two-section filtering downhole device consists of an upper section 1 and a lower section 2, through which a discharge pipe 3 passes with an open bottom end 4. In the upper section 1, a filter 6 is installed on the discharge pipe 3 with an annular gap 5, and in the lower section 2 it is fitted the blade 7 enclosed in the housing 8. The housing 8 at the top is docked with the filter 6, and at the bottom with the container 9 for collecting particles. An annular gap 5 between the outlet pipe 3 and the filter 6 and the inter-blade space 10 between the outlet pipe 3 and the housing 8, in which the blade 7 is placed, are interconnected and form a common channel for the flow of formation fluid. The filter 6 may be, for example, a welded structure of longitudinal profiles 11 and a wound profile 12 with a continuous gap 13 between the turns. The size of the slit in the filter 6 is selected from the condition of detention of the largest particles in the reservoir fluid, and the parameters of the blades 7 are selected so that the separation of small particles occurs in the lower section 2.

Двухсекционное фильтрующее скважинное устройство спускается в скважину в составе погружной насосной установки. При работе устройства пластовая жидкость, содержащая частицы с изменяющимися в широких пределах размерами, поступает сначала в верхнюю секцию 1. Пройдя через установленный в ней фильтр 6, пластовая жидкость освобождается от крупных частиц с размером более ширины щели 13, которые остаются снаружи фильтра 6, а мелкие частицы проходят через щель 13. В дальнейшем осадок из крупных частиц, сформировавшийся на фильтре 6, отделяется под действием силы тяжести и оседает в зумпф скважины. Благодаря тому, что фильтр 6 настроен на отделение крупных частиц, он практически не подвергается необратимому засорению мелкими частицами, что увеличивает продолжительность его работы. Освобожденная от крупных частиц, пластовая жидкость с мелкими частицами оказывается в кольцевом зазоре 5 между фильтром 6 и отводящей трубой 3, изменяет направление движение на 90° и поступает в нижнюю секцию 2. Перемещаясь в межлопастном пространстве 10 вдоль лопасти 7, жидкость приобретает вращательное движение. Находящиеся в жидкости мелкие частицы под действием центробежных сил смещаются в наружную часть потока, прижимаются к стенке корпуса 8 и лопасти 7 и сползают по ним в контейнер 9. Заполнение контейнера 9 происходит медленными темпами, поскольку в нем осаждаются только мелкие частицы, что продлевает ресурс работы нижней секции 2. Очищенная от мелких частиц, пластовая жидкость попадает через нижний торец 4 в отводящую трубу 3 и выходит из двухсекционного фильтрующего скважинного устройства.A two-section filtering well device descends into the well as part of a submersible pumping unit. During the operation of the device, the formation fluid containing particles with sizes varying over a wide range first enters the upper section 1. Having passed through the filter 6 installed in it, the formation fluid is freed from large particles with a size greater than the width of the slit 13, which remain outside the filter 6, and small particles pass through the gap 13. Subsequently, the precipitate of large particles formed on the filter 6 is separated by gravity and settles in the sump of the well. Due to the fact that the filter 6 is configured to separate large particles, it is practically not irreversibly clogged with small particles, which increases the duration of its operation. Freed from large particles, the formation fluid with small particles is in the annular gap 5 between the filter 6 and the discharge pipe 3, changes the direction of movement by 90 ° and enters the lower section 2. Moving in the inter-blade space 10 along the blade 7, the fluid acquires a rotational movement. Small particles in the liquid under the action of centrifugal forces are displaced into the outer part of the stream, pressed against the wall of the housing 8 and blades 7 and slide along them into the container 9. The filling of the container 9 is slow, since only small particles are deposited in it, which extends the service life the lower section 2. Purified from small particles, the formation fluid enters through the lower end 4 into the outlet pipe 3 and leaves the two-section filtering downhole device.

Благодаря поочередной очистке пластовой жидкости сначала от крупных частиц на фильтре 6 в верхней секции 1, а затем от мелких частиц на лопасти 7 в нижней секции 2 обеспечивается продолжительный ресурс работы двухсекционного фильтрующего скважинного устройства и высокая степень очистки пластовой жидкости.Due to the successive cleaning of the formation fluid, first from large particles on the filter 6 in the upper section 1, and then from small particles on the blades 7 in the lower section 2, a long service life of the two-section filtering well device and a high degree of purification of the formation fluid are ensured.

Claims

A two-section filtering downhole device containing a discharge pipe, on which a filter is installed in the upper section and a blade is inserted in the lower section, enclosed in a housing connected to the filter from above and from the bottom of the container, characterized in that the filter is mounted on the discharge pipe with an annular gap communicating with the inter-blade space, and the outlet pipe has an open lower end.