RU2588228C1

RU2588228C1 - Well fluid filter

Info

Publication number: RU2588228C1
Application number: RU2015142138/03A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Айрат Рафкатович Рахманов; Максим Александрович Мальковский; Антон Владимирович Абакумов; Сергей Александрович Гаврилов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention can be used for cleaning fluid in well bore from floating debris and suspended particles. Well fluid filter comprises slotted pipe, mesh, sealer tube space of well and coupling. Slotted pipe above slits is closed by plug. Filter comprises housing and cylindrical bottom, mesh is placed around part of slotted pipe with slots at distance from slotted connection pipe. Bottom mesh rests on cylindrical bottom, on top of space between mesh and slotted pipe is closed by partition. Space between mesh and housing top is open, and at bottom is covered by cylindrical bottom. Slotted pipe and housing are mounted by lower parts respectively inside and outside cylindrical bottom. Slotted pipe is arranged inside housing and is connected in upper part above slots with housing by knees, coupling is placed in upper part of slotted pipe. Sealer of annular space of well is placed on outer part of cylindrical bottom, ratio of width of slots of branch pipe to mesh width is equal to (3.5-5):(0.7-3.0).

EFFECT: high efficiency of cleaning borehole fluid.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц.The invention relates to the oil industry and may find application in cleaning fluid in a wellbore from floating debris and suspended particles.

Известно большое количество поднасосных скважинных фильтров, предназначенных для очистки скважинной жидкости, поступающей в насос (см. например, фильтр поднасосный противопесочный патент РФ №2222691, кл. Е21В 43/08, Е03В 3/18, опубл. 27.01.2004). Фильтры, соединенные с насосом, не способны очищать скважинную жидкость в объеме скважины.There are a large number of sub-pump well filters designed to clean the well fluid entering the pump (see, for example, filter sub-pump anti-sand patent of the Russian Federation No. 2222691, CL ЕВВ 43/08, Е03В 3/18, publ. 01.27.2004). Filters connected to the pump are not able to clean the well fluid in the well volume.

Известно устройство для очистки скважины, которое включает размещенные на колонне насосно-компрессорных труб ерш и фильтр и расположенный внутри колонны насосно-компрессорных труб в интервале над фильтром обратный клапан. Фильтр выполнен в виде концентрично размещенных и заглушенных снизу трех перфорированных труб, наружная из которых имеет номинальный диаметр 88,9 мм, средняя - 73,0 мм и внутренняя - 60,3 мм, при этом наружная труба перфорирована отверстиями диаметром 5 мм, средняя - отверстиями диаметром 4 мм и внутренняя - отверстиями диаметром 2 мм (патент РФ №2467159, кл. Е21В 37/02, опубл. 20.11.2012).A device for cleaning a well is known, which includes a ruff placed on a tubing string and a filter and a check valve located inside the tubing string in the interval above the filter. The filter is made in the form of three perforated pipes concentrically placed and plugged from below, the outer of which has a nominal diameter of 88.9 mm, the middle one is 73.0 mm and the inner one is 60.3 mm, while the outer pipe is perforated with holes of 5 mm diameter, the middle one holes with a diameter of 4 mm and the inside with holes with a diameter of 2 mm (RF patent No. 2467159, CL EV 37/02, publ. 20.11.2012).

Известный фильтр после размещения в скважине требует обязательного применения циркуляции скважинной жидкости через фильтр. При этом происходит неконтролируемое и весьма быстрое засорение отверстий фильтра и прекращение его работы.Known filter after placement in the well requires the mandatory application of circulation of the wellbore fluid through the filter. In this case, an uncontrolled and very fast clogging of the filter openings occurs and its operation ceases.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является устройство для очистки жидкости в стволе скважины, включающее контейнер-накопитель мусора, клапан, расположенные снизу заглушку и фильтр-отстойник и расположенные выше контейнера-накопителя мусора щелевой патрубок, соединительные муфты и нижний и верхний зонтообразные резиновые герметизаторы межтрубного пространства скважины. Клапан размещен в заглушке и имеет диаметр седла больше максимального размера загрязнений в скважине, фильтр-отстойник выполнен с продольными щелями и закрыт мелкоячеистой сеткой с размером ячеек меньше минимального размера улавливаемых загрязнений в скважине, нижний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства размещен снаружи контейнера-накопителя мусора между двумя муфтами на расстоянии от заглушки, равном 15-20% от общей длины устройства, верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства размещен снаружи контейнера-накопителя мусора между двумя муфтами на расстоянии от верхнего конца устройства, равном 15-20% от общей длины устройства, щелевой патрубок выполнен с продольными щелями шириной больше максимального размера загрязнений в скважине.Closest to the proposed invention in technical essence is a device for cleaning fluid in a wellbore, including a garbage storage container, a valve, a bottom plug and a filter settler, and a slot nozzle located above a garbage storage container, couplings, and lower and upper rubber umbrellas sealants of the annulus of the well. The valve is located in the plug and has a seat diameter larger than the maximum size of the contaminants in the well, the filter sump is made with longitudinal slots and closed with a fine mesh mesh with a mesh size less than the minimum size of the contaminants trapped in the well, the lower umbrella-shaped rubber sealant of the annulus is located outside the garbage storage container between two couplings at a distance from the plug equal to 15-20% of the total length of the device, the upper umbrella-shaped rubber sealant of the annulus placed outside the garbage storage container between two couplings at a distance from the upper end of the device equal to 15-20% of the total length of the device, the slotted nozzle is made with longitudinal slots wider than the maximum size of contaminants in the well.

При очистке скважинной жидкости устройство спускают в скважину и поднимают из скважины. При подъеме из скважины скважинная жидкость проходит внутри устройства, фильтруется через щели и сетку и выходит в скважину. Загрязнения задерживаются щелями и мелкоячеистой сеткой (патент РФ №2474672, кл. Е21В 27/00, Е21В 43/08, опубл. 10.02.2013 - прототип).When cleaning the well fluid, the device is lowered into the well and lifted from the well. When rising from the well, the borehole fluid passes inside the device, is filtered through slots and the mesh and goes into the well. Pollution is delayed by cracks and fine mesh (RF patent No. 2474672, CL ЕВВ 27/00, ЕВВ 43/08, publ. 02/10/2013 - prototype).

Недостатком известного устройства является необходимость организации протекания скважинной жидкости через устройство, при котором быстро засоряются щели и мелкоячеистая сетка. В результате устройство перестает выполнять фильтрующие свойства, а скважинная жидкость начинает перетекать между устройством и стенками скважины.A disadvantage of the known device is the need for organizing the flow of the well fluid through the device, in which slots and fine mesh quickly become clogged. As a result, the device ceases to perform filtering properties, and the well fluid begins to flow between the device and the walls of the well.

В предложенном изобретении решается задача более эффективной очистки скважинной жидкости.In the proposed invention solves the problem of more efficient cleaning of the well fluid.

Задача решается тем, что фильтр для очистки скважинной жидкости, включающий щелевой патрубок, сетку, клапан, герметизатор межтрубного пространства скважины и муфту, согласно изобретению, дополнительно содержит корпус и цилиндрическое днище, при этом сетка размещена вокруг части щелевого патрубка со щелями, щелевой патрубок и корпус закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища, щелевой патрубок расположен внутри корпуса и соединен в верхней части выше щелей с корпусом подкосами, в качестве клапана использован клапан тарельчатого типа, клапан и муфта размещены в верхней части щелевого патрубка, а герметизатор межтрубного пространства скважины размещен на наружной части цилиндрического днища, при этом отношение ширины щелей патрубка к ширине ячейки сетки составляет (3,5-5):(0,7-3,0).The problem is solved in that the filter for cleaning the borehole fluid, including a slotted nozzle, a mesh, a valve, an annulus sealant and a sleeve, according to the invention, further comprises a housing and a cylindrical bottom, the mesh being placed around a portion of the slotted nozzle with slots, a slotted nozzle and the casing is fixed with the lower parts, respectively, inside and outside the cylindrical bottom, the slotted pipe is located inside the casing and is connected in the upper part above the slots to the casing by struts, as a valve and a poppet type valve is used, the valve and the coupling are located in the upper part of the slotted nozzle, and the annulus sealant is located on the outer part of the cylindrical bottom, while the ratio of the width of the slots of the nozzle to the width of the mesh cell is (3.5-5) :( 0.7 -3.0).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В скважинах нефтепромысла периодически возникает необходимость очищать жидкость в скважине. Загрязнения накапливаются в скважине и возникает ситуация, когда фильтр насоса засоряется загрязнениями, насос перестает работать. Все фильтры, связанные с насосами, не способны очищать скважинную жидкость. Эти фильтры предназначены только для очистки жидкости, поступающей в насос.In oilfield wells, the need periodically arises to clean the fluid in the well. Contaminants accumulate in the well and a situation occurs when the pump filter becomes clogged with contaminants, the pump stops working. All filters associated with the pumps are not able to clean the well fluid. These filters are intended only for cleaning the fluid entering the pump.

Для очистки скважинной жидкости предложено несколько технических решений, основным недостатком которых является необходимость пропуска всего объема скважинной жидкости через фильтр. При этом загрязнения накапливаются внутри фильтра и засоряют фильтрующие сетку и щели. Постепенно фильтр перестает фильтровать жидкость. Скважинная жидкость начинает перетекать между фильтром и эксплуатационной колонной. Эффективность очистки снижается. В предложенном изобретении решается задача более эффективной очистки скважинной жидкости. Задача решается фильтром для очистки скважинной жидкости, представленном на фиг. 1.To clean the well fluid, several technical solutions have been proposed, the main disadvantage of which is the need to pass the entire volume of the well fluid through the filter. In this case, contaminants accumulate inside the filter and clog the filter mesh and slots. Gradually, the filter stops filtering the liquid. Well fluid begins to flow between the filter and production string. Cleaning efficiency is reduced. In the proposed invention solves the problem of more efficient cleaning of the well fluid. The problem is solved by the filter for cleaning the borehole fluid shown in FIG. one.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - щелевой патрубок, 2 - сетка, 3 - перегородка в виде кольца, 4 - герметизатор межтрубного пространства скважины, 5 - муфта, 6 - корпус, 7 - цилиндрическое днище, 8 - подкосы. Щелевой патрубок 1 снабжен щелями 9. В верхей части щелевой патрубок перекрыт заглушкой 10. Устройство размещено в скважине 11.In FIG. 1, the following designations are adopted: 1 - slotted pipe, 2 - mesh, 3 - baffle in the form of a ring, 4 - sealant of the annulus of the well, 5 - coupling, 6 - body, 7 - cylindrical bottom, 8 - struts. The slotted pipe 1 is provided with slots 9. In the upper part of the slotted pipe is blocked by a plug 10. The device is located in the well 11.

Сетка 2 размещена вокруг части щелевого патрубка 1 со щелями 9 на расстоянии от щелевого патрубка 1. Оптимальным является размещение сетки посередине между щелевым патрубком 1 и корпусом 6. Снизу сетка 2 опирается на цилиндрическое днище 7. Сверху пространство между сеткой 2 и щелевым патрубком 1 закрыто перегородкой 3. Пространство между сеткой 2 и корпусом 6 сверху открыто, а снизу перекрыто цилиндрическим днищем 7. Щелевой патрубок 1 и корпус 6 закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища 7. В то же время щелевой патрубок 1 расположен внутри корпуса 6 и соединен в верхней части выше щелей 9 с корпусом 6 подкосами 8, представляющими собой плоские пластины. Муфта 5 размещена в верхней части щелевого патрубка 1. Герметизатор межтрубного пространства скважины 4 размещен на наружной части цилиндрического днища 7. В качестве герметизатора 4 используют резиновые, полиуретановые, капроновые и т.п. кольца. В верхней части выше щелей щелевой патрубок 1 перекрыт заглушкой 10, исключающей протекание скважинной жидкости через щелевой патрубок 1, минуя щели. Отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 составляет (3,5-5):(0,7-3,0).The mesh 2 is placed around the part of the slotted nozzle 1 with slots 9 at a distance from the slotted nozzle 1. It is optimal to place the grid in the middle between the slotted nozzle 1 and the housing 6. From below, the mesh 2 rests on a cylindrical bottom 7. From above, the space between the mesh 2 and the slotted nozzle 1 is closed by the partition 3. The space between the grid 2 and the housing 6 is open from above and blocked by a cylindrical bottom from the bottom 7. The slotted nozzle 1 and the housing 6 are fixed by the lower parts inside and outside of the cylindrical bottom, respectively 7. At the same time, a gap the howling pipe 1 is located inside the housing 6 and is connected in the upper part above the slots 9 with the housing 6 by struts 8, which are flat plates. The coupling 5 is located in the upper part of the slotted nozzle 1. The annular sealant 4 is located on the outside of the cylindrical bottom 7. As a sealant 4, rubber, polyurethane, nylon, etc. are used. rings. In the upper part above the slots, the slit pipe 1 is blocked by a plug 10, which prevents the flow of well fluid through the slot pipe 1, bypassing the slots. The ratio of the width of the slots 9 of the pipe 1 to the width of the mesh cell 2 is (3.5-5) :( 0.7-3.0).

Цилиндрическое днище 7 вместе с нижней частью щелевого патрубка 1 и корпуса 6 образуют емкость для сбора загрязнений. Верхняя часть между щелевым фильтром 1 и корпусом 6 открыта для протекания скважинной жидкости между подкосами 8. Муфта 5 предназначена для соединения фильтра с тяговым органом типа троса, кабеля, проволоки и т.п.The cylindrical bottom 7 together with the lower part of the slotted nozzle 1 and the housing 6 form a container for collecting contaminants. The upper part between the slotted filter 1 and the housing 6 is open for the flow of well fluid between the struts 8. The coupling 5 is designed to connect the filter to the traction body such as a cable, cable, wire, etc.

Фильтр для очистки скважинной жидкости работает следующим образом.The filter for cleaning well fluid works as follows.

Через муфту 5 фильтр соединяют с тяговым органом (не показан) посредством проволоки, троса, геофизического кабеля и т.п.Through the clutch 5, the filter is connected to a traction body (not shown) by wire, cable, geophysical cable, etc.

При спуске фильтра вниз на тяговом органе скважинная жидкость протекает через внутреннее пространство цилиндрического днища 7, щели щелевого патрубка 1, сетку 2 и выходит в пространство выше фильтра через пространство между корпусом 6 и перегородкой 3. Герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне скважины 11. Загрязнения проходят вместе с жидкостью через щели щелевого патрубка 1 и задерживаются сеткой 2. При малой скорости спуска загрязнения опадают вниз в пространство между сеткой 2 и щелевым патрубком 1. При большой скорости спуска выполняют периодические остановки для осаждения загрязнений.When the filter is lowered down on the traction body, the borehole fluid flows through the inner space of the cylindrical bottom 7, the slit of the slotted nozzle 1, the mesh 2 and enters the space above the filter through the space between the housing 6 and the baffle 3. The annular sealant 4 slides along the production casing of the well 11. Contaminants pass along with the liquid through the slots of the slotted nozzle 1 and are retained by the net 2. At a low descent rate, the pollution falls down into the space between the net 2 and the slotted nozzle 1. When high-speed descent perform periodic stops to sediment pollution.

При подъеме фильтра вверх герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне скважины 11 и препятствует протеканию жидкости между эксплуатационной колонной скважины 11 и фильтром. Скважинная жидкость протекает мимо подкосов 8 в пространство между щелевым патрубком 1 и корпусом 6, фильтруется через сетку 2 и щели 9, протекает внутрь щелевого патрубка 1 и выходит из фильтра через внутреннее пространство цилиндрического днища 7.When lifting the filter up, the annulus sealant 4 slides along the production casing of the well 11 and prevents the flow of fluid between the production casing of the well 11 and the filter. Downhole fluid flows past the struts 8 into the space between the slotted pipe 1 and the housing 6, is filtered through the mesh 2 and the slit 9, flows into the slotted pipe 1 and exits the filter through the inner space of the cylindrical bottom 7.

Загрязнения задерживаются сеткой 2 и при малой скорости подъема или при остановках спадают вниз к цилиндрическому днищу 7. При этом предложенная конструкция фильтра обеспечивает при остановках знакопеременные движения скважинной жидкости через щели 9 и сетку 2, что в свою очередь способствует отделению загрязнений от сетки 2 и их оседание вниз на цилиндрическое днище 7. Подобранное отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2, равное (3,5-5):(0,7-3,0), обеспечивает наилучшее очищение сетки и возобновление работоспособности фильтра.The contaminants are retained by the grid 2 and at a low lifting speed or during stops fall down to the cylindrical bottom 7. Moreover, the proposed filter design ensures alternating movement of the well fluid through the slots 9 and the grid 2 during stops, which in turn helps to separate the contaminants from the grid 2 and their settling down on the cylindrical bottom 7. The selected ratio of the width of the slots 9 of the pipe 1 to the cell width of the grid 2, equal to (3.5-5) :( 0.7-3.0), provides the best cleaning of the mesh and the resumption of the filter.

В качестве примера отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 может быть принято как (3,5 мм - 5 мм):(0,7 мм - 3,0 мм).As an example, the ratio of the width of the slots 9 of the pipe 1 to the width of the mesh 2 can be taken as (3.5 mm - 5 mm) :( 0.7 mm - 3.0 mm).

Фильтр прошел испытания в скважинных условиях и показал высокую эффективность. Жидкость в скважине полностью очищена от загрязнений размером более 0,7 мм.The filter has been tested in borehole conditions and has shown high efficiency. The fluid in the well is completely free from contaminants larger than 0.7 mm.

Применение предложенного фильтра позволит повысить эффективность очистки скважинной жидкости.The use of the proposed filter will improve the cleaning efficiency of the well fluid.

Claims

A filter for cleaning well fluid, including a slotted nozzle, a mesh, a sealant for the annular space of the well and a sleeve, characterized in that the slotted nozzle above the slots is covered with a plug, the filter contains a housing and a cylindrical bottom, while the mesh is placed around a part of the slotted nozzle with slots at a distance from slotted pipe, the bottom of the mesh is supported on a cylindrical bottom, the space between the mesh and the slotted pipe is closed by a partition from above, the space between the mesh and the casing is open from above, and the bottom is cross It has a cylindrical bottom, the slotted nozzle and the housing are fixed with the lower parts inside and outside the cylindrical bottom, the slotted nozzle is located inside the housing and connected in the upper part above the slots to the housing by struts, the coupling is located in the upper part of the slotted nozzle, and the annulus sealant is located on the outside parts of the cylindrical bottom, while the ratio of the width of the slots of the pipe to the width of the mesh cell is (3.5-5) :( 0.7-3.0).