RU2222691C2

RU2222691C2 - Pump sand filter

Info

Publication number: RU2222691C2
Application number: RU2002109485/03A
Authority: RU
Inventors: М.А. Бурштейн; Г.Г. Гилаев; В.И. Любушкин; С.А. Терентьев; А.В. Цыбин
Original assignee: Бурштейн Марк Аншелевич; Гилаев Гани Гайсинович; Любушкин Виктор Иванович; Терентьев Станислав Алексеевич; Цыбин Александр Владимирович
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2004-01-27

Abstract

FIELD: equipment used in oil wells while oil is extracted from wells with show of sand. SUBSTANCE: sand filter includes inner perforated framework with filtering mesh or wire coiling and perforated housing. Perforation of housing comes in the form of lateral slots directed from wall of housing towards its outer surface, downwards with respect to axis of filter. Lower edge of slot in outer cylindrical surface of housing is located above upper edge of slot in inner surface of housing. EFFECT: enhanced functional efficiency of sand filter. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для использования в скважинах нефтегазовой промышленности, преимущественно при добыче нефти из пескопроявляющих скважин.The invention relates to devices for use in wells of the oil and gas industry, mainly in oil production from sand-producing wells.

Известен гравийный фильтр (см. Патент США № 4487259, Е 21 В 43/08, 1983 г.), включающий две перфорированные трубы, пространство между которыми заполняется гравием, частицы которого покрыты смолой. Для достижения лучшей упаковки гравий после заполнения корпуса фильтра подвергается вулканизации.Known gravel filter (see US Patent No. 4487259, E 21 In 43/08, 1983), comprising two perforated pipes, the space between which is filled with gravel, the particles of which are coated with resin. To achieve better packaging, gravel is vulcanized after filling the filter housing.

Недостатком известного гравийного фильтра является сложность по созданию плотной упаковки гравия. Посредством вулканизации в гравийной засыпке возникают сжимающие нагрузки. При этом частицы гравия, воздействуя друг на друга, увеличиваются в размерах в сторону свободных поверхностей. Это приводит к неконтролируемому уменьшению или перекрытию проходов между частицами, что в свою очередь приводит к снижению проницаемости и неэффективной работе фильтра.A disadvantage of the known gravel filter is the difficulty in creating a dense packing of gravel. Through vulcanization in the gravel bed, compressive loads occur. In this case, gravel particles, acting on each other, increase in size in the direction of free surfaces. This leads to an uncontrolled reduction or overlap of the passages between the particles, which in turn leads to a decrease in permeability and inefficient filter operation.

Известен противопесочный фильтр (см. А.с. № 1550103, Е 21 В 43/08, 1987 г.), наиболее близкий по технической сущности к заявляемому, содержащий наружный и внутренний перфорированные каркасы и размещенный между ними набор иксообразных в продольном сечении фильтрующих элементов из спрессованного титана или проницаемой керамики. Плоскости наименьшего поперечного сечения и оснований элементов расположены между отверстиями соответственно внутреннего и наружного перфорированного каркасов.Known anti-sand filter (see A.S. No. 1550103, E 21 B 43/08, 1987), the closest in technical essence to the claimed, containing the outer and inner perforated frames and placed between them a set of X-shaped in the longitudinal section of the filter elements made of pressed titanium or permeable ceramic. The planes of the smallest cross section and the bases of the elements are located between the holes of the inner and outer perforated frames, respectively.

Недостатком описанного противопесочного фильтра является невозможность эффективной сепарации газа при входе продукции скважины (нефть, вода, газ и песок) в фильтр из-за горизонтального расположения отверстий в стенке наружного перфорированного каркаса. Это связано с тем, что угол изменения направления движения жидкости является недостаточным для отделения газа от жидкости. Газ при этом попадает через фильтр на прием к скважинному насосу, что приводит в конечном счете к уменьшению его производительности. Кроме этого, сечения проходных каналов фильтрующих элементов из спрессовочных материалов изменяются в широком диапазоне, что приводит к закупорке пластовым песком, в первую очередь, проходных каналов с сужающимся профилем и в свою очередь приводит к кольматации фильтра.A disadvantage of the described anti-sand filter is the impossibility of effective gas separation upon entry of well products (oil, water, gas and sand) into the filter due to the horizontal arrangement of holes in the wall of the outer perforated frame. This is due to the fact that the angle of change in the direction of movement of the liquid is insufficient to separate the gas from the liquid. At the same time, gas flows through the filter to the intake to the well pump, which ultimately leads to a decrease in its productivity. In addition, the cross sections of the passage channels of filtering elements made of compression materials vary over a wide range, which leads to blockage by the formation sand, in the first place, of the passage channels with a tapering profile and, in turn, leads to filter clogging.

Заявляемый фильтр поднасосный противопесочный решает задачу повышения эффективности работы за счет изменения направления потока жидкости при входе в фильтр на 140... 160° и создания надежного способа уплотнения гравийной засыпки.The inventive filter sub-pump anti-sand solves the problem of increasing work efficiency by changing the direction of fluid flow at the inlet to the filter by 140 ... 160 ° and creating a reliable way to compact gravel filling.

Данный технический результат достигается тем, что в фильтре поднасосном противопесочном, содержащем внутренний перфорированный каркас с фильтровой сеткой или противопесочной набивкой и перфорированный кожух, согласно изобретению на кожухе перфорация выполнена в виде поперечных щелей, направленных в стенке кожуха от его наружной поверхности вниз под углом по отношению к оси фильтра, при этом нижняя кромка щели на наружной цилиндрической поверхности кожуха расположена выше верхней кромки щели на внутренней поверхности кожуха, кольцевое пространство между внутренним каркасом и кожухом заполнено гравием, разделенным по высоте засыпки на равные участки упругими кольцевыми элементами с защитными шайбами и уплотненным зажимной муфтой через компенсационную втулку, расположенных в верхней части фильтра.This technical result is achieved in that in a sub-pump anti-sand filter containing an internal perforated frame with a filter mesh or sand-filled packing and a perforated casing, according to the invention, the perforation on the casing is made in the form of transverse slots directed downward in the casing wall from its outer surface at an angle with respect to to the axis of the filter, while the lower edge of the slit on the outer cylindrical surface of the casing is located above the upper edge of the slit on the inner surface of the casing, rings The space between the inner frame and the casing is filled with gravel divided by the height of the filling into equal sections by elastic ring elements with protective washers and sealed by a clamping sleeve through the expansion sleeve located in the upper part of the filter.

На чертеже показан продольный разрез фильтра поднасосного противопесочного.The drawing shows a longitudinal section of a filter sub-pump anti-sand.

Фильтр содержит перфорированный кожух 1, внутренний перфорированный каркас 2 с фильтровой сеткой 3 (или проволочной навивкой), хвостовик 4, гравий 5, засыпанный в пространство между кожухом и каркасом. Перфорация на кожухе 1 имеет вид поперечных щелей 6, направленных в стенке кожуха от его наружной поверхности вниз под углом по отношению к оси фильтра. Гравий 5 разделен по высоте засыпки на равные участки упругими элементами 7 с защитными шайбами 8 и уплотнен при сборке от действия зажимной муфты 9 через компенсационную втулку 10. Фильтр посредством муфты 9 присоединяется к приемному патрубку 11 штангового насоса.The filter contains a perforated casing 1, an inner perforated frame 2 with a filter mesh 3 (or wire winding), a shank 4, gravel 5, filled in the space between the casing and the frame. The perforation on the casing 1 has the form of transverse slots 6 directed in the wall of the casing from its outer surface downward at an angle with respect to the axis of the filter. Gravel 5 is divided along the height of the filling into equal sections by elastic elements 7 with protective washers 8 and sealed during assembly from the action of the clamping sleeve 9 through the expansion sleeve 10. The filter by means of the coupling 9 is connected to the inlet pipe 11 of the rod pump.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Фильтр поднасосный противопесочный с присоединенным к нему патрубком штангового насоса спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах. После пуска насоса в работу продукция скважины - жидкость, песок и газ поступает из пласта в скважину, затем поднимается вверх и поступает к фильтру. Продукт восходящим потоком подходит к щели кожуха, на входе которой изменяет направление движения. При этом пузырьки свободного газа, минуя щели фильтра, всплывают в межтрубное пространство, а жидкость с песком, проходя через щели нисходящим потоком под углом по отношению к оси фильтра, попадают к фильтрующему элементу из уплотненной гравийной засыпки, где песок удерживается, а очищенная от песка жидкость, вновь изменяя направление, проходит через гравий к приему насоса. Стабильность нисходящего потока в щели достигается за счет значительной удаленности нижней кромки щели на наружной цилиндрической поверхности кожуха от верхней кромки щели на внутренней поверхности кожуха.A sub-pump anti-sand filter with a rod pump nozzle attached to it is lowered into the well at the tubing. After the pump is put into operation, the production of the well - liquid, sand and gas flows from the reservoir into the well, then rises and goes to the filter. The product ascends to the slit of the casing, at the entrance of which it changes the direction of movement. In this case, free gas bubbles, bypassing the filter slots, float into the annulus, and sand and liquid passing through the slots in a downward flow angle at an angle to the filter axis fall to the filter element from a compacted gravel backfill, where the sand is retained and cleaned of sand the fluid, again changing direction, passes through the gravel to the pump intake. The stability of the downward flow in the slit is achieved due to the significant distance of the lower edge of the slit on the outer cylindrical surface of the casing from the upper edge of the slit on the inner surface of the casing.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет эффективно отделять газ от пластовой жидкости, обеспечивая тем самым нормальную производительность скважинного насоса, и улучшает условия для очистки продукта от песка, увеличивая при этом срок службы насоса.Thus, the inventive device allows you to effectively separate the gas from the reservoir fluid, thereby ensuring the normal performance of the well pump, and improves the conditions for cleaning the product from sand, while increasing the life of the pump.

Claims

1. The sub-pump anti-sand filter containing an inner perforated frame with a filter mesh or wire packing and a perforated casing, characterized in that the casing has perforation in the form of transverse slots directed downward in the casing wall from its outer surface with respect to the filter axis, this lower edge of the slit on the outer cylindrical surface of the casing is located above the upper edge of the slit on the inner surface of the casing.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the annular space between the inner frame and the casing is filled with gravel divided by the height of the filling into equal sections with elastic ring elements with protective washers and a sealed clamping sleeve through a compensation sleeve located in the upper part of the filter.