RU182632U1

RU182632U1 - HYDRODYNAMIC FILTER

Info

Publication number: RU182632U1
Application number: RU2018121923U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Романов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское производство" (ООО "ОКП")
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2018-08-24

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована при освоении и эксплуатации нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений, осложненных повышенным выносом из разрабатываемых продуктивных горизонтов вместе с добываемыми углеводородами и пластовой водой песка, и других механических примесей.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used in the development and operation of oil and oil and gas condensate fields, complicated by increased removal of sand and other mechanical impurities from extracted productive horizons along with hydrocarbons and produced water.

В фильтре гидродинамическом, содержащем концентрически расположенные трубы фильтровального блока, фильтрующий элемент трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, завихритель потока, шламоотстойник с установленной на конце заглушкой, концентрически расположенные трубы фильтровального блока закреплены с зазором между собой в верхнем переходнике и нижнем переходнике, соединенном с шламоотстойником, завихритель потока выполнен в виде трех тангенциальных штуцеров и установлен в верхней части наружной трубы, являющейся корпусом фильтровального блока, на трубе шламоотстойника выполнена перфорация из двух отверстий, при этом в зоне расположения отверстий установлен фильтрующий элемент с внутренней поверхностью фильтрования, ниже расположения которого закреплен центратор. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

In a hydrodynamic filter containing concentrically arranged pipes of the filter block, a tubular filter element with an outer filter surface, a flow swirl, a sludge trap with a plug installed at the end, concentrically located pipes of the filter block are fixed with a gap between each other in the upper adapter and the lower adapter connected to the sludge trap , the flow swirl is made in the form of three tangential fittings and is installed in the upper part of the outer pipe, which is a body som of the filter unit, perforation of two holes was made on the sludge tube pipe, while in the area of the holes there is a filter element with an inner filtering surface, below which a centralizer is fixed. 1 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована при освоении и эксплуатации нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений, осложненных повышенным выносом из разрабатываемых продуктивных горизонтов вместе с добываемыми углеводородами и пластовой водой песка и других механических примесей.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used in the development and operation of oil and gas condensate fields, complicated by increased removal of sand and other mechanical impurities from extracted productive horizons along with hydrocarbons and produced water.

Наличие механических примесей приводит к быстрому выходу из строя насосного оборудования и образованию большого количества твердых нефтесодержащих отходов.The presence of mechanical impurities leads to a quick failure of the pumping equipment and the formation of a large amount of solid oily waste.

Известно в данной области техники много типов фильтровальных устройств, выполненных с возможностью предотвращения попадания песка и других твердых частиц в текучие среды и газы, добываемые из нефтяных, газовых, водяных скважин.Many types of filtering devices are known in the art for preventing sand and other solid particles from entering fluids and gases from oil, gas, and water wells.

Известен фильтр гидродинамический, содержащий фильтрующий элемент трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, концентрически расположенные наружную, промежуточную и внутреннюю трубы. Фильтрующий элемент выполнен в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля треугольной формы, закрепленной с помощью сварки на опорных элементах, который создает жесткий экран с кольцевыми щелями. Допуск щелей расположен в диапазоне до ±15 мкм. В области расположения фильтрующего элемента наружная труба имеет перфорацию в виде равномерно расположенных отверстий, при этом на ее нижнем конце установлена на резьбе заглушка, имеющая обтекаемую форму. В промежуточной трубе выполнены окна, расположенные выше места расположения фильтрующего элемента на наружной трубе, на ее нижнем конце расположена заглушка, представляющая собой контейнер-накопитель для сбора механических примесей. В кольцевом зазоре между промежуточной трубой и внутренней трубой ниже окон расположен завихритель потока, выполненный в виде двух винтовых лопастей.A known hydrodynamic filter containing a filter element of a tubular shape with an outer filtering surface, concentrically located outer, intermediate and inner pipes. The filter element is made in the form of a cylindrical spiral from a high-precision profile of a triangular shape, fixed by welding on supporting elements, which creates a rigid screen with ring slots. Slit tolerance is in the range up to ± 15 microns. In the area of the filter element, the outer pipe has a perforation in the form of evenly spaced openings, while at the lower end there is a plug with a streamlined shape on the thread. Windows are located in the intermediate pipe, located above the location of the filter element on the outer pipe, and a plug is located at its lower end, which is a storage container for collecting mechanical impurities. In the annular gap between the intermediate pipe and the inner pipe below the windows, there is a flow swirl made in the form of two screw blades.

Патент РФ 2402675, МПК Е21В 43/08, опубл. 27.0.2010.RF patent 2402675, IPC Е21В 43/08, publ. 07.27.2010.

Недостатком данного фильтра является сложность конструкции и высокая трудоемкость изготовления.The disadvantage of this filter is the complexity of the design and the high complexity of manufacturing.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и сборки устройства, повышение эффективности очистки добываемых продуктов от механических примесей.The objective of the utility model is to simplify the design, reduce the complexity of manufacturing and assembling the device, increase the efficiency of cleaning extracted products from mechanical impurities.

Поставленная задача решается тем, что в фильтре гидродинамическом, содержащем концентрически расположенные трубы фильтровального блока, фильтрующий элемент трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, завихритель потока, шламоотстойник с установленной на конце заглушкой, концентрически расположенные трубы фильтровального блока закреплены с зазором между собой в верхнем переходнике и нижнем переходнике, соединенном с шламоотстойником, завихритель потока выполнен в виде трех тангенциальных штуцеров и установлен верхней части наружной трубы, являющейся корпусом фильтровального блока, на трубе шламоотстойника выполнена перфорация из двух отверстий, при этом в зоне расположения отверстий установлен фильтрующий элемент с внутренней поверхностью фильтрования, ниже расположения которого закреплен центратор.The problem is solved in that in a hydrodynamic filter containing concentrically arranged pipes of the filter block, a tubular shaped filter element with an outer filter surface, a flow swirl, a sludge trap with a plug installed at the end, concentrically located pipes of the filter block are fixed with a gap between each other in the upper adapter and the lower adapter connected to the sludge tank, the flow swirl is made in the form of three tangential fittings and the upper part is installed In the outer pipe, which is the filter block body, perforation of two holes is made on the sludge trap pipe, and a filter element with an inner filtering surface is installed in the hole location zone, below which a centralizer is fixed.

Кроме того фильтрующий элемент трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования выполнен в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля треугольной формы, закрепленной с помощью сварки на опорных элементах, который создает жесткий экран с кольцевыми щелями определенного размера с допуском до ±15 мкм.In addition, the tubular-shaped filter element with the outer filtering surface is made in the form of a cylindrical spiral from a high-precision triangular shape profile, fixed by welding on supporting elements, which creates a rigid screen with annular slots of a certain size with a tolerance of up to ± 15 μm.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

Фиг. 1 - продольный разрез фильтра гидродинамического;FIG. 1 is a longitudinal section through a hydrodynamic filter;

Фиг. 2 - А-А, разрез фильтра в зоне расположения тангенциальных штуцеров;FIG. 2 - AA, a section of the filter in the area of the location of the tangential fittings;

Фиг. 3 - Б-Б, разрез тангенциальных штуцеров;FIG. 3 - BB, section of the tangential fittings;

Фиг. 4 - вид В, расположение фильтрующего элемента в зоне расположения отверстий перфорации переходника.FIG. 4 - view B, the location of the filter element in the area of the holes of the perforation of the adapter.

Фильтр гидродинамический состоит из фильтровального блока 1, содержащего две концентрически расположенные трубы, закрепленные с зазором между собой в верхнем переходнике 2, и нижнем переходнике 3, соединенном с шламоотстойником 4. В верхней части наружной трубы, являющейся корпусом 5 фильтровального блока 1, установлен завихритель потока 6 в виде трех тангенциальных штуцеров, ниже которого на внутренней перфорированной трубе 7 установлен фильтрующий элемент 8 трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, выполненный, например, в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля треугольной формы, закрепленной с помощью сварки на опорных элементах, который создает жесткий экран с кольцевыми щелями (щелевую решетку) определенного размера с допуском до ±15 мкм. Конец внутренней трубы 7 закрыт пробкой 9.The hydrodynamic filter consists of a filter unit 1, containing two concentrically arranged pipes fixed with a gap between each other in the upper adapter 2, and a lower adapter 3 connected to the sludge sump 4. A flow swirl is installed in the upper part of the outer pipe, which is the housing 5 of the filter unit 1 6 in the form of three tangential fittings, below which on the inner perforated pipe 7 there is installed a filter element 8 of a tubular shape with an outer filter surface, made, for example, in yoke cylindrical helix of precision profile of triangular shape, fixed by welding on the supporting elements, which creates a rigid screen with annular slots (slot array) of a certain size with a tolerance of up to ± 15 microns. The end of the inner pipe 7 is closed by a stopper 9.

На трубе шламоотстойника 4 выполнена перфорация из двух отверстий 10 для обратного перетока рабочей жидкости в целях устранения образования пробок и застойных явлений в шламоотстойнике 4, при этом для фильтрации рабочей жидкости перетекающей в пространство обсадной трубы от механических примесей в зоне расположения отверстий установлен фильтрующий элемент 11 с внутренней поверхностью фильтрования. Ниже расположения фильтрующего элемента 11 для направления потока добываемого продукта закреплен центратор 12. На конце шламоотстойника 4 установлена заглушка 13.A perforation of two holes 10 was made on the sludge tank pipe 4 for backflow of the working fluid in order to eliminate the formation of plugs and stagnation in the sludge tank 4, and a filter element 11 was installed in the area of the holes to filter the working fluid flowing into the casing space from mechanical impurities inner filtering surface. Below the location of the filter element 11 to direct the flow of the produced product, a centralizer 12 is fixed. A plug 13 is installed at the end of the sludge tank 4.

Принцип работы фильтра гидродинамического основан на использовании кинетической энергии потока жидкости, создаваемой работой насосной установки (на фигурах не обозначена).The principle of operation of the hydrodynamic filter is based on the use of kinetic energy of the fluid flow generated by the operation of the pump unit (not indicated in the figures).

Жидкость, поднимаясь вверх по скважине вдоль корпуса 5 фильтровального блока 1, заходит в завихритель потока 6 в виде тангенциальных штуцеровThe liquid, rising up the well along the housing 5 of the filter unit 1, enters the swirler of the stream 6 in the form of tangential fittings

и закручивается по нисходящей спиральной траектории во внутреннем пространстве, между двумя концентрически расположенными трубами фильтровального блока 1 и поступает в фильтрующий элемент 8.and twists along a downward spiral path in the inner space, between two concentrically arranged pipes of the filter unit 1 and enters the filter element 8.

Центробежная сила, возникающая при закручивании потока, воздействует на частицы механических примесей, содержащихся в жидкости, что приводит к разделению потока на жидкую и твердую фазы.The centrifugal force that occurs when the flow swirls affects particles of mechanical impurities contained in a liquid, which leads to the separation of the flow into liquid and solid phases.

Крупные частицы механических примесей под действием центробежных сил перемещаются по спиральной траектории к внутренней стенке корпуса 5 и оседают вдоль нее в шламоотстойнике 4.Large particles of mechanical impurities under the action of centrifugal forces move along a spiral path to the inner wall of the housing 5 and settle along it in a sludge trap 4.

Неотделенные в центробежном поле частицы механических примесей, задерживаются щелевой решеткой фильтрующего элемента 8 и отбрасываются в поток оседающих крупных частиц в шламоотстойник 4.Particles of mechanical impurities that are not separated in a centrifugal field are retained by the slit lattice of the filter element 8 and are discarded into the stream of settling large particles into the sludge trap 4.

Пройдя через щели фильтрующих элементов 8, очищенная жидкость поступает в перфорированную трубу 7 через перфорационные отверстия, движется внутри перфорированной трубы 7, верхнего переходника 2 и поднимается вверх к всасывающему модулю насосной установки.After passing through the slots of the filter elements 8, the purified liquid enters the perforated pipe 7 through the perforations, moves inside the perforated pipe 7, the upper adapter 2 and rises up to the suction module of the pump unit.

Данная конструкция обеспечивает повышение эффективности очистки добываемых продуктов от механических примесей. Фильтры данного типа могут устанавливаться вертикально, с наклоном к вертикали или горизонтально, в скважинах, а также в стационарных и мобильных установках фильтрации в зависимости от конструкции фильтра и области применения. Фильтры предназначены для работы в среде с температурой до 400°С.This design provides an increase in the efficiency of cleaning extracted products from mechanical impurities. Filters of this type can be installed vertically, with a slope to the vertical or horizontal, in the wells, as well as in stationary and mobile filtration units, depending on the design of the filter and the application. Filters are designed to operate in environments with temperatures up to 400 ° C.

Claims

1. Hydrodynamic filter containing concentrically arranged pipes of the filter block, a tubular filter element with an outer filter surface, a flow swirl, a sludge trap with a plug installed at the end, characterized in that the concentrically arranged pipes of the filter block are fixed with a gap between each other in the upper adapter and the lower an adapter connected to a sludge tank, the flow swirl is made in the form of three tangential fittings and is installed in the upper part of the outer pipe would a housing of the filter unit on the pipe sludge pit formed two perforation holes, wherein the hole in the zone of the filter element is mounted with the inner filtration surface below the location of which is fixed centralizer.

2. The hydrodynamic filter according to claim 1, characterized in that the tubular-shaped filter element with the outer filtering surface is made in the form of a cylindrical spiral from a high-precision triangular shape profile, fixed by welding on supporting elements, which creates a rigid screen with annular slots of a certain size with tolerance up to ± 15 microns.