RU2160360C2

RU2160360C2 - Well filter

Info

Publication number: RU2160360C2
Application number: RU98114510A
Authority: RU
Inventors: Ллойд Гарнер Джонс
Original assignee: Мобил Ойл Корпорэйшн
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-12-10

Abstract

FIELD: tools for gravel packing and hydraulic puncture of well. SUBSTANCE: well filter includes main tube having gauze section and inner tube. The latter is located inside main tube and extends along entire length of main tube for shunting. There is aid providing for liquid communication of inner tube with outer part of well filter. This aid has ducts to feed pulp with gravel to various levels in circular space embracing filter. EFFECT: improved distribution of gravel over entire interval of well which corresponds to full packing of circular space of well along length of filter. 3 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию скважинного инструмента для гидравлического разрыва и/или гравийной набивки скважины. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предлагается скважинный инструмент для гидравлического разрыва и/или гравийной набивки скважины, который имеет внутреннюю шунтирующую трубу для подачи жидкости с заполнением порошкообразным материалом в смещенные друг от друга точки внутри кольцевого пространства ствола скважины, которое охватывает скважинный инструмент. The present invention relates to the creation of a downhole tool for hydraulic fracturing and / or gravel packing of a well. According to a first aspect of the present invention, there is provided a downhole tool for fracturing and / or gravel packing a well, which has an internal shunt pipe for supplying fluid filled with powder material to offset points within the annular space of the wellbore that spans the downhole tool.

При добыче углеводородов из подземных формаций получают обычно большие объемы порошкообразного материала (например, песка) совместно с жидкостью формации. Получение такого песка должно контролироваться, так как иначе это может серьезно воздействовать на экономический срок эксплуатации скважины. Одной из широко распространенных технологий контроля песка является так называемая "гравийная набивка". In the production of hydrocarbons from subterranean formations, usually large volumes of powdered material (e.g., sand) are produced together with the formation fluid. The production of such sand should be controlled, since otherwise it can seriously affect the economic life of the well. One of the widespread sand control technologies is the so-called “gravel packing”.

При типичном выполнении гравийной набивки внутри ствола скважины устанавливают фильтр (сетку) и закачивают пульпу порошкообразного материала (то есть "гравий") в скважину и в кольцевое пространство, которое охватывает фильтр. По мере утечки жидкости из пульпы в формацию и/или через фильтр гравий из пульпы осаждается вокруг фильтра с образованием вокруг него проницаемой массы, которая позволяет полученной жидкости протекать через гравийную массу при одновременном существенном блокировании потока любого порошкообразного материала. In a typical gravel pack, a filter (mesh) is installed inside the wellbore and pulp of powdered material (i.e., “gravel”) is pumped into the well and into the annular space that the filter spans. As fluid leaks from the pulp into the formation and / or through the filter, gravel from the pulp settles around the filter to form a permeable mass around it, which allows the resulting fluid to flow through the gravel mass while substantially blocking the flow of any powdery material.

Главной проблемой при гравийной набивке является адекватное распределение гравия по всему интервалу завершения, то есть полная набивка кольцевого пространства скважины по длине фильтра. Плохое распределение гравия (то есть пустоты в гравийной набивке) часто получают в результате преждевременной потери (утечки) жидкости из гравийной пульпы через более проницаемые участки формации, что приводит к образованию "песчаных мостиков" в кольцевом пространстве ранее размещения всего гравия. Указанные песчаные мостики эффективно блокируют дальнейший поток пульпы через кольцевое пространство, в результате чего прекращается подача гравия во все части кольцевого пространства, охватывающего фильтр. The main problem with gravel packing is the adequate distribution of gravel over the entire completion interval, that is, the full packing of the annular space of the well along the length of the filter. Poor distribution of gravel (that is, voids in gravel packing) is often obtained as a result of premature loss (leakage) of fluid from gravel pulp through more permeable sections of the formation, which leads to the formation of “sand bridges” in the annular space before all gravel has been placed. These sand bridges effectively block the further flow of pulp through the annular space, as a result of which the supply of gravel to all parts of the annular space enclosing the filter is interrupted.

Для решения указанной проблемы предложены скважинные инструменты (например, скважинные фильтры), которые обеспечивают хорошее распределение гравия по всему интервалу завершения, даже в случае образования песчаных мостиков ранее размещения всего гравия. В таких скважинных инструментах перфорированные шунты или обходные трубопроводы идут вдоль длины инструмента, который получает гравийную пульпу при ее входе в кольцевое пространство скважины. Если в кольцевом пространстве образуются песчаные мостики, то пульпа может проходить через перфорированные шунтирующие трубы и поступать на различные уровни в кольцевое пространство выше и/или ниже мостика. Для получения более подробной информации относительно работы таких скважинных инструментов (например, фильтров с гравийной набивкой), см. патент США N 4945991, индивидуальные шунтирующие трубы установлены снаружи от внешней поверхности фильтра, см. патенты США 4945991; 5082052; 5113935; 5417284 и 5419349. Несмотря на то что такое построение доказало свою высокую эффективность, фильтры с наружной установкой имеют некоторые недостатки. Например, при установке шунтов снаружи от фильтра эффективный полный внешний диаметр фильтра увеличивается. Это может быть очень важно, особенно в случае ввода фильтра в скважину относительно малого диаметра, когда даже очень малые значения диаметра фильтра могут привести к невозможности его установки в скважине или по меньшей мере затруднить эту установку. To solve this problem, downhole tools have been proposed (for example, downhole filters), which provide a good distribution of gravel over the entire completion interval, even in the case of the formation of sand bridges before the placement of all gravel. In such downhole tools, perforated shunts or bypass pipes run along the length of the tool, which receives gravel pulp when it enters the annular space of the well. If sand bridges form in the annular space, the pulp can pass through perforated shunt pipes and enter various levels into the annular space above and / or below the bridge. For more information on the operation of such downhole tools (eg, gravel pack filters), see US Pat. No. 4,945,991; individual shunt tubes are installed outside the outer surface of the filter; see US Pat. No. 4,945,991; 5082052; 5,113935; 5417284 and 5419349. Despite the fact that such a construction has proved its high efficiency, filters with an external installation have some disadvantages. For example, when shunts are installed outside the filter, the effective overall outer diameter of the filter increases. This can be very important, especially in the case of introducing a filter into a well of relatively small diameter, when even very small values of the diameter of the filter can make it impossible to install it in the well or at least complicate this installation.

Для того чтобы по возможности сократить эффективный диаметр инструмента, внешние шунтирующие трубы обычно образуют из "плоских" прямоугольных труб, несмотря на то что хорошо известно, что легче и существенно дешевле изготавливать круглую трубу и что круглая труба имеет существенно большую и более однородную прочность на разрыв в сравнении с прямоугольной трубой. In order to reduce the effective diameter of the tool as much as possible, external shunt tubes are usually formed from “flat” rectangular pipes, although it is well known that it is easier and much cheaper to make a round pipe and that the round pipe has a significantly larger and more uniform tensile strength in comparison with a rectangular pipe.

Другой недостаток внешней установки шунтов, как круглых, так и прямоугольных, заключается в том, что они могут быть повреждены при сборке и установке фильтра. Если шунт гофрируется при установке или разрывается под давлением при работе, то он становится неэффективным для подачи гравия на все уровни, что может приводить к неполной набивке. Одно из предложений относительно защиты таких шунтов заключается в их размещении внутри внешней поверхности фильтра, см. патенты США 5476143 и 5515915. Однако такое решение существенно увеличивает стоимость фильтра без существенного уменьшения полного диаметра фильтра. Another disadvantage of the external installation of shunts, both round and rectangular, is that they can be damaged during assembly and installation of the filter. If the shunt is crimped during installation or bursts under pressure during operation, it becomes ineffective for feeding gravel to all levels, which can lead to incomplete packing. One suggestion for the protection of such shunts is to place them inside the outer surface of the filter, see US Pat. Nos. 5,476,143 and 5,515,915. However, this solution significantly increases the cost of the filter without significantly reducing the overall diameter of the filter.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается скважинный фильтр с гравийной набивкой, имеющий шунтирующую трубу, установленную внутри фильтра и предназначенную для подачи гравийной пульпы к различным уровням внутри кольцевого пространства, охватывающего фильтр, причем фильтр расположен вблизи формации, которая должна быть завершена. Непосредственное распределение гравия на различных уровнях внутри кольцевого пространства при помощи внутренней шунтирующей трубы обеспечивает лучшее распределение гравия, особенно в случае образования песчаных мостиков в кольцевом пространстве ранее размещения всего гравия. In accordance with the present invention, there is provided a gravel pack well filter having a shunt pipe installed inside the filter and for supplying gravel pulp to various levels within the annular space enclosing the filter, the filter being located close to the formation to be completed. The direct distribution of gravel at various levels within the annular space using an internal shunt pipe provides a better distribution of gravel, especially in the case of the formation of sand bridges in the annular space before all gravel has been placed.

Кроме того, за счет расположения внутренней шунтирующей трубы внутри основной трубы фильтра обеспечиваются следующие преимущества: (а) шунт защищен от повреждения и неправильного обращения при установке фильтра с гравийной набивкой; (б) шунт не увеличивает эффективный диаметр фильтра; (в) более желательные "круглые" трубы могут быть использованы для образования внутреннего шунта, в результате чего получают шунт с большей прочностью на разрыв и с меньшей вероятностью его повреждения при работе, чем в случае большинства внешних шунтов; и (г) шунт может быть герметизирован внутри фильтра, так что нет необходимости закрывать впуск или выпуски из внутренней шунтирующей трубы по завершении операции гравийной набивки, чтобы предотвратить поступление гравия или порошкообразного материала в фильтр. In addition, due to the location of the internal shunt tube inside the main filter pipe, the following advantages are provided: (a) the shunt is protected from damage and improper handling when installing the gravel pack filter; (b) the shunt does not increase the effective diameter of the filter; (c) more desirable "round" pipes can be used to form an internal shunt, resulting in a shunt with greater tensile strength and less likely to be damaged during operation than with most external shunts; and (d) the shunt can be sealed inside the filter, so that there is no need to close the inlet or outlets of the internal shunt pipe at the end of the gravel packing operation to prevent gravel or powder material from entering the filter.

Более конкретно, скважинный фильтр в соответствии с настоящим изобретением содержит проницаемую основную трубу, имеющую сетчатую (фильтрующую) секцию (например, образованную проволокой, навитой на основную трубу). Внутри основной трубы расположена внутренняя шунтирующая труба (например, трубопровод, имеющий круглое поперечное сечение), которая проходит насквозь на всю длину основной трубы. More specifically, the downhole filter in accordance with the present invention contains a permeable main pipe having a mesh (filtering) section (for example, formed by a wire wound on the main pipe). Inside the main pipe there is an internal shunt pipe (for example, a pipe having a circular cross section), which extends through the entire length of the main pipe.

Внутренняя труба имеет жидкостное сообщение с внешней частью скважинного фильтра через каналы для подведения пульпы с гравием к различным уровням в кольцевом пространстве, охватывающем фильтр. Указанные каналы включают в себя шпильки, имеющие продольные сквозные каналы. The inner tube is in fluid communication with the outer part of the downhole filter through channels to bring the pulp with gravel to various levels in the annular space surrounding the filter. These channels include studs having longitudinal through channels.

Скважинный фильтр включает также в себя соединительные муфты на одном из концов основной трубы и соединитель на одном из концов внутренней шунтирующей трубы, который совмещен с соединительными муфтами основной трубы, причем в муфтах и соединителе имеются отверстия, совмещенные со шпильками, проходящими сквозь них. The downhole filter also includes couplings at one end of the main pipe and a connector at one end of the internal shunt pipe, which is aligned with the couplings of the main pipe, and in the couplings and connector there are holes aligned with the studs passing through them.

Кроме того, скважинный фильтр может иметь по меньшей мере одну внешнюю перфорированную шунтирующую трубу, расположенную снаружи от основной трубы. In addition, the downhole filter may have at least one external perforated shunt tube located outside of the main pipe.

Для перевода в рабочее состояние производят сборку скважинного фильтра и опускают его в ствол скважины, в положение, смежное с интервалом, который должен быть заполнен гравием. После этого закачивают гравийную пульпу в скважину и в кольцевое пространство, охватывающее фильтр. Пульпа поступает во внутреннюю шунтирующую трубу через впуск (то есть через самый верхний канал для прохода жидкости во внутренний шунт), течет вниз через внутренний шунт и выходит в кольцевое пространство через каждый из каналов, которые ведут из внутренней шунтирующей трубы в наружную часть фильтра. To put it into operation, the well filter is assembled and lowered into the wellbore, in a position adjacent to the interval that must be filled with gravel. After that, gravel pulp is pumped into the well and into the annular space surrounding the filter. The pulp enters the inner shunt tube through the inlet (i.e., through the uppermost channel for fluid to enter the inner shunt), flows down through the inner shunt, and exits into the annular space through each of the channels that lead from the inner shunt tube to the outside of the filter.

Действительное построение и работа устройства в соответствии с настоящим изобретением, а также преимущества настоящего изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые не обязательно даны в реальном масштабе и на которых одинаковые узлы имеют одинаковые позиционные обозначения. The actual construction and operation of the device in accordance with the present invention, as well as the advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description, given as an example with reference to the accompanying drawings, which are not necessarily given in real scale and on which the same nodes have the same reference designations .

На фиг. 1 приведена вертикальная проекция с вырывом скважинного фильтра в соответствии с настоящим изобретением. In FIG. 1 is a vertical projection with a cut-out of a downhole filter in accordance with the present invention.

На фиг. 2 приведена вертикальная проекция с вырывом другого варианта изготовления скважинного фильтра в соответствии с настоящим изобретением. In FIG. 2 shows a vertical projection with a breakaway of another embodiment of a downhole filter in accordance with the present invention.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1, на которой показан скважинный фильтр 10 в рабочем положении внутри нижнего конца эксплуатационной и/или нагнетательной скважины 11. Скважина 11 идет от поверхности земли (не показана) до формации 12 или проходит через нее. Как это показано на фиг. 1, скважина 11 имеет обсадную трубу 12 с перфорациями 14 в ней, что понятно специалистам. Несмотря на то что показана вертикальная скважина 11 в обсадной трубе, следует иметь в виду, что настоящее изобретение одинаковым образом применимо и для случая "открытого отверстия" и/или расширенных буровым расширителем завершений, а также для горизонтальных и/или наклонных стволов скважин. Turning now to the consideration of FIG. 1, which shows a downhole filter 10 in a working position inside the lower end of a production and / or injection well 11. Well 11 extends from or passes through the surface of the earth (not shown) to formation 12. As shown in FIG. 1, the well 11 has a casing 12 with perforations 14 therein, which is understood by those skilled in the art. Although a vertical borehole 11 in a casing is shown, it should be borne in mind that the present invention is equally applicable to the case of "open holes" and / or completions expanded by a drill expander, as well as to horizontal and / or deviated boreholes.

Скважинный фильтр 10 (например, фильтр с гравийной набивкой) может быть выполнен в виде единственного отрезка или же может быть образован из нескольких плетей (например, 15a, 15b на фиг. 1), которые соединены вместе при помощи резьбовых муфт 16 или при помощи других аналогичных соединений. Как это показано на фиг. 1, плети 15 фильтра с гравийной набивкой 10 в основном идентичны друг другу, причем каждая плеть содержит перфорированную основную трубу 17, имеющую непрерывную длину навитой на нее проволоки 19, образующей "сетчатый" участок трубы. Несмотря на то что показана основная труба 17, имеющая множество выполненных в ней отверстий 18, следует иметь в виду, что могут быть использованы и другие типы проницаемых основных труб, например, трубы со щелями и т.п., что не выходит за рамки настоящего изобретения. The downhole filter 10 (for example, a gravel pack filter) can be made in the form of a single segment or can be formed of several lashes (for example, 15a, 15b in Fig. 1), which are connected together using threaded couplings 16 or other similar compounds. As shown in FIG. 1, the strands 15 of the gravel pack filter 10 are substantially identical to each other, each strand comprising a perforated main pipe 17 having a continuous length of wire 19 wound thereon forming a “mesh” portion of the pipe. Despite the fact that the main pipe 17 is shown having a plurality of holes 18 made therein, it should be borne in mind that other types of permeable main pipes, for example, pipes with slots, etc., can be used, which does not go beyond the scope of this inventions.

Каждый виток навитой проволоки 19 слегка раздвинут от смежных витков, в результате чего образуются жидкостные каналы (не показаны) между соответствующими витками проволоки, что обычно реализовано в имеющихся в продаже проволочных фильтрах (сетках), например, в фильтрах с гравийной набивкой типа BAKERWELD, выпускаемых фирмой Baker Sand Control, США, Хьюстон, Техас. Несмотря на то что описывается только один тип фильтра 10, следует иметь в виду, что термин "фильтр", который используется в описании и в формуле изобретения, представляет собой родовое понятие, которое перекрывает и включает в себя все аналогичные структуры, обычно используемые при операциях гравийной набивки (например, имеющиеся в продаже фильтры, щелевые или перфорированные вкладыши или трубки, сетчатые трубы, фильтры с предварительной набивкой, а также сдвоенные фильтры и/или вкладыши с предварительной набивкой, так же как и их комбинации). Each turn of the wound wire 19 is slightly spaced from adjacent turns, as a result of which liquid channels (not shown) are formed between the corresponding turns of wire, which is usually implemented in commercially available wire filters (nets), for example, filters with gravel packing such as BAKERWELD, manufactured Baker Sand Control, USA, Houston, Texas. Despite the fact that only one type of filter 10 is described, it should be borne in mind that the term "filter", which is used in the description and in the claims, is a generic term that overlaps and includes all similar structures commonly used in operations gravel packing (for example, commercially available filters, slotted or perforated liners or tubes, mesh pipes, pre-packed filters, as well as dual filters and / or pre-packed inserts, as well as combinations thereof s).

Вновь обратимся к рассмотрению фиг. 1, на которой плети 15a, 15b имеют длину, которая по меньшей мере равна длине соответствующей внутренней шунтирующей трубы 20a, 20b, установленной соответственно внутри основной трубы 17a, 17b и проходящей главным образом насквозь через нее. Шунтирующая труба 20 преимущественно представляет собой круглую трубу, которая имеет однородную прочность на разрыв по всей ее длине, что делает ее менее подверженной к выходу из строя в процессе эксплуатации. Каждый отрезок шунтирующей трубы 20 приспособлен для жидкостного соединения со смежным отрезком шунтирующей трубы при помощи резьбового соединителя 21 (например, 21b) или аналогичного устройства, которое, в свою очередь, приспособлено для установки вблизи соответствующей соединительной муфты (например, 16b) основной трубы, когда фильтр 10 надлежащим образом смонтирован. Referring again to FIG. 1, on which the lashes 15a, 15b have a length that is at least equal to the length of the corresponding inner shunt pipe 20a, 20b mounted respectively inside the main pipe 17a, 17b and passing mainly through it. The shunt tube 20 is preferably a circular tube, which has uniform tensile strength along its entire length, which makes it less susceptible to failure during operation. Each segment of the shunt pipe 20 is adapted to be fluidly connected to an adjacent segment of the shunt pipe using a threaded connector 21 (e.g., 21b) or a similar device, which, in turn, is adapted to be installed near the corresponding connector (e.g., 16b) of the main pipe when filter 10 is properly mounted.

В каждом соединителе 21 шунтирующей трубы предусмотрен канал 22 (например, выпускное отверстие 22b), идущий насквозь через фильтр 10 и проходящий как через соединитель 21, так и через муфту смежной основной трубы 16. Канал 22 обеспечивает жидкостное сообщение между внутренней частью внутренней шунтирующей трубы 20 и внешней частью скважинного фильтра 10, о чем речь впереди. Как это показано на фиг. 1, выпускное отверстие 22 содержит "полый" удлиненный элемент, например, шпильку 23 или нечто подобное, имеющую открытое сквозное осевое отверстие 24. A channel 22 is provided in each shunt pipe connector 21 (for example, an outlet 22b) that extends through the filter 10 and passes through both the connector 21 and the sleeve of the adjacent main pipe 16. The channel 22 provides fluid communication between the inner part of the inner shunt pipe 20 and the outer part of the downhole filter 10, which is discussed ahead. As shown in FIG. 1, the outlet 22 comprises a “hollow” elongated member, for example, a stud 23 or the like, having an open axial bore 24.

При сборке скважинного фильтра 10 нижний конец самой нижней плети 15c скважинного фильтра 10 либо закрывается, либо присоединяется к нижней плети трубы 40, что понятно специалистам. Нижний конец внутренней шунтирующей трубы 20b закрыт резьбовым колпаком 21c или аналогичным элементом, в верхний конец которого ввинчен по резьбе соединитель шунта 21b. После этого шунтирующую трубу 21b устанавливают внутри основной трубы 17b, так чтобы соединитель шунта 21b был расположен вблизи от муфты основной трубы 16b. When assembling the downhole filter 10, the lower end of the lowest lash 15c of the downhole filter 10 either closes or attaches to the lower lash of the pipe 40, which is understood by those skilled in the art. The lower end of the inner shunt tube 20b is closed by a threaded cap 21c or a similar element, into the upper end of which a shunt connector 21b is screwed in. After that, the shunt pipe 21b is installed inside the main pipe 17b, so that the shunt connector 21b is located close to the sleeve of the main pipe 16b.

Отверстие может быть просверлено отдельно как в муфте 16b, так и в соединителе 21b, при этом указанные отверстия должны быть совмещены при окончательной установке внутренней шунтирующей трубы 20b внутри основной трубы 17b. Альтернативно, эти отверстия могут быть просверлены или образованы иным образом в одной операции одновременно в муфте основной трубы и в соединителе шунтирующей трубы после их совмещения при подготовке (сборке) фильтра. Шпилька 23b пропущена через указанные совмещенные отверстия для образования канала 22b. Шпилька 23b может быть непосредственно ввинчена в резьбовое отверстие в соединителе шунта 21 (левая шпилька 23c на фиг. 1) или же для крепления шпильки может быть использована гайка 25 (верхние шпильки 23a, 23b). Могут быть использованы прокладки 26 или другие средства уплотнения, если это необходимо, для предотвращения утечки жидкости (то есть порошкового материала) вокруг шпильки и во внутреннюю часть основной трубы 17 в ходе установки фильтра в скважину. Нижний канал 22c образуют ранее закрывания самой нижней плети 15b или ее сборки с нижней плетью. Можно видеть, что открытые осевые каналы 24 через соответствующие шпильки 23 обеспечивают жидкостное сообщение между внутренней частью внутренней шунтирующей трубы 20 и внешней частью скважинного фильтра 10 у каждой из муфт основной трубы 16. The hole can be drilled separately both in the sleeve 16b and in the connector 21b, while these holes must be aligned during the final installation of the internal shunt pipe 20b inside the main pipe 17b. Alternatively, these holes can be drilled or otherwise formed in one operation simultaneously in the sleeve of the main pipe and in the connector of the shunt pipe after they are combined in the preparation (assembly) of the filter. A stud 23b is passed through said aligned holes to form a channel 22b. The stud 23b can be directly screwed into the threaded hole in the shunt connector 21 (left stud 23c in FIG. 1), or nut 25 (upper studs 23a, 23b) can be used to secure the studs. Gaskets 26 or other sealing means may be used, if necessary, to prevent leakage of fluid (i.e., powder material) around the stud and into the interior of the main pipe 17 during installation of the filter in the well. The lower channel 22c is formed previously by closing the lowest lash 15b or its assembly with the lower lash. You can see that the open axial channels 24 through the corresponding studs 23 provide fluid communication between the inner part of the inner shunt tube 20 and the outer part of the downhole filter 10 at each of the couplings of the main pipe 16.

Затем ввинчивают по резьбе нижний конец следующего смежного отрезка шунтирующей трубы, то есть 20a, в соединитель шунта 21b, до того как опускают следующую смежную плеть 15a во внутреннюю шунтирующую трубу 20a. Основную трубу 17a на стыке 15a ввинчивают в муфту 16b основной трубы и повторяют описанную выше процедуру до тех пор, пока не будет смонтирована желательная длина скважинного фильтра 10. Верхний конец самой верхнего отрезка, например 20a, внутренней шунтирующей трубы 20 закрывают резьбовым колпаком 21a (или при помощи аналогичного устройства), а шпилька 23a образует "впускное" отверстие 22a, о чем речь пойдет ниже. Then, the lower end of the next adjacent section of the shunt pipe, i.e. 20a, is screwed into the shunt connector 21b until the next adjacent lash 15a is lowered into the inner shunt pipe 20a. The main pipe 17a at the joint 15a is screwed into the main pipe sleeve 16b and the above procedure is repeated until the desired length of the well filter 10 is mounted. The upper end of the uppermost piece, for example 20a, of the inner shunt pipe 20 is closed with a threaded cap 21a (or using a similar device), and the pin 23a forms an "inlet" hole 22a, which will be discussed below.

В некоторых случаях желательно также предусмотреть один или несколько внешних перфорированных шунтов 30 (показан только один шунт) известного типа фильтров чередующегося пути. Шунт (шунты) 30 размещен вдоль внешней поверхности фильтра 10 и предназначен для переноса пульпы к различным уровням внутри ствола скважины; см. патенты США 4945991; 5113935; и 5419394. В таких случаях преимущественно используют прямоугольные трубы для образования внешнего шунта 20, так что внешний диаметр фильтра не увеличивается по сравнению с известными фильтрами с аналогичными внешними шунтами. Однако в соответствии с настоящим изобретением, если шунт (шунты) 30 поврежден при монтаже или если произошел его разрыв в ходе операции гравийной набивки, то пульпа все еще может быть подана через внутренний шунт 20 к различным уровням внутри кольцевого пространства 35 для завершения операции гравийной набивки. In some cases, it is also desirable to provide one or more external perforated shunts 30 (only one shunt shown) of a known type of interleave filters. The shunt (shunts) 30 is placed along the outer surface of the filter 10 and is designed to transfer the pulp to various levels inside the wellbore; see U.S. Patents 4,945,991; 5,113935; and 5419394. In such cases, rectangular tubes are mainly used to form the external shunt 20, so that the outer diameter of the filter does not increase compared to known filters with similar external shunts. However, in accordance with the present invention, if the shunt (shunts) 30 is damaged during installation or if it ruptured during the gravel packing operation, then the pulp can still be fed through the inner shunt 20 to various levels inside the annular space 35 to complete the gravel packing operation .

Теперь будет описана типичная операция гравийной набивки с использованием настоящего изобретения. Фильтр 10 монтируется, опускается в скважину 11 на спусковой колонне (не показана) и размещается вблизи формации 12. Пакер (не показан) может быть установлен в случае необходимости, что понятно специалистам. После этого производят закачку гравийной пульпы вниз через спусковую колонну и переходник (не показан) в кольцевое пространство 35 вокруг скважинного фильтра 10. Верхний конец каждой внешней шунтирующей трубы 30 (если она есть) обычно открыт для обеспечения возможности ввода гравийной пульпы при ее поступлении в кольцевое пространство 35 или же он может быть непосредственно соединен коллектором с выпускными отверстиями переходника, которые подводят пульпу к различным уровням в кольцевом пространстве. A typical gravel packing operation using the present invention will now be described. The filter 10 is mounted, lowered into the well 11 on a launch string (not shown) and placed near the formation 12. A packer (not shown) can be installed if necessary, which is clear to specialists. After that, gravel pulp is pumped down through the launch column and an adapter (not shown) into the annular space 35 around the downhole filter 10. The upper end of each external shunt pipe 30 (if any) is usually open to allow the gravel pulp to enter when it enters the annular space 35, or it can be directly connected by a collector to the outlet of the adapter, which lead the pulp to various levels in the annular space.

По мере протекания вниз в кольцевом пространстве 35 вокруг фильтра 10 гравийной пульпы она теряет жидкость, протекающую в формацию 15 и/или через собственно фильтр. Наполняющий пульпу гравий осаждается и накапливается в кольцевом пространстве с образованием гравийной набивки вокруг фильтра 10. Если пульпа потеряла слишком много жидкости до заполнения кольцевого пространства, то существует вероятность образования песчаных мостиков (не показаны) в кольцевом пространстве 35, в результате чего блокируется дальнейший сквозной поток, что, в свою очередь, препятствует дальнейшему заполнению кольцевого пространства ниже мостика. As it flows downward in the annular space 35 around the gravel pulp filter 10, it loses fluid flowing into the formation 15 and / or through the filter itself. Gravel-filling gravel precipitates and accumulates in the annular space to form gravel packing around the filter 10. If the pulp has lost too much fluid before filling the annular space, there is a possibility of the formation of sand bridges (not shown) in the annular space 35, as a result of which the further through flow is blocked , which, in turn, prevents further filling of the annular space below the bridge.

В соответствии с настоящим изобретением, если песчаный мостик образуется ранее завершения гравийной набивки, то гравийная пульпа продолжает протекать вниз через шунтирующую трубу (трубы) 20 и вытекать через соответствующие выпускные отверстия 22, огибая мостик и завершая гравийную набивку. Пульпа (смотри жирные стрелки) будет поступать во внутреннюю шунтирующую трубу 20 через впускное отверстие 22a и выходить через каждое из выпускных отверстий, например, 22b, 22c, на различных уровнях внутри кольцевого пространства 35. According to the present invention, if a sand bridge is formed before completion of the gravel packing, the gravel pulp continues to flow down through the shunt pipe (s) 20 and flow out through the corresponding outlet openings 22, bending around the bridge and completing the gravel packing. The pulp (see bold arrows) will enter the inner shunt tube 20 through the inlet 22a and exit through each of the outlet holes, for example, 22b, 22c, at different levels within the annular space 35.

Непосредственное распределение гравия на различных уровнях кольцевого пространства из внутренней шунтирующей трубы 20 обеспечивает лучшее распределение гравия по всему интервалу завершения, особенно когда песчаные мостики образуются в кольцевом пространстве ранее размещения всего гравия. Кроме того, так как внутренняя шунтирующая труба 20 размещена внутри основной трубы фильтра, то она защищена от повреждения и неправильного обращения в ходе установки фильтра с гравийной набивкой. Более того, при установке шунта внутри основной трубы эффективный диаметр фильтра не увеличивается. Это позволяет использовать более желательные "круглые" трубы для образования шунта 30, что сообщает шунту большую прочность на разрыв и обеспечивает меньшую вероятность выхода из строя в процессе эксплуатации в сравнении с большинством внешних шунтов. Кроме того, так как шунт герметизирован по отношению к потоку внутри фильтра, нет необходимости закрывать впуск и выпуски внутренней шунтирующей трубы по завершении операции гравийной набивки, так как гравий или порошкообразный материал не могут поступать в фильтр из шунта или объединенных с ним каналов. The direct distribution of gravel at different levels of the annular space from the inner shunt pipe 20 provides a better distribution of gravel over the entire completion interval, especially when sand bridges form in the annular space before all gravel has been placed. In addition, since the inner shunt tube 20 is located inside the main filter pipe, it is protected from damage and improper handling during installation of the gravel pack filter. Moreover, when installing a shunt inside the main pipe, the effective diameter of the filter does not increase. This allows the use of more desirable "round" pipes to form the shunt 30, which gives the shunt greater tensile strength and provides a lower probability of failure during operation compared to most external shunts. In addition, since the shunt is sealed with respect to the flow inside the filter, there is no need to close the inlet and outlet of the internal shunt pipe after the gravel packing operation is completed, as gravel or powder material cannot enter the filter from the shunt or channels connected to it.

На фиг. 2 показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, аналогичный показанному на фиг. 1, за тем исключением, что внутренний шунт 120 содержит отрезки труб (например, круглые отрезки труб 120a, 120b и 120c), которые закрыты на обоих концах при помощи резьбовых колпаков 121. Как и в предшествующем варианте, отверстия в муфтах основных труб 116, колпаках 121 и в полых шпильках 123 (или в аналогичных элементах) совмещены для обеспечения жидкостного сообщения между шунтом и внешней частью фильтра. При работе пульпа поступает в шунт 120 у верхнего конца (не показан) самой верхней плети фильтра, протекает через первый отрезок шунта 120 (например, 120a) и вытекает через шпильку 123a. После этого пульпа может поступать во второй отрезок шунта, например, 121b, у его верхнего конца через шпильку 123b и вытекать у его нижнего конца через шпильку 123c, и так далее, по всей длине фильтра 110. In FIG. 2 shows another embodiment of the present invention similar to that shown in FIG. 1, with the exception that the inner shunt 120 comprises pipe sections (for example, circular pipe sections 120a, 120b and 120c) that are closed at both ends by threaded caps 121. As in the previous embodiment, the holes in the couplings of the main pipes 116, caps 121 and hollow studs 123 (or similar elements) are aligned to provide fluid communication between the shunt and the outer part of the filter. During operation, the pulp enters the shunt 120 at the upper end (not shown) of the uppermost filter lash, flows through the first segment of the shunt 120 (for example, 120a) and flows through the hairpin 123a. After this, the pulp can enter the second segment of the shunt, for example, 121b, at its upper end through the pin 123b and flow at its lower end through the pin 123c, and so on, along the entire length of the filter 110.

Claims

1. A downhole filter, including a main pipe having a mesh section, an inner pipe installed inside the main pipe and running along the length of the main pipe, and means for providing fluid communication between the inner pipe and the outer part of the downhole filter, characterized in that the inner pipe runs through the length the main pipe and made bypass, for which the means of liquid communication of the inner part of the pipe with the outer part of the downhole filter has channels for bringing the pulp with gravel to various levels in the annular the space surrounding the filter.

2. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the channels providing fluid communication of the inner shunt pipe with the outer part of the downhole filter include studs having a longitudinal through channel.

3. The downhole filter according to claim 1, characterized in that it includes couplings at one end of the main pipe, a connector at one end of the inner shunt pipe, which is combined with the couplings of the main pipe.

4. The downhole filter according to claim 1, characterized in that it includes at least one external perforated shunt tube located outside the main pipe.