RU193381U1 - Фильтр скважинный щелевой самоочищающийся - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных скважин при откачке жидких сред с механическими примесями. Фильтр скважинный щелевой самоочищающийся включает фильтрующий элемент - металлическую трубу с отверстиями, в верхней части которой установлена муфта с клапанным элементом. На наружной поверхности упомянутой металлической трубы с заданным промежутком расположены скребки, прижатые заостренной поверхностью к поверхности металлической трубы. Скребки соединены между собой при помощи металлических стержней, а на крайних скребках установлены пружинные центраторы с наружным диаметром, превышающим внутренний диаметр обсадной трубы. Пружинные центраторы, выполнены с возможностью центрирования металлической трубы и фиксации скребков по отношению к обсадной трубе. Достигается упрощение конструкции фильтра скважинного щелевого самоочищающегося без снижения эффективности скважинного фильтра и снижения межремонтного периода работы штангового глубинного насоса, оборудованного фильтром скважинным щелевым самоочищающимся. 1 ил.

Description

Область техники.

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных скважин при откачке жидких сред с механическими примесями.

Уровень техники.

Анализ уровня техники в данной области показал следующее. Во время эксплуатации скважин в агрессивной среде происходят процессы отложения солей, АСПО и других механических примесей, вынос песка и образование песчаных пробок, что может приводить к выходу скважины из строя. Для предотвращения разрушения призабойной зоны скважины и быстрого износа глубинного насосного оборудования, а также для очистки применяются скважинные фильтры. Существуют скважинные фильтры различных конструкций.

Из уровня техники известен скважинный фильтр, содержащий, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, установленный в секции насосно-компрессорных труб, в стенках которых выполнены продольные щелевые отверстия, причем секции насосно-компрессорных труб соединены между собой наружной резьбовой муфтой, а нижняя секция насосно-компрессорных труб с нижнего свободного конца снабжена наружным резьбовым наконечником (патент на полезную модель РФ № 57356, кл. Е21В 43/08, 10.10.2006). Недостатком данного фильтра является абразивный износ и разрушение фильтрующей сетки в связи с ее закупоркой и медленной очисткой от механических примесей, а также низкий коэффициент сепарации механических примесей.

Из уровня техники известен фильтр скважинный, состоящий из концентрически расположенных наружной и внутренней труб, при этом наружная снабжена отверстиями, в верхней части имеется клапан, а с нижней стороны расположена кольцевая заглушка (Патент РФ № 2355876, Е21В 43/08, 20.05.2009). В данном техническом решении внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней расположен фильтрующий элемент, выполненный в виде цилиндрической трубы, соосность фильтрующего элемента обеспечивают центраторы, выполненные в виде сегментов тора и размещенные равномерно по длине металлической трубы, металлическая труба оснащена сверху муфтой, в которой установлен подпружиненный клапан, при этом в муфте имеются продольные пропускные отверстия и гидравлический канал, состоящий из двух половин, причем первая половина канала, снабженная шаром клапана, совпадает с осью скважинного фильтра, а вторая половина выполнена перпендикулярно к ней и не пересекает продольные пропускные отверстия, а выполнена в муфте сквозной, а в нижней части металлической перфорированной трубы имеется отверстие над заглушкой. Однако данный фильтр недостаточно эффективен, так как пружина, работающая в агрессивной скважинной среде, является слабым звеном, снижающим межремонтный период работы насоса. Устройство имеет сложную конструкцию клапана, что увеличивает стоимость изготовления, а наличие шарика с пружиной требует использования дорогих антикоррозионных материалов, которые могли бы обеспечить безотказную работу клапанного узла на протяжении всего срока эксплуатации скважинного фильтра.

Также из уровня техники известен фильтр скважинный, состоящий из концентрически расположенных наружной и внутренней труб, при этом наружная снабжена отверстиями, в верхней части имеется клапан, а с нижней стороны расположена кольцевая заглушка (Патент РФ № 2471063, Е21В 43/08, 03.11.2011). Данное техническое решение включает металлическую трубу с отверстиями, в верхней части которой установлена муфта с клапанным элементом, и размещенный внутри металлической трубы с зазором и соосно с ней фильтрующий элемент, выполненный в виде отдельных секций, соединенных между собой цилиндрическими центраторами, а на концах собранных секций установлены упорные втулки; причем центраторы выполнены в виде ступенчатой втулки с пояском в средней части по оси втулки, цилиндрическая часть втулки меньшего диаметра сопрягается с внутренней поверхностью фильтрующего элемента, а поясок втулки, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру металлической трубы, обеспечивает соосность фильтрующего элемента и металлической трубы; упорные втулки выполнены с буртом на наружной поверхности с диаметром, равным внутреннему диаметру металлической трубы. Клапанный элемент выполнен на стенке муфты в виде сквозного отверстия в форме двух установленных один над другим цилиндров с разными диаметрами оснований, диаметр отверстия со стороны наружной поверхности муфты меньше диаметра отверстия, расположенного со стороны внутренней поверхности муфты, с установленным в нем запорным элементом, соответствующим по конфигурации отверстию, на цилиндре запорного элемента меньшего диаметра имеется проточка с установленным в ней уплотнительным резиновым кольцом. Однако данный фильтр недостаточно эффективен, так как отверстия на металлической трубе во время эксплуатации покрываются солями, гипсом и др. застывающими отложениями, снижающими межремонтный период работы насоса, при этом фильтр не имеет элементов, защищающих рабочую наружную поверхность перфорированной трубы от отложений.

Наиболее близким к заявленной полезной модели, по техническому результату и решаемой задаче, является скважинный фильтр тонкой очистки, включающий фильтрующий элемент - металлическую трубу с отверстиями в виде секций, соединенных между собой центраторами, в верхней части которых установлена муфта с клапанным элементом, при этом упомянутая металлическая труба с отверстиями по наружной поверхности разделена перегородками, между которыми размещены подпружиненные скребки, корпус каждого из которых плашками на торцах прижат к обсадной трубе, а заостренная поверхность скребка прижата к поверхности металлической трубы с отверстиями, причем центраторы имеют полозья коньков треугольной формы в поперечном сечении и профиль бочкообразной формы (Патент РФ № 2663778, Е21В 43/08, 09.08.2018). Однако данный фильтр имеет сложную конструкцию, что увеличивает стоимость изготовления. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Раскрытие сущности полезной модели.

Техническим результатом, на решение которого направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции фильтра скважинного щелевого самоочищающегося без снижения эффективности скважинного фильтра и снижения межремонтного периода работы штангового глубинного насоса, оборудованного фильтром скважинным щелевым самоочищающимся.

Указанный технический результат достигается за счет того, что фильтр скважинный щелевой самоочищающийся включает фильтрующий элемент – металлическую трубу с отверстиями, в верхней части которой установлена муфта с клапанным элементом. На наружной поверхности упомянутой металлической трубы с заданным промежутком расположены скребки, прижатые заостренной поверхностью к поверхности металлической трубы. Скребки соединены между собой при помощи металлических стержней, а на крайних скребках установлены пружинные центраторы с наружным диаметром, превышающим внутренний диаметр обсадной трубы. Пружинные центраторы, выполнены с возможностью центрирования металлической трубы и фиксации скребков по отношению к обсадной трубе. Таким образом, пружинные центраторы, помимо функции центрирования и защиты металлической трубы с отверстиями, выполняют функцию фиксации скребков по отношению к обсадной трубе, что упрощает как саму конструкцию фильтра, а также его производство и эксплуатацию. Высокая продолжительность межремонтного периода обеспечивается тем, что фильтрующий элемент – металлическая труба с отверстиями снабжена скребками, периодически (два раза) за цикл работы установки скребки удаляют осадки на поверхности металлической трубы с отверстиями, что приводит к защите рабочей наружной поверхности перфорированной трубы от отложений. Движущей силой скребков является деформация нижнего конца насосно-компрессорных труб, которые за один цикл работы штангового глубинного насоса удлиняются в такте нагнетания и сокращаются в такте всасывания.

Описание чертежей.

На фиг. 1 представлена общая схема заявляемого фильтра скважинного щелевого самоочищающегося.

1 – муфта с клапанным элементом;

2 – фильтрующий элемент (металлическая труба с отверстиями);

3 – заглушка;

4 – ограничительное кольцо;

5 – скребки;

6 – центраторы;

7 – обсадная труба;

8 – металлический стержень;

9 – перфорированная труба;

10 – проволока треугольного сечения;

11 – направляющая.

Осуществление полезной модели.

Скважинный фильтр монтируется под установленным в скважине штанговым глубинным насосом или винтовым насосом с поверхностным приводом либо на конце хвостовика. Перед спуском в скважину пружинные центраторы 6 находятся в разжатом состоянии, и их наружный диаметр превышает внутренний диаметр обсадной трубы 7. При заходе в скважину пружинные центраторы 6 сжимаются, опираясь на ограничительное кольцо 4. После окончания спуско-подъемных операций, за счет сжатых центраторов, расположенных на крайних скребках 5, все скребки 5, соединённые между собой при помощи металлических стержней, фиксируются по отношению к обсадной трубе 7.

В процессе работы фильтра добываемая из скважины жидкость, проходя через щели, образованные проволокой треугольного сечения 10, расположенной на направляющих 11, которые образуют фильтрующий элемент 2 – металлическую трубу с отверстиями, далее через отверстия перфорированной трубы 9, попадает на прием штангового глубинного насоса (не показан). За счет деформации насосно-компрессорных труб во время работы штангового глубинного насоса нижний конец насосно-компрессорных труб вместе с фильтрующим элементом 2 со щелями из треугольной проволоки 9 фильтра совершает возвратно-поступательное движение дважды за цикл работы штангового глубинного насоса. При ходе плунжера вниз вес жидкости передается на насосно-компрессорные трубы, и они растягиваются, перемещая фильтрующий элемент 2 со щелями вниз, а при ходе плунжера вверх насосно-компрессорные трубы сжимаются, перемещая фильтрующий элемент 2 со щелями вверх. Взаимодействие скребков 5, соединённых между собой при помощи металлических стержней, с поверхностью фильтрующего элемента 2 со щелями позволяет сбивать зародыши (образования) отложений и тем самым предотвращать засорение фильтра. Заглушка 3 препятствует протеканию жидкости через незакрытый торец фильтрующего элемента 2. В случае отказа скребков 5 давление в щелях фильтрующего элемента 2 возрастает и клапанный элемент в муфте 1 открывается для прохода жидкости, на прием штангового глубинного насоса, минуя фильтр.

Таким образом, предложенное техническое решение, не смотря на простоту конструкции, позволяет повысить надежность работы устройства и увеличить межремонтный период работы штангового глубинного насоса за счет исключения возможности засорения фильтрующего элемента. Заявленная полезная модель может быть использовано в нефтегазовой, горной промышленности и других отраслях промышленности при откачке из скважин различного рода жидких сред с механическими примесями.

Claims (1)

1. Фильтр скважинный щелевой самоочищающийся, включающий фильтрующий элемент - металлическую трубу с отверстиями, в верхней части которой установлена муфта с клапанным элементом, на наружной поверхности упомянутой металлической трубы с заданным промежутком расположены скребки, прижатые заостренной поверхностью к поверхности металлической трубы, отличающийся тем, что скребки соединены между собой при помощи металлических стержней, а на крайних скребках установлены пружинные центраторы с наружным диаметром, превышающим внутренний диаметр обсадной трубы, при этом пружинные центраторы выполнены с возможностью центрирования металлической трубы и фиксации скребков по отношению к обсадной трубе.

Images