RU2159143C2 - Фильтр с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины и способ его изготовления - Google Patents

Фильтр с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2159143C2
RU2159143C2 RU98118103/12A RU98118103A RU2159143C2 RU 2159143 C2 RU2159143 C2 RU 2159143C2 RU 98118103/12 A RU98118103/12 A RU 98118103/12A RU 98118103 A RU98118103 A RU 98118103A RU 2159143 C2 RU2159143 C2 RU 2159143C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
filter
yarn
large number
strip
Prior art date
Application number
RU98118103/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98118103A (ru
Inventor
Роберт А. Карлсон
Original Assignee
Американ Метал Файберз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Американ Метал Файберз, Инк. filed Critical Американ Метал Файберз, Инк.
Publication of RU98118103A publication Critical patent/RU98118103A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2159143C2 publication Critical patent/RU2159143C2/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/08Screens or liners
    • E21B43/084Screens comprising woven materials, e.g. mesh or cloth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/111Making filtering elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13Supported filter elements
    • B01D29/15Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/21Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets
    • B01D29/216Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets with wound sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/10Filter screens essentially made of metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2027Metallic material
    • B01D39/2041Metallic material the material being filamentary or fibrous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2201/00Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/04Supports for the filtering elements
    • B01D2201/0407Perforated supports on both sides of the filtering element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10Filtering material manufacturing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S29/00Metal working
    • Y10S29/902Filter making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00Gas separation
    • Y10S55/05Methods of making filter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/496Multiperforated metal article making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/496Multiperforated metal article making
    • Y10T29/49602Coil wound wall screen
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/496Multiperforated metal article making
    • Y10T29/49604Filter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для использования в качестве входного фильтра в подземной скважине для текучей среды (нефти, газа, воды). Способ изготовления фильтра с радиальным потоком начинается с обеспечения отрезка трубы с большим количеством перфораций, который может представлять собой единую часть производственной трубы скважины. Трубу устанавливают в универсальный токарно-винторезный станок, при этом перфорированный отрезок находится между передней бабкой и задней бабкой токарного станка. При вращении трубы полоса из металлической (стальной) пряжи навивается вокруг трубы повторяющимися, налагаемыми друг на друга слоями, каждый из которых расположен под острым углом Х к оси трубы, при этом смежные слои смещены на угол 2Х. Готовый фильтр имеет трубчатую проволочную сетку вокруг трубы, расположенную между трубой и внутренним слоем из стальной пряжи, и оболочку с большим количеством перфораций поверх наружного слоя пряжи. Изобретение обеспечивает создание усовершенствованного, простого и недорогого способа изготовления длинного фильтра с радиальным потоком, приемлемого для использования в качестве входного фильтра для подземной скважины с текучей средой, имеющего неизвестную ранее конструкцию, простого, недорогого и долговечного. 2 с. и 12 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к фильтру с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины и способу его изготовления.
Впуск многих подземных скважин для текучей среды (нефти, газа, серы, воды и т. д.) часто включает в себя фильтр для отфильтровывания песка и иных примесей из текучей среды, перед тем как текучая среда нагнетается к поверхности. Если для текучей среды, поступающей в скважину, не обеспечена определенная форма фильтра, песок и иные примеси, обычно переносимые текучей средой, могут заметно уменьшить эффективный срок службы скважинного насоса и/или других устройств, с которыми связана скважина.
Входной фильтр для подземной скважины часто представляет собой фильтр с радиальным потоком текучей среды. Обычно этот тип фильтра имеет трубчатую конфигурацию и окружает производственную трубу, которая имеет большое количество перфораций для обеспечения радиального движения текучей среды в производственный трубопровод. От места ввода текучая среда течет далее, перемещаясь в осевом направлении внутри трубы. Когда труба представляет собой часть производственной трубы для подземных скважин, текучая среда течет вверх к поверхности земли, при этом обычно требуется нагнетание. Безусловно, направление потока в иных случаях применения может быть изменено на обратное. Итак, текучая среда, предназначенная для фильтрации, может поступать в трубу и течь наружу через перфорации трубы, и через окружающий фильтр в камеру или канал для отфильтрованной текучей среды.
Один из предпочтительных вариантов фильтра с радиальным потоком, применяемого для надежного использования в подземных скважинах для текучей среды, раскрыт в патенте США N 2217370 на имя Johnston. В этом патенте фильтр из металлической сетки навит по спирали на перфорированную трубу, при этом может быть применено большое количество слоев сетки. Сетка должна иметь весьма малые отверстия, чтобы отфильтровывать песок и иные мелкие частицы, а следовательно, может быть довольно дорогостоящей и сложной в изготовлении, если должен быть создан эффективный фильтр. Кроме того, фильтр обычно имеет малые размеры в осевом направлении. Длинные фильтры этого типа трудно изготавливать. При коммерческом использовании фильтры этого типа часто создают существенные проблемы как в отношении их работы, так и в отношении экономики.
Другой материал, который используют в фильтрах с радиальным потоком, включая входные фильтры, используемые в подземных скважинах, представляет собой сжатую, войлокообразную фильтровальную пряжу. Пряжа может быть изготовлена из обычных стальных волокон, волокон из нержавеющей стали, волокон из других металлов (например, из латуни) или даже из неметаллических волокон. Наилучший срок службы обычно достигается в случае нержавеющей стали, при этом оправдана относительно высокая цена. В случае фильтровального материала в виде металлической пряжи затруднения в отношении ограничения размера прохода незначительны, так что песок и подобные примеси не могут проходить через фильтр, при этом поток текучей среды не блокируется. Однако фильтры с радиальным потоком для скважин, для которых требуются или необходимы фильтры длиной свыше пяти футов (150 см), по-прежнему имеют ощутимые проблемы в отношении работы, стоимости и изготовления.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание нового, усовершенствованного, простого и недорогого способа изготовления длинного фильтра с радиальным потоком, приемлемого для использования в качестве входного фильтра для подземной скважины с текучей средой, имеющего неизвестную ранее конструкцию, простого, недорогого и долговечного.
Этот технический результат достигается тем, что способ изготовления фильтра с радиальным потоком, пригодного для использования в качестве входного фильтра для производственной трубы подземной скважины для текучей среды с заданным наружным диаметром, согласно изобретению содержит следующие стадии:
а) обеспечение участка трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций, имеющей наружный диаметр D1, соответствующий диаметру производственной трубы для подземной скважины с текучей средой;
б) установка участка трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций в токарном станке между передней бабкой и задней бабкой токарного станка;
в) расположение полосы фильтровальной пряжи так, чтобы участок полосы пряжи проходил под острым углом X к оси трубы с большим количеством перфораций;
г) крепление одного конца полосы фильтровальной пряжи к одному концу участка трубы;
д) приведение в действие токарного станка для вращения трубы и одновременного перемещения полосы фильтровальной пряжи по пути, параллельному трубе, от одного конца участка трубы выбранной длины L к другому концу так, чтобы полоса фильтровальной пряжи наматывалась по спирали относительно трубы от одного конца участка трубы к другому с сохранением натяжения полосы фильтровальной пряжи;
е) повторение стадии;
д) для наложения большого количества слоев фильтровальной пряжи на внешнюю часть отрезка трубы, при этом полоса формирует поочередные слои фильтровальной пряжи, смещенные друг от друга на угол 2X.
На стадии в) можно использовать полосу фильтровальной пряжи, представляющую собой непрерывную войлокообразную полосу из плотных, беспорядочно направленных волокон, при этом полоса может иметь равномерную толщину и равномерную ширину.
На стадии в) можно использовать полосу пряжи, представляющую собой металлическую пряжу в рулоне, имеющем заданную ось, при этом ось рулона может быть расположена под острым углом X оси трубы с большим количеством перфораций.
Можно использовать на стадии а) трубу с большим количеством перфораций длиной L, составляющей, по меньшей мере, 150 см.
На стадии а) можно использовать трубу с большим количеством перфораций длиной L, составляющей, по меньшей мере, 300 см.
Желательно обеспечить заданный наружный диаметр D2, наружного слоя пряжи, образованного на стадии д), и включить следующую дополнительную стадию:
ж) установка оболочки с большим количеством перфораций вокруг наружного слоя пряжи, при этом оболочка имеет внутренний диаметр, приблизительно равный наружному диаметру D2 наружного слоя пряжи.
Целесообразно стадию е) повторить, по меньшей мере, девять раз, так что на внешнюю часть участка трубы наносят, по меньшей мере, десять слоев металлической пряжи.
Способ может дополнительно содержать стадии:
з) перемещение задней бабки токарного станка в направлении от передней бабки и продвижение трубы в осевом направлении через токарный станок к положению второго участка трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций между передней бабкой и задней бабкой токарного станка,
и) повторение стадий в), г), д) для второго участка трубы, для нанесения большого количества налагаемых друг на друга слоев металлической пряжи на его внешнюю поверхность.
Вышеуказанный технический результат достигается также и тем, что фильтр с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины, согласно изобретению содержит участок трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций, большое количество налагаемых друг на друга слоев из полосы металлической пряжи, навиваемых по спирали под натяжением вокруг внешней части участка трубы с большим количеством перфораций, трубчатую оболочку длиной L с большим количеством перфораций, плотно установленную вокруг внешнего слоя металлической пряжи.
Фильтр может дополнительно содержать трубчатую металлическую сетку, охватывающую внешнюю часть трубы, находящуюся между трубой и, по меньшей мере, некоторыми из слоев металлической пряжи.
Фильтр также может дополнительно содержать трубчатую металлическую сетку, охватывающую внешнюю часть трубы между трубой и внутренним слоем металлической пряжи.
Металл металлической пряжи может представлять собой нержавеющую сталь.
Металл трубчатой металлической сетки может представлять собой нержавеющую сталь.
Трубчатая сетка может представлять собой спряденную сетку из нержавеющей стали.
Далее приводится более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает упрощенный, частично схематический вид в вертикальном сечении обычной подземной скважины;
фиг. 2 - упрощенный, частично схематический вид в плане промежуточной стадии предпочтительного варианта осуществления способа изготовления согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 - упрощенный вертикальный вид устройства согласно фиг. 2, причем для лучшей иллюстрации остальной конструкции часть этого устройства не показана;
фиг. 4 - схематический вид в вертикальном сечении по линии IV-IV на фиг. 2;
фиг. 5 - вид в сечении фильтра с радиальным потоком, сконструированного согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
На фиг. 1 представлен упрощенный, частично схематический вид в вертикальном сечении подземной скважины 1. Скважина 1 может представлять собой нефтяную скважину, газовую скважину, скважину с серой, либо даже водяную скважину, хотя конструкция скважины, показанная на фиг.1, более сложна, чем большинство водяных скважин. Скважина 1 начинается над поверхностью 2 земли и содержит буровой канал, проходящий вниз через покровные формации (верхнюю пустую породу) 3 и формацию 4 залегания текучей среды в формацию 5 подземной (нижней) пустой породы. Канал скважины 1 может быть облицован обсадной трубой 6, которая имеет большое количество отверстий или прорезей 7 в продуктивной зоне или формации 4. Вокруг внешней части обсадной трубы 6 может находиться цементный раствор 8. Обсадная труба 6 обычно представляет собой стальную трубу, хотя части обсадной трубы могут быть покрыты электроизоляцией, либо участки обсадной трубы сами по себе могут быть изготовлены из изолятора, например из пластика, усиленного волокном. Цементный раствор 8 может быть достаточно пористым для возможности прохождения текучей среды, может быть перфорированным для обеспечения допуска текучей среды к отверстиям 7 в обсадной трубе 6, либо его вообще может не быть вокруг всей обсадной трубы или ее части, расположенной в производственной зоне - формации 4 залегания текучей среды. Можно заметить, что для удобства иллюстрации размеры на фиг. 1-5 в некоторых случаях искажены.
Текучая среда из скважины 1 нагнетается вверх через верхнюю часть производственной трубы 9 посредством насоса 10 и наружу через выход 11. Выход 11 проходит через головную часть 12 скважины, которая включает в себя рабочие механизмы скважины, в частности штангу 13 насоса, которая проходит вниз от головной части 12 к насосу 10.
Согласно фиг. 1 ниже насоса 10 находится трубный участок 14 с большим количеством перфораций, то есть фактически перфорированный участок трубы 9. Трубный участок 14 расположен внутри формации 4 залегания текучей среды в той же самой части скважины 1, что и перфорации 7 обсадной трубы. Трубный участок 14 и его перфорации 15 находятся внутри фильтра 16 с радиальным потоком, который может иметь конструкцию, показанную в вышеупомянутом патенте США N 2217370.
При работе скважины 1 текучая среда из формации 4 проходит через цементный раствор 8 и перфорации 7 во внутреннюю часть обсадной трубы 6, как указано стрелкой А. Текучая среда проходит через фильтр 16, который задерживает песок и иные примеси, переносимые текучей средой. Отфильтрованная текучая среда поступает во внутреннюю часть участка 14 производственной трубы 9 через перфорации 15 этой части производственной трубы. От участка 14 трубы текучую среду нагнетают вверх к уровню поверхности 2 земли через внутреннюю часть производственной трубы 9 посредством насоса 10, при этом она вытекает через выходное отверстие 11, как указано стрелками В и С. Поскольку фильтр 16 имеет относительно малую длину L в осевом направлении, он функционирует удовлетворительным образом и может быть изготовлен обычными средствами, причем быстро и экономично. Однако, если длина L, требуемая для фильтра 16, превышает примерно пять футов (150 см), возникают ощутимые проблемы, что обсуждено выше. Цель настоящего изобретения заключается в решении этих проблем.
На фиг. 2 и 3 представлены упрощенные схематические виды устройства для изготовления длинного фильтра с радиальным потоком согласно настоящему изобретению, пригодного для использования на входе производственной трубы подземной скважины для текучей среды. Устройство согласно фиг. 2 и 3 содержит универсальный токарно-винторезный станок 17, включающий в себя переднюю бабку 18, отстоящую от задней бабки 19, которые находятся на противоположных концах станины 20 (фиг. 2). Станина 20 токарного станка может включать в себя участки 21, 22 (фиг.3). Задняя бабка 19 токарного станка 17 может быть установлена на тележке 23, в свою очередь удерживаемую колесами 24, входящими в соприкосновение с направляющим рельсом 25.
Устройство, представленное на фиг. 2, кроме того, включает в себя два дополнительно направляющих рельса 26, 27, которые параллельны рельсу 25, но отстоят от него. Также имеются две тележки 28, 29, которые перемещаются по рельсам соответственно 26, 27 и направляются ими. Тележка 29 удерживает подающий рулон 30 полосы 31 фильтровальной пряжи, что более подробно описано ниже. Полоса 31 предпочтительно имеет равномерную толщину и равномерную ширину. Ось 32 рулона 30 проходит на тележке 29 таким образом, что полоса 31 составляет острый угол X по отношению к оси 33 токарного станка 17. Тележка 28 на рельсе 26 удерживает нажимной цилиндр 34 для текучей среды, имеющий поршневой шток 35, который несет на себе нажимную пластину 36, что ниже будет описано дополнительно. Могут быть установлены два стопорных элемента 37 с тем, чтобы обеспечить точное расположение тележки задней бабки вдоль рельса 25.
По способу согласно изобретению первая стадия заключается в обеспечении выбранной длины L трубы с большим количеством перфораций, имеющей наружный диаметр D1, которая служит в качестве центральной опоры для фильтра с радиальным потоком. На фиг. 2, 3 труба с большим количеством перфораций представляет собой промежуточный участок 38 длиной L и наружным диаметром D1 более длинной трубы 39, которая далее служит в качестве производственной трубы для подземной скважины. Длина L обычно превышает пять футов (150 см). Чтобы в полном объеме реализовать преимущества изобретения, требуемая длина L фильтра должна составлять десять футов (300 см) или более. Вначале трубу 39 устанавливают в токарный станок 17 так, что перфорированный участок 38 располагается между передней бабкой 18 и задней бабкой 19, как показано на фиг. 2 и 3.
В этот момент перед дальнейшими действиями обычно желательно установить на участок 38 трубы 39 между передней бабкой и задней бабкой токарного станка 17 основание 40 из однослойной металлической сетки. Как вариант, основание 40 из металлической сетки может быть установлено на участок 38 трубы 39 перед установкой трубы в токарный станок 17. На фиг. 2, 3 основание 40 из сетки не показано.
Следующая стадия способа согласно изобретению заключается в расположении полосы 31 фильтровальной пряжи под острым углом X к оси 33 трубы. Затем конец полосы фильтровальной пряжи (обычно металлической пряжи) крепят к одному концу участка 38 трубы 39. Согласно фиг. 2 это выполняется посредством установки рулона 30 полосы пряжи на тележке 29 таким образом, что его ось 32 проходит под желаемым углом к положению полосы 31 для пересечения оси 33 трубы под острым углом X. Теперь токарный станок 17 приводится в действие для вращения трубы 39 так, как указано стрелкой D, фиг. 2-4. При вращении трубы 39 происходит стягивание полосы 31 фильтровальной пряжи с подающего рулона 30 в направлении стрелки E, фиг. 2,4. Полоса 31 удерживается в натянутом состоянии и при этом навертывается по спирали вокруг участка 38 трубы. Промежуточный момент навертывания первого слоя полосы фильтровальной пряжи на трубу представлен на фиг. 2. На всем протяжении операции навертывания цилиндр 34 и шток 35 толкают плиту 36 к трубе в направлении стрелки H (фиг. 2, 4) для содействия сохранению натяжения полосы 31 и обеспечения плотной намотки слоев полосы вокруг трубы.
Первый слой полосы фильтровальной пряжи навертывают на перфорированный участок 38 трубы 39 по всей его длине L. На протяжении этой операции полоса 31 должна удерживаться в натянутом состоянии. Для этой цели достаточно плиты 36 и ее рабочего механизма 34, 35, однако для сохранения натяжения полосы 31 может оказаться необходимым некоторое натягивание при вращении рулона 30 с подаваемой пряжей, либо иное средство. На протяжении наматывания всех слоев полосы пряжи на трубу 39 тележки 34 должны перемещаться по путям, параллельным трубе (см. стрелки F и G на фиг. 2), с тем, чтобы осуществлялось равномерное наматывание по спирали. В этом состоит предназначение направляющих рельсов 26, 27 и их зацепления с тележками, соответственно 28, 29.
Когда готовый первый слой полосы 31 фильтровальной пряжи плотно навит по всей длине L перфорированного участка 38 трубы, перемещение тележек 28, 29, которое, как видно на фиг. 2, имело направление слева направо, меняется на обратное. В результате на перфорированную трубу плотно наматывается по спирали второй слой фильтровальной пряжи. Когда второй слой готов, направление перемещения тележек 28, 29 вновь меняется на обратное и начинается намотка третьего слоя. Поочередные перемещения тележек вперед-назад повторяются, при этом труба 39 непрерывно вращается в токарном станке 17 до тех пор, пока желаемое количество спиральных слоев пряжи не будет наложено друг на друга вокруг трубы 39, а точнее на перфорированный участок 38 этой трубы 39. Количество используемых слоев таково, чтобы оно отвечало требованиям, предъявляемым для данного случая применения; предпочтительно, чтобы имелось, по меньшей мере, пять слоев, а часто до пятнадцати слоев или более, в результате чего получают наружный диаметр D2 наружного слоя пряжи.
В некоторых случаях, особенно в некоторых подземных скважинах для текучих сред, таких как "горизонтальные" нефтяные скважины, могут потребоваться длинные фильтры с длиной до нескольких сотен метров или более. Обычно неприемлемо изготовление фильтров, имеющих длину L, фактически составляющую более десяти метров (1000 см). В этом случае приходится использовать подвижный тип задней бабки 19. Задняя бабка 19 перемещается вправо по направляющему рельсу 25, как видно на фиг. 2, 3 с тем, чтобы привести дополнительный участок трубы 39 в положение между задней бабкой 19 и передней бабкой 18 токарного станка 17. При таком изменении положения задней бабки 19 процесс, который описан выше, может быть повторен для формирования второго фильтра, смещенного в осевом направлении вдоль трубы 39 от предыдущего фильтра. Между смежными фильтрами обычно устанавливают уплотнительное кольцо определенной формы (не показано).
На фиг. 5 представлен вид в продольном сечении фильтра 41 с радиальным потоком, сконструированного согласно изобретению. Он включает в себя участок трубы 42 с большим количеством перфораций, имеющим длину L, наружный диаметр DI которого соответствует диаметру трубы 43 без перфораций. Труба 43 может представлять собой производственную трубу скважины с текучей средой. В качестве соединения встык трубы 42, имеющей большое количество перфораций, и неперфорированной трубы 43 показана сварка 44, при этом труба 42 является продолжением трубы 43.
Вокруг внешней части трубы 42 с большим количеством перфораций имеется трубчатая металлическая сетка 45, например спряденная сетка из нержавеющей стали, причем она проходит по всей длине L, на которой имеются перфорации 46. Снаружи от сетки 45 находится большое количество слоев 47 пряжеобразных фильтровальных волокон, расположенных так, что они перекрывают друг друга. Каждый из слоев 47 образован из полосы, состоящей из волокон, обычно металлических волокон, с натяжением навитых по спирали вокруг трубы 42 с перфорациями способом, который описан выше. На фиг. 5 показаны три слоя; в зависимости от предлагаемого использования фильтра 41 может быть применено гораздо большее количество слоев фильтровальной пряжи. Слои пряжи отфильтровывают песок и другие примеси из текучей среды, проходящей во внутреннюю часть фильтра и выходящую наружу через трубу 43. Трубчатая оболочка 48, имеющая длину L и большое количество отверстий или прорезей 49, плотно устанавливается поверх наружного слоя 47 фильтровальной пряжи, имеющей наружный диаметр D2. На конце участка трубы 42, противоположном выходу из трубы 43, может быть установлена крышка 50.
Работа фильтра 41 согласно фиг. 5 весьма проста. Текучая среда с песком или иными несомыми ею примесями входит в отверстия 49 в оболочке 48, как указано стрелками М. Текучая среда проходит через большое количество слоев 47 фильтровальной пряжи, оставляя позади песок и иные примеси. Отфильтрованная текучая среда поступает в центральную открытую зону в трубе 42 через ее перфорации 46 и вытекает из фильтра, как указано стрелками N. Безусловно, для длительного непрерывного потока необходима разность давления поперечно большому количеству слоев фильтра 41, однако это необходимо фактически для любого фильтра. Кроме того, поток может быть обратимым, причем с тем же самым эффектом фильтрации.
Сетка 45 может быть расположена между трубой 42 и, по меньшей мере, некоторые из многочисленных слоев 47 фильтровальной пряжи имеет в фильтре 41 определенное предназначение. Если сетка 45 отсутствует, текучая среда может стремиться временами развивать относительно большие проходы между, по меньшей мере, некоторыми из наружных отверстий 49 в оболочке 48 и внутренними перфорациями 46 в трубе 42. Это увеличение каналов может уменьшить эффективность фильтра 41, в результате чего меньшее количество песка и иных примесей отфильтровывается из текучей среды, проходящей через фильтр.
Во всех вариантах осуществления конструкции предпочтительна пряжа из нержавеющей стали. Полоса пряжи может иметь размеры, приемлемые для данного применения. В нефтяных скважинах полоса из металлической пряжи образуется из волокон, имеющих среднюю толщину порядка 85 микрон и среднюю длину порядка одного метра. Полоса фильтровальной пряжи часто имеет ширину порядка четырех дюймов (10 см) и толщину порядка 0,125 дюйма (0,3 см), однако эти размеры подвергаются значительным изменениям. Обычный диаметр расходного рулона с полосой из волокон пряжи составляет порядка 1,5 фута (0,5 метра), когда рулон полон.

Claims (14)

1. Способ изготовления фильтра с радиальным потоком, пригодного для использования в качестве входного фильтра для производственной трубы подземной скважины для текучей среды с заданным наружным диаметром, отличающийся тем, что содержит следующие стадии: а) обеспечение участка трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций, имеющей наружный диаметр DI, соответствующий диаметру производственной трубы для подземной скважины с текучей средой; б) установка участка трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций в токарном станке между передней бабкой и задней бабкой токарного станка; в) расположение полосы фильтровальной пряжи так, чтобы участок полосы пряжи проходил под острым углом Х к оси трубы с большим количеством перфораций; г) крепление одного конца полосы фильтровальной пряжи к одному концу участка трубы; д) приведение в действие токарного станка для вращения трубы и одновременного перемещения полосы фильтровальной пряжи по пути, параллельному трубе, от одного конца участка трубы выбранной длины L к другому концу так, чтобы полоса фильтровальной пряжи наматывалась по спирали относительно трубы от одного конца участка трубы к другому с сохранением натяжения полосы фильтровальной пряжи; е) повторение стадии д) для наложения большого количества слоев фильтровальной пряжи на внешнюю часть участка трубы, при этом полоса формирует поочередные слои фильтровальной пряжи, смещенные друг от друга на угол 2Х.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии в) используют полосу фильтровальной пряжи, представляющую собой непрерывную войлокообразную полосу из плотных, беспорядочно направленных волокон, при этом полоса имеет равномерную толщину и равномерную ширину.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на стадии в) используют полосу пряжи, представляющую собой металлическую пряжу в рулоне, имеющем заданную ось, при этом ось рулона может быть расположена под острым углом Х к оси трубы с большим количеством перфораций.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что на стадии а) используют трубу с большим количеством перфораций длиной L, составляющей, по меньшей мере, 150 см.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что на стадии а) используют трубу с большим количеством перфораций длиной L, состоящей, по меньшей мере, 300 см.
6. Способ по п.2, отличающийся тем, что обеспечивают заданный наружный диаметр D2 наружного слоя пряжи, образованного на стадии д) и включают следующую дополнительную стадию: ж) установка оболочки с большим количеством перфораций вокруг наружного слоя пряжи, при этом оболочка имеет внутренний диаметр, приблизительно равный наружному диаметру D2 наружного слоя пряжи.
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что на стадию е) повторяют, по меньшей мере, девять раз, так что на внешнюю часть участка трубы наносят, по меньшей мере, десять слоев металлической пряжи.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит стадии: з) перемешение задней бабки токарного станка в направлении от передней бабки и продвижение трубы в осевом направлении через токарный станок к положению второго участка трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций между передней бабкой токарного станка, и) повторение стадий в), г), д) для второго участка трубы для нанесения большого количества налагаемых друг на друга слоев металлической пряжи на его внешнюю поверхность.
9. Фильтр с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины, отличающийся тем, что содержит участок трубы выбранной длины L с большим количеством перфораций, большое количество налагаемых друг на друга слоев из полосы металлической пряжи, навиваемых по спирали под натяжением вокруг внешней части участка трубы с большим количеством перфораций, трубчатую оболочку длиной L с большим количеством перфораций, плотно установленную вокруг внешнего слоя металлической пряжи.
10. Фильтр по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит трубчатую металлическую сетку, охватывающую внешнюю часть трубы, находящуюся между трубой и, по меньшей мере, некоторыми из слоев металлической пряжи.
11. Фильтр по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит трубчатую металлическую сетку, охватывающую внешнюю часть трубы между трубой и внутренним слоем металлической пряжи.
12. Фильтр по п. 9, отличающийся тем, что металл металлической пряжи представляет собой нержавеющую сталь.
13. Фильтр по п.11, отличающийся тем, что металл трубчатой металлической сетки представляет собой нержавеющую сталь.
14. Фильтр по п.11, отличающийся тем, что трубчатая сетка представляет собой спряденную сетку из нержавеющей стали.
RU98118103/12A 1996-03-04 1997-03-04 Фильтр с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины и способ его изготовления RU2159143C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/610,459 US5711879A (en) 1996-03-04 1996-03-04 Radial-flow filter and method of manufacture
US08/610,459 1996-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98118103A RU98118103A (ru) 2000-09-10
RU2159143C2 true RU2159143C2 (ru) 2000-11-20

Family

ID=24445089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98118103/12A RU2159143C2 (ru) 1996-03-04 1997-03-04 Фильтр с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины и способ его изготовления

Country Status (15)

Country Link
US (2) US5711879A (ru)
EP (2) EP0793989B1 (ru)
JP (1) JP2000506773A (ru)
AT (1) ATE220570T1 (ru)
AU (1) AU713932B2 (ru)
BR (1) BR9710529A (ru)
CA (1) CA2188889C (ru)
DE (2) DE69603696T2 (ru)
DK (1) DK1015094T3 (ru)
ES (1) ES2180946T3 (ru)
NO (1) NO318373B1 (ru)
NZ (1) NZ331722A (ru)
PT (1) PT1015094E (ru)
RU (1) RU2159143C2 (ru)
WO (1) WO1997032648A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625423C2 (ru) * 2012-07-04 2017-07-13 Эбсолют Кэмплишн Текнолоджиз Лтд. Скважинный фильтр
RU2706981C1 (ru) * 2019-02-15 2019-11-21 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Способ изготовления скважинного фильтра

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954956A (en) * 1997-07-22 1999-09-21 J&L Fiber Services Modular screen cylinder and a method for its manufacture
FR2767088B1 (fr) * 1997-08-06 1999-09-03 Usinor Tole de structure multicouche dite tole sandwich
US6138838A (en) * 1998-05-29 2000-10-31 J&L Fiber Services, Inc. Screen media and a screening passage therefore
DE19901150A1 (de) * 1999-01-14 2000-07-27 Zeuna Staerker Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Absorptionsschalldämpfers
US6180005B1 (en) 1999-02-18 2001-01-30 Aquafine Corporation Continuous filament matrix for magnetic separator
US6415509B1 (en) * 2000-05-18 2002-07-09 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of fabricating a thin-wall expandable well screen assembly
DE10063881A1 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Mann & Hummel Filter Filterelement
US6652760B2 (en) * 2001-03-12 2003-11-25 Texaco Inc. Internal filter for fischer-tropsch catalyst/wax separation
WO2002078014A2 (en) * 2001-03-23 2002-10-03 American Metal Fibers, Inc. Metal fiber mat for use in filters and method of making said filters
AU2002256005A1 (en) * 2001-03-27 2002-10-08 Smithkline Beecham Corporation Control of glycoforms in igg
WO2003006136A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-23 American Metal Fibers, Inc. A method for filtering a fluid stream and filters for performing the method
US6668920B2 (en) 2001-11-09 2003-12-30 Weatherford/Lamb, Inc. Wellscreen having helical support surface
US7287684B2 (en) * 2002-07-03 2007-10-30 Tubular Perforating Mfg., Ltd. Filter cartridge assembly and method of manufacture
US7243715B2 (en) 2002-07-29 2007-07-17 Schlumberger Technology Corporation Mesh screen apparatus and method of manufacture
JP3639271B2 (ja) * 2002-07-30 2005-04-20 株式会社東芝 投射型表示装置及び送風装置
US20050072302A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-07 Miller Terry L. Screen filter assembly and engines using same
US7014685B2 (en) * 2004-02-10 2006-03-21 Perry Equipment Corp. Filter element and mounting method
US7108738B2 (en) * 2004-02-10 2006-09-19 Perry Equipment Corp. Filter element and mounting method
SG155087A1 (en) 2008-02-27 2009-09-30 Completion Products Pte Ltd A well screen
US9212540B2 (en) 2010-06-11 2015-12-15 Absolute Completion Technologies Ltd. Wellbore fluid treatment and method
SG186285A1 (en) 2010-06-11 2013-01-30 Absolute Completion Technologies Ltd Wellbore screen with tracer for fluid detection
EP2817077B1 (en) * 2012-02-20 2016-04-13 NV Bekaert SA Metal fibre web based filter
US20150174683A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 John Daniel Archibald, JR. Purge can for purging pipe
US9434026B2 (en) * 2014-10-02 2016-09-06 Baker Hughes Incorporated Subterranean screen assembly manufacturing method
CN104923807B (zh) * 2015-06-26 2017-04-26 浙江创立汽车空调有限公司 一种汽车空调管件加工用管槽机
CA3044422C (en) * 2017-02-03 2021-04-27 Larry James Parmeter Bellows motor expansion chamber for an electric submersible pump
RU2669017C2 (ru) * 2017-03-15 2018-10-05 Юрий Валентинович Данченко Скважинный фильтр
CN110469297B (zh) * 2019-09-09 2021-08-20 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下瓦斯抽采定向钻孔长距离筛管完孔装备与方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2217370A (en) * 1939-08-08 1940-10-08 Socony Vacuum Oil Co Inc Screen wrapped perforated liner pipe
US2217270A (en) 1939-08-21 1940-10-08 Gibbs Alec John Galbraith Production of colored or pictorial designs
US2819800A (en) * 1954-10-08 1958-01-14 Metal Textile Corp Filtering apparatus and filter unit therefor
US3705021A (en) * 1964-08-24 1972-12-05 David R Johnson Reinforced metal fibril mats and methods of making same
US3795288A (en) * 1968-05-27 1974-03-05 Pall Corp Gas conduit with acoustic insulation comprising anisometric compressed and bonded multilayer knitted wire mesh composites
US4240908A (en) * 1977-08-05 1980-12-23 Mapco, Inc. Coated metal fiber coalescing cell
US4225442A (en) * 1978-08-22 1980-09-30 Brunswick Corporation Core spun filtration roving
DE2926533C2 (de) * 1979-06-30 1982-11-25 Haver & Boecker, 4740 Oelde Verfahren zum Herstellen einer porösen Filterschicht
NO153677C (no) * 1981-06-01 1986-05-07 Mueller Drm Ag Filterelement.
US4434054A (en) * 1982-12-20 1984-02-28 Texaco Canada Resources Ltd. Filter for separating discrete solid elements from a fluid stream
CA1247000A (en) * 1984-12-31 1988-12-20 Texaco Canada Resources Ltd. Method and apparatus for producing viscous hydrocarbons utilizing a hot stimulating medium
US4882056A (en) * 1988-04-01 1989-11-21 Pall Corporation Fluid filter element with an overlapped wrap
US5508370A (en) * 1991-10-17 1996-04-16 Bayer Aktiengesellschaft Water-dispersible blocked isocyanates, method of manufacture, and use thereof
DE4201741A1 (de) * 1992-01-23 1993-07-29 Dynamit Nobel Ag Filtervorrichtung zum filtern einer gasstroemung
US5230726A (en) * 1992-04-30 1993-07-27 Morton International, Inc. Spiral wrapped gas generator filter
US5290446A (en) * 1992-06-10 1994-03-01 Pall Corporation Helical wrapped filter element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625423C2 (ru) * 2012-07-04 2017-07-13 Эбсолют Кэмплишн Текнолоджиз Лтд. Скважинный фильтр
RU2706981C1 (ru) * 2019-02-15 2019-11-21 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Способ изготовления скважинного фильтра

Also Published As

Publication number Publication date
ES2180946T3 (es) 2003-02-16
CA2188889C (en) 2000-09-05
DE69603696D1 (de) 1999-09-16
NO984103D0 (no) 1998-09-04
NO984103L (no) 1998-10-21
DK1015094T3 (da) 2002-10-28
PT1015094E (pt) 2002-11-29
EP0793989B1 (en) 1999-08-11
ATE220570T1 (de) 2002-08-15
EP0793989A1 (en) 1997-09-10
NO318373B1 (no) 2005-03-14
EP1015094A1 (en) 2000-07-05
AU1978597A (en) 1997-09-22
EP1015094B1 (en) 2002-07-17
DE69714087D1 (de) 2002-08-22
DE69603696T2 (de) 2000-01-13
WO1997032648A1 (en) 1997-09-12
NZ331722A (en) 1999-08-30
CA2188889A1 (en) 1997-09-05
EP1015094A4 (en) 2000-07-05
JP2000506773A (ja) 2000-06-06
US5711879A (en) 1998-01-27
AU713932B2 (en) 1999-12-16
US5833853A (en) 1998-11-10
BR9710529A (pt) 2000-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2159143C2 (ru) Фильтр с радиальным потоком текучей среды для подземной скважины и способ его изготовления
EP1322835B1 (en) Well screen with spirally wrapped wire
US5004049A (en) Low profile dual screen prepack
EP0674095B1 (en) Well screen with coiled element
CA2215714C (en) Well screen
US6749024B2 (en) Sand screen and method of filtering
US5411084A (en) Sand filter system for use in a well
US5083614A (en) Flexible gravel prepack production system for wells having high dog-leg severity
CA2432892C (en) Method and apparatus for controlling the distribution of injected material in a wellbore
RU98118103A (ru) Фильтр с радиальным потоком и способ его изготовления
WO2010101752A2 (en) Subterranean screen with varying resistance to flow
US9267360B2 (en) Premium mesh screen
RU2610738C1 (ru) Щелевой скважинный фильтр
US20150238884A1 (en) Composite Filter Assembly and Method
MXPA96004889A (en) Radial flow filter and method of fabricac
RU2706981C1 (ru) Способ изготовления скважинного фильтра
RU2669017C2 (ru) Скважинный фильтр