RU190109U1

RU190109U1 - ADJUSTABLE WELL FILTER

Info

Publication number: RU190109U1
Application number: RU2019105500U
Authority: RU
Inventors: Андрей Юрьевич Саблин; Владимир Баянович Шрамек; Дмитрий Федорович Матвеев; Иван Георгиевич Смирнов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Русская электротехническая компания"
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2019-06-18

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована при добыче нефтесодержащей жидкости из скважин и предназначена для защиты скважинного насоса от вредного действия частиц твердых механических примесей. Фильтр скважинный регулируемый содержит корпус с отверстиями для прохода пластовой жидкости, внутри корпуса размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде пружины, один конец которой размещен в опорно-регулирующем элементе, установленном в корпусе и жестко соединенном с проходящим в полости пружины стержнем, который снабжен центрирующими элементами, выполненными в виде реберных пластин с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью пружины. Второй конец пружины установлен в свободно размещенном относительно корпуса опорно-регулирующем элементе, снабженном наружными ребрами и закрепленном на втором конце стержня с помощью разъемного соединения, при этом в опорно-регулирующих элементах выполнены ступени для установки торцов пружины. Технический результат - повышение качества очистки жидкости. 1 ил.The utility model relates to oil-producing equipment and can be used in the extraction of oily liquid from wells and is designed to protect the well pump from the harmful effects of particles of solid mechanical impurities. The adjustable borehole filter contains a housing with openings for the passage of formation fluid, inside the housing there is a filtering element made in the form of a spring, one end of which is placed in a support-regulating element installed in the housing and rigidly connected to a rod passing in the spring cavity , made in the form of rib plates with the ability to interact with the inner surface of the spring. The second end of the spring is mounted in a support element that is freely positioned relative to the body and is fitted with external ribs and fixed to the second end of the rod by means of a detachable connection, with steps for mounting the spring ends in the support and regulating elements. The technical result is to improve the quality of cleaning fluid. 1 il.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована при добыче нефтесодержащей жидкости из скважин и предназначена для защиты скважинного насоса от вредного действия частиц твердых механических примесей.The utility model relates to oil-producing equipment and can be used in the extraction of oily liquid from wells and is designed to protect the well pump from the harmful effects of particles of solid mechanical impurities.

Известно газопесочное регулируемое устройство (патент РФ № 105355, Е21В 43/34, дата публ. 10.06.2011), содержащее корпус с отверстиями для входа газожидкостной смеси, узел сепарации газа, узел сепарации механических примесей, выполненный в виде пружины, размещенной между опорно-регулирующими элементами, установленными в корпусе, канал для отвода механических примесей в сборник и канал для прохода очищенной жидкости, выполненный в виде трубы один конец которой закреплен в переводнике, соединенном с корпусом, а второй конец трубы снабжен шнеком и размещен в соединенном с корпусом сборнике.Known gas-adjustable adjustable device (RF patent No. 105355, Е21В 43/34, published on 06/10/2011), containing a housing with openings for gas-liquid mixture inlet, a gas separation unit, a separation unit for mechanical impurities, made in the form of a spring regulating elements installed in the housing, a channel for removing mechanical impurities into the collector and a passage for the passage of purified liquid, made in the form of a pipe, one end of which is fixed in a sub connected to the housing, and the second end of the pipe is equipped with an auger and size still in the collection connected to the body.

Недостатками известного газопесочного регулируемого устройства, в частности узла сепарации механических примесей, являются:The disadvantages of the known gas-controlled adjustable device, in particular of the separation of mechanical impurities, are:

- низкая пропускная способность устройства из-за накопления частиц механических примесей между корпусом и наружной поверхностью фильтрующего элемента — пружины;- low throughput of the device due to the accumulation of particles of mechanical impurities between the housing and the outer surface of the filter element - the spring;

- снижение возможности самоочистки под действием вибрации фильтрующего элемента - пружины от прилипших к ней частиц механических примесей.- reducing the possibility of self-cleaning under the action of vibration of the filter element - springs from particles of mechanical impurities adhering to it.

Известен фильтр скважинный (патент РФ № 80193, Е21В 43/08, дата публ. 27.01.2009), взятый в качестве прототипа, содержащий корпус с отверстиями для прохода жидкости, в котором установлен фильтрующий элемент, выполненный в виде пружины, размещенной между опорно-регулирующими элементами, концы пружины размещены в стаканах с охватом первых витков с зазором между наружной поверхностью охватываемых витков и внутренней поверхностью стенки стакана меньшим, чем размеры механических примесей, в днище каждого стакана выполнено отверстие для прохода жидкости.Known downhole filter (RF patent No. 80193, Е21В 43/08, date of publication. January 27, 2009), taken as a prototype, comprising a housing with openings for the passage of fluid in which a filter element is installed, made in the form of a spring placed between the support regulating elements, the ends of the spring are placed in glasses with the coverage of the first turns with a gap between the outer surface of the covered turns and the inner surface of the wall of the glass smaller than the dimensions of mechanical impurities, in the bottom of each glass there is an opening for the passage of liquid .

Недостатком известного фильтра скважинного является низкая пропускная способность фильтра из-за низкого качества очистки жидкости ввиду того, что центрирование пружины осуществляют по внутренней поверхности корпуса с отверстиями для прохода очищенной жидкости, что накладывает ограничения на величину зазора между внутренней поверхностью корпуса и пружиной, который, с целью обеспечения определенной степени фильтрации, не может быть большим во избежание чрезмерного изгиба пружины, для исключения прохода через фильтрующую щель внутрь фильтрующего элемента частиц примесей, содержащихся в пластовой жидкости, более чем допустимые. В процессе эксплуатации на внутренней поверхности корпуса и пружины происходит накопление частиц механических примесей, что уменьшает площадь проходного сечения фильтра и, соответственно, создает дополнительное гидравлическое сопротивление протоку очищенной жидкости, что приводит к снижению пропускной способности устройства в процессе эксплуатации при низкой возможности самоочистки фильтроэлемента под действием вибрации.A disadvantage of the known downhole filter is the low throughput of the filter due to poor quality of cleaning fluid due to the fact that the centering of the spring is carried out on the inner surface of the housing with openings for the passage of purified fluid, which imposes restrictions on the size of the gap between the inner surface of the housing and the spring, the purpose of providing a certain degree of filtration cannot be large in order to avoid excessive bending of the spring, in order to prevent passage through the filter slit inside the filter element of the particles of impurities contained in the reservoir fluid, more than acceptable. During operation, particles of mechanical impurities accumulate on the inner surface of the housing and the spring, which reduces the flow area of the filter and, accordingly, creates additional hydraulic resistance to the flow of the purified liquid, which leads to a decrease in the throughput of the device during operation with a low possibility of self-cleaning of the filter element under the action vibrations.

Осевшие на внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности пружины частицы примесей не имеют возможности осыпаться вниз (в сборник примесей — не показан), так как этому создает препятствие нижерасположенный стакан и опорно-регулирующий элемент, закрепленный в корпусе.Particles of impurities that have settled on the inner surface of the housing and the outer surface of the spring are not able to crumble down (not shown in the collection of impurities), since this is obstructed by the downstream cup and the control and regulating element fixed in the housing.

Задача полезной модели – разработка фильтра скважинного регулируемого, обладающего улучшенной очисткой нефтесодержащей жидкости от частиц механических примесей, повышенной пропускной способностью. The task of the utility model is the development of a downhole adjustable filter with improved cleaning of oil-containing fluid from mechanical impurities, increased throughput.

Технический результат, получаемый в результате решения задачи, состоит в повышении качества очистки жидкости, повышении пропускной способности.The technical result, obtained as a result of solving the problem, is to improve the quality of the cleaning fluid, increase throughput.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтре скважинном регулируемом, содержащем корпус с отверстиями для прохода жидкости, в котором установлен фильтрующий элемент, выполненный в виде пружины, размещенной между опорно-регулирующими элементами с отверстиями для прохода жидкости, согласно полезной модели один конец пружины размещен в опорно-регулирующем элементе, установленном в корпусе и жестко соединенном с проходящим в полости пружины стержнем, снабженным центрирующими элементами, выполненными в виде реберных пластин с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью пружины, второй конец пружины установлен в свободно размещенном относительно корпуса опорно-регулирующем элементе, снабженном наружными ребрами и закрепленном на втором конце стержня с помощью разъёмного соединения, при этом в опорно-регулирующих элементах выполнены ступени для установки торцов пружины. This technical result is achieved by the fact that in a downhole filter, adjustable, comprising a housing with openings for the passage of fluid, in which a filtering element is installed, made in the form of a spring placed between the control elements with openings for the passage of fluid, according to the utility model, one end of the spring is placed in the support-regulating element installed in the housing and rigidly connected with a rod passing in the spring cavity, provided with centering elements made in the form of costal ribs Stein with the ability to interact with the inner surface of the spring, the second end of the spring is installed in a control element that is freely positioned relative to the body, is equipped with external ribs and is fixed to the second end of the rod by means of a detachable connection, and steps are installed in the control elements .

Наличие в фильтре скважинном стержня с центрирующими элементами в виде реберных пластин, размещенного в полости пружины с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью пружины, исключает возможность ее изгиба, при этом зазор между ребрами и пружиной обеспечивает необходимый уровень вибрации пружины для самоочистки пружины от налипших частиц механических примесей, что повышает качество очистки жидкости от механических примесей, позволяя увеличить пропускную способность фильтра.The presence of a rod in the borehole filter with centering elements in the form of rib plates placed in the spring cavity with the ability to interact with the inner surface of the spring eliminates the possibility of its bending, while the gap between the ribs and the spring provides the necessary level of vibration of the spring for self-cleaning of the spring from adhering particles of mechanical impurities , which improves the quality of cleaning fluid from mechanical impurities, allowing you to increase the filter capacity.

Установка крайних опорных витков пружины в ступенях опорных элементов с зазором между наружной поверхностью охватываемых витков и внутренней поверхностью стенки выступа опорного элемента меньшим, чем размеры частиц механических примесей, исключает попадание этих частиц в зазоры между опорными витками пружины и поверхностями сопрягаемых деталей, с которыми контактирует пружина, исключая попадание механических примесей внутрь фильтрующего элемента, что повышает качество очистки жидкости. Installing the extreme support coils of the spring in the steps of the supporting elements with a gap between the outer surface of the covered coils and the inner surface of the protrusion wall of the supporting element smaller than the dimensions of the particles of mechanical impurities, eliminates the ingress of these particles into the gaps between the supporting coils of the spring and the surfaces of the mating parts with which the spring contacts , excluding the ingress of mechanical impurities inside the filter element, which improves the quality of cleaning fluid.

Выполнение ребер на наружной поверхности нижнего опорно-регулирующего элемента обеспечивает гарантированное прохождение частиц механических примесей, не прошедших через фильтрующий элемент, через каналы, образованные ребрами и внутренней поверхностью корпуса фильтра, что повышает качество очистки жидкости от механических примесей, увеличивая пропускную способность фильтра.Making ribs on the outer surface of the lower support-regulating element provides guaranteed passage of particles of mechanical impurities that have not passed through the filter element through the channels formed by the ribs and the inner surface of the filter housing, which improves the quality of cleaning fluid from mechanical impurities, increasing the throughput of the filter.

Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения устройства.Compliance of the claimed utility model with the “industrial applicability” criterion is shown on the example of a specific device.

На чертеже приведен общий вид фильтра скважинного регулируемого.The drawing shows a General view of the filter downhole adjustable.

Фильтр скважинный регулируемый содержит корпус 1 с отверстиями 2 для прохода пластовой жидкости, внутри корпуса 1 размещена фильтрующая пружина 3 между опорно-регулирующими элементами, выполненными в виде гаек 4 и 5. Гайки 4 и 5 накручены на установленный внутри пружины 3, стержень 6, снабженный реберными пластинами 7 для центрирования пружины 3. Верхняя гайка 4 жестко закреплена в корпусе 1, имеет ступеньку 8, обеспечивающую центрирование верхнего конца пружины 3, с зазором не превышающем размера частиц механических примесей допустимых для насоса, для исключения поступления этих частиц с торца пружины 3, где имеется нерегулируемый зазор. Нижняя гайка 5 расположена свободно относительно корпуса 1, снабжена ступенькой 9 для установки второго конца пружины 3 с возможностью исключения поступления недопустимых по размерам частиц механических примесей с другого торца пружины 3. В гайках 4 и 5 выполнены отверстия для протока очищенной жидкости 10 и 11 соответственно. На наружной поверхности гайки 5 выполнены ребра 12, которые совместно с внутренней поверхностью корпуса 1 образуют каналы для пропуска (оседания) частиц механических примесей, не прошедших через пружину 3, в сборник примесей (не показан). Сверху и снизу корпуса 1 установлены муфты 13 для присоединения устройства к штанговому насосу и 14 для присоединения сборника частиц механических примесей. The adjustable borehole filter comprises a housing 1 with openings 2 for the passage of formation fluid, inside the housing 1 a filter spring 3 is placed between supporting and regulating elements made in the form of nuts 4 and 5. The nuts 4 and 5 are screwed onto a rod 6 installed inside the spring 3, rib plates 7 for centering the spring 3. The upper nut 4 is rigidly fixed in the housing 1, has a step 8, ensuring the centering of the upper end of the spring 3, with a gap not exceeding the particle size of mechanical impurities permissible for the pump and to exclude receipt of particles from the end of the spring 3, which has an unregulated gap. The lower nut 5 is free relative to the housing 1, equipped with a step 9 for installing the second end of the spring 3 with the ability to prevent the entry of unacceptable mechanical impurities from the other end of the spring 3. The nuts 4 and 5 have holes for the flow of the purified liquid 10 and 11, respectively. On the outer surface of the nut 5, fins 12 are made, which, together with the inner surface of the housing 1, form channels for passing (settling) particles of mechanical impurities that have not passed through the spring 3 to the collection of impurities (not shown). At the top and bottom of the housing 1, there are installed clutches 13 for connecting the device to a sucker-rod pump and 14 for connecting a collection of particles of mechanical impurities.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Добываемая жидкость за счет подачи насосом проходит в устройство через отверстия 2, выполненные в корпусе 1, проходит между витками фильтрующей пружины 3, которая задерживает механические примеси (например, песок), и через отверстия 10 поступает в насос (не показан). Вибрация, возникающая при работе насоса, позволяет пружине 3 очищаться от застрявших между витками частиц механических примесей. Механические частицы, отсеянные фильтрующей пружиной 3, под действием силы тяжести опускаются вниз, проходят по каналам, образованным ребрами 12 и внутренней поверхностью корпуса 1, и скапливаются в шламосборнике. Частицы, находящиеся в жидкости внутри полости пружины 3, также под действием силы тяжести опускаются вниз во время остановки работы насоса и в период опускания поршня-плунжера вниз насоса ШГН, далее проходят через отверстия 11 и поступают в шламосборник (не показан). The extracted fluid due to the flow of the pump into the device through the holes 2, made in the housing 1, passes between the turns of the filter spring 3, which retains mechanical impurities (eg sand), and through the holes 10 enters the pump (not shown). Vibration that occurs during operation of the pump, allows the spring 3 to be cleaned from mechanical impurities stuck between the coils. Mechanical particles, screened by the filter spring 3, under the action of gravity fall down, pass through the channels formed by the ribs 12 and the inner surface of the housing 1, and accumulate in the sludge collector. Particles in the fluid inside the cavity of the spring 3, also under the action of gravity fall down during the pump stops and during the lowering of the piston-plunger down the pump SHGN, then pass through the holes 11 and enter the sludge tank (not shown).

Регулировку межвиткового расстояния пружины 3 осуществляют перед установкой устройства в скважину следующим образом. При накручивании гаек 4 и 5 на стержень 6 пружину 3 сжимают, уменьшая межвитковый зазор, при скручивании гаек 4 и 5 со стержня 6 пружину расслабляют, увеличивая межвитковый зазор пружины.Adjustment of the turn between the springs of the spring 3 is carried out before installing the device in the well as follows. When screwing the nuts 4 and 5 onto the rod 6, the spring 3 is compressed, reducing the inter-turn gap, while twisting the nuts 4 and 5 from the rod 6, the spring is relaxed, increasing the inter-turn spring gap.

Claims

Adjustable downhole filter, comprising a housing with openings for the passage of fluid, in which a filtering element is installed, made in the form of a spring placed between the support-regulating elements with openings for the passage of fluid, characterized in that one end of the spring is placed in the support-regulating element installed in the housing and rigidly connected with a rod passing in the spring cavity, provided with centering elements made in the form of rib plates with the possibility of interaction with the inner surface New springs, and the second end of the spring is installed in the support-regulating element, equipped with external ribs and fixed on the second end of the rod by means of a detachable connection, while steps are provided in the support-regulating elements to install the ends of the spring.