RU2374433C2

RU2374433C2 - Well filter with low hydraulic friction

Info

Publication number: RU2374433C2
Application number: RU2007135034/03A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Федорович Соловьев (RU); Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов (RU); Сергей Евгеньевич Варламов
Original assignee: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-11-27
Also published as: RU2007135034A

Abstract

FIELD: oil-and-gas production.

SUBSTANCE: invention related mining industry, particularly to oil-and-gas production and can be used in oil fields development. Well filter with a low hydraulic friction consists of nipple and sleeve parts and filtrating element as it case. Filtrating element executed as a slot made of welded metal construction consisting of ribs located along the axis, to which crossed shaped wire welded around with a gap, executed as a triangle with rounded angles. In the way that ratio of ribs height and the crossed shaped ware is in range of 1.0…10.

EFFECT: well filter design simplification and cost cutting.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных скважин.The invention relates to the mining industry, namely to oil and gas, and can be used in the development of oil wells.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1645470, содержащий перфорированную трубу, на которую уложен проволочный фильтрующий элемент с выступами. Выступы, размещенные достаточно часто на проволоке, обеспечивают постоянный зазор между рядами.Known downhole filter by and.with. USSR No. 1645470, containing a perforated pipe on which a wire filter element with protrusions is laid. The protrusions placed quite often on the wire provide a constant gap between the rows.

Недостатком фильтра является возможность деформации проволоки при транспортировке фильтра или его установке в скважину. Это может привести к местному увеличению зазора между рядами проволоки и проходу в устье скважины крупных частиц посторонних примесей.The disadvantage of the filter is the possibility of deformation of the wire during transportation of the filter or its installation in the well. This can lead to a local increase in the gap between the rows of wire and the passage at the wellhead of large particles of foreign impurities.

Известен гравийный скважинный фильтр по а.с. СССР №1460208, прототип, содержащий внутренний фильтрующий элемент и гравийную засыпку, выполненную снаружи, между фильтрующим элементом и стенкой скважины.Known gravel downhole filter by and.with. USSR No. 1460208, a prototype containing an internal filter element and gravel filling, made outside, between the filter element and the wall of the well.

Недостатком является усложнение и удорожание процесса подготовки скважины к эксплуатации после ее бурения, а именно наличие операции засыпки гравийной набивки.The disadvantage is the complication and cost of the process of preparing the well for operation after drilling, namely the presence of the operation of filling the gravel pack.

Задачей изобретения является упрощение конструкции фильтра и снижение его стоимости.The objective of the invention is to simplify the design of the filter and reduce its cost.

Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре с низким гидравлическим сопротивлением, содержащем ниппельную и муфтовую части и корпус с фильтрующим элементом, отличающемся тем, что функции корпуса выполняет фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент выполнен щелевым. Щелевой фильтрующий элемент выполнен в виде сварной металлической конструкции из расположенных вдоль оси ребер, к которым вкруговую приварена с зазором между витками проволока профилированного сечения. Соотношение высот ребер и проволоки профилированного сечения находится в диапазоне 1,0…10. Проволока профилированного сечения выполнена из нержавеющей стали. Проволока профилированного сечения выполнена в поперечном сечении некруглой формы. Проволока профилированного сечения может быть выполнена в виде треугольника со скругленными углами. Проволока профилированного сечения может быть выполнена в виде пятиугольника со скругленными углами.The solution to this problem was achieved in a downhole filter with low hydraulic resistance, containing the nipple and coupling parts and a housing with a filter element, characterized in that the filter element performs the function of the housing. The filter element is made slotted. The slit filter element is made in the form of a welded metal structure made of ribs located along the axis, to which they are round-welded with a gap between the turns of the wire with a profiled section. The ratio of the heights of the ribs and wire profiled section is in the range of 1.0 ... 10. The profiled section wire is made of stainless steel. The profiled section wire is made in a non-circular cross section. The wire profiled section can be made in the form of a triangle with rounded corners. The wire profiled section can be made in the form of a pentagon with rounded corners.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability, that is, all the criteria of the invention.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…4, гдеThe invention is illustrated in figure 1 ... 4, where

- на фиг.1 приведен скважинный фильтр в сборе,- figure 1 shows the downhole filter assembly,

- на фиг.2 приведен вид А,- figure 2 shows a view A,

- на фиг.3 приведен разрез Б-Б,- figure 3 shows a section bB,

- на фиг.4 приведен второй вариант скважинного фильтра.- figure 4 shows a second variant of the downhole filter.

Предложенная конструкция щелевого скважинного фильтра (фиг.1…4) содержит ниппельную и муфтовую части соответственно 1 и 2, к которым приварен фильтрующий элемент 3, выполняющий функцию корпуса фильтра. Фильтрующий элемент выполнен щелевым и состоит из ребер 4 (продольных элементов или стрингеров) и проволоки 5, намотанной на продольные элементы 4 с зазором δ.The proposed design of the slotted well filter (FIGS. 1 ... 4) contains the nipple and coupling parts 1 and 2, respectively, to which the filter element 3, which acts as a filter housing, is welded. The filter element is made slotted and consists of ribs 4 (longitudinal elements or stringers) and a wire 5 wound on the longitudinal elements 4 with a gap δ.

Основные размеры продольных элементов 4 и проволоки 5 определяются из соотношенияThe main dimensions of the longitudinal elements 4 and wire 5 are determined from the ratio

,

где Н - высота ребер 4 (стрингеров),where H is the height of the ribs 4 (stringers),

h - высота проволоки 5 фильтрующего элемента.h is the height of the wire 5 of the filter element.

Минимальное соотношение определяется требованиями прочности конструкции и ее технологичности, а максимальное тем, что при соотношении более 10 продольные элементы будут иметь чрезмерно большую толщину и загромождать проходное сечение фильтра. Увеличение наружного диаметра фильтра также недопустимо, т.к. в противном случае возможен прихват колонны обсадных труб при ее спуске в скважину, особенно на радиусных участках горизонтальных скважин.The minimum ratio is determined by the requirements of the strength of the structure and its manufacturability, and the maximum by the fact that with a ratio of more than 10, the longitudinal elements will have an excessively large thickness and clutter the filter passage section. An increase in the outer diameter of the filter is also unacceptable, because otherwise, it is possible to seize the casing string when it is lowered into the well, especially in the radius sections of horizontal wells.

Размер щели δ=0,15…0,35 мм, для вязкой нефти целесообразно применить больший размер щели. Предполагаемая высота проволоки 5 h=2…5 мм, а высота ребер Н определяется из соотношения (1).The size of the gap is δ = 0.15 ... 0.35 mm, for viscous oil it is advisable to use a larger size of the gap. The assumed height of the wire is 5 h = 2 ... 5 mm, and the height of the ribs H is determined from relation (1).

На ниппельной 1 и муфтовой 2 частях выполнены центрирующие пояски 6 и 7, при этом они могут быть изготовлены в двух вариантах исполнения: снаружи (фиг.1) или внутри (фиг.4).On the nipple 1 and coupling 2 parts, centering belts 6 and 7 are made, while they can be made in two versions: outside (figure 1) or inside (figure 4).

При эксплуатации добываемый продукт, содержащий посторонние примеси, поступает через щели δ фильтрующего элемента 3 в его внутреннюю полость. За счет того, что ширина щелей составляет 0,15…0,35 мм, частицы более крупных размеров отфильтровываются и не попадают к насосному оборудованию и арматуре, установленной на устье скважины, что предотвратит их преждевременный износ.During operation, the produced product containing foreign impurities enters through the slits δ of the filter element 3 into its internal cavity. Due to the fact that the width of the slits is 0.15 ... 0.35 mm, larger particles are filtered out and do not reach the pumping equipment and valves installed at the wellhead, which will prevent their premature wear.

Применение изобретения позволит получить ряд преимуществ по сравнению с использовавшимися ранее скважинными фильтрами, а именно:The use of the invention will allow to obtain a number of advantages compared to previously used downhole filters, namely:

1. Обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление прохождению фильтрующих сред среди известных фильтров аналогичного назначения.1. Provide minimal hydraulic resistance to the passage of filter media among the known filters for similar purposes.

2. Уменьшить вес фильтра за счет совмещения функций фильтрующего элемента и корпуса фильтра.2. Reduce the weight of the filter by combining the functions of the filter element and the filter housing.

3. Упростить конструкцию фильтра.3. Simplify the design of the filter.

4. Обеспечить высокую технологичность фильтра.4. To provide high adaptability of the filter.

5. Уменьшить затраты на изготовление фильтра.5. Reduce filter manufacturing costs.

6. Ускорить процесс подготовки скважины к эксплуатации.6. Accelerate the process of preparing the well for operation.

7. Снизить экономические затраты на освоение скважины.7. To reduce the economic costs of well development.

Claims

1. A downhole filter with low hydraulic resistance, containing the nipple and coupling parts and the filter element acting as a housing, which is made slotted in the form of a welded metal structure from ribs located along the axis, to which are circularly welded with a gap between the turns of the wire profiled section, characterized in that that the wire of the profiled section is made in the form of a triangle with rounded corners, and the ratio of the heights of the ribs and wire of the profiled section is in the range 1,0 ... 10.

2. The downhole filter with low hydraulic resistance according to claim 1, characterized in that the wire profiled cross-section is made of stainless steel.