RU2590924C1

RU2590924C1 - Well fluid cleaning filter

Info

Publication number: RU2590924C1
Application number: RU2015136650/03A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Айрат Рафкатович Рахманов; Максим Александрович Мальковский; Антон Владимирович Абакумов; Рустэм Русланович Латфуллин; Сергей Дмитриевич Зимин; Сергей Александрович Гаврилов; Равиль Нурович Ахмадиев; Андрей Александрович Кузьмин
Original assignee: Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-07-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention can be used for cleaning fluid in well bore from floating debris and suspended particles. Device includes a slotted pipe, screen, valve, sealing device of annular space of well, coupling, housing and cylindrical bottom. Screen is arranged around part of slotted pipe with slots. 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 struts. Valve used is a plate-type valve. Valve and coupling are arranged in upper part of slotted pipe. Sealing device of annular space of well is placed on outer part of cylindrical bottom. Ratio of width of slots of pipe to with of screen is equal to (3.5-5):(0.7-3.5).

EFFECT: higher efficiency of cleaning well 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 EV 43/08, EV 03/18, 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 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):(0,7-3,5).The problem is solved in that the filter for cleaning the borehole fluid, including a slotted nozzle, a mesh, a valve, a sealant of the annular space of the well and a sleeve, according to the invention, further comprises a housing and a cylindrical bottom, while the mesh is placed around a portion of the slotted nozzle with slots, a slotted nozzle and a housing fixed by the lower parts, respectively, inside and outside the cylindrical bottom, the slotted nozzle is located inside the housing and is connected in the upper part above the slots with the housing by struts, as a valve a poppet type valve is connected, the valve and the coupling are located in the upper part of the slotted nozzle, and the annular sealant of the well 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 -3.5).

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 очистки скважинной жидкости, представленным 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 well fluid cleaning filter shown in FIG. one.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - щелевой патрубок, 2 - сетка, 3 - клапан, 4 - герметизатор межтрубного пространства скважины, 5 - муфта, 6 - корпус, 7 - цилиндрическое днище, 8 - подкосы. Щелевой патрубок 1 снабжен щелями 9.In FIG. 1, the following designations are adopted: 1 - slotted pipe, 2 - mesh, 3 - valve, 4 - annulus sealant, 5 - coupling, 6 - body, 7 - cylindrical bottom, 8 - struts. Slotted pipe 1 is provided with slots 9.

Сетка 2 размещена вокруг части щелевого патрубка 1 со щелями 9. 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. В качестве клапана 3 использован клапан тарельчатого типа. Клапан 3 и муфта 5 размещены в верхней части щелевого патрубка 1. Герметизатор межтрубного пространства скважины 4 размещен на наружной части цилиндрического днища 7. В качестве герметизатора используют резиновые, полиуретановые, капроновые и т.п. кольца. Отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 составляет (3,5-5):(0,7-3,5).The mesh 2 is placed around the part of the slotted nozzle 1 with slots 9. The slotted nozzle 1 and the housing 6 are fixed by the lower parts inside and outside the cylindrical bottom 7. At the same time, the slotted nozzle 1 is located inside the housing 6 and is connected in the upper part above the slots 9 with the housing 6 struts 8, representing a flat plate. As valve 3, a poppet type valve is used. The valve 3 and the coupling 5 are located in the upper part of the slotted nozzle 1. The annular sealant 4 is located on the outside of the cylindrical bottom 7. Rubber, polyurethane, nylon, and the like are used as a sealant. rings. 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) :( 0.7-3.5).

Цилиндрическое днище 7 вместе с нижней частью щелевого патрубка 1 и корпуса 6 образуют емкость для сбора загрязнений. Верхняя часть между щелевым патрубком 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. или для соединения с колонной труб, например насосно-компрессорных труб.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 pipe 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. or for connecting to a string of pipes, for example tubing.

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

При спуске фильтра вниз на тяговом органе или колонне труб скважинная жидкость протекает через внутренне пространство цилиндрического днища 7, щелевого патрубка 1, открывающийся под действием напора жидкости тарельчатый клапан 3, муфту 5 и поступает в пространство выше фильтра. Герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне.When the filter is lowered down on the traction body or pipe string, the borehole fluid flows through the inner space of the cylindrical bottom 7, the slotted nozzle 1, the poppet valve 3, which opens under the action of the pressure of the fluid, the coupling 5 and enters the space above the filter. The annular seal 4 slides along the production casing.

При подъеме фильтра вверх тарельчатый клапан 3 закрывается. Герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне и препятствует протеканию жидкости между эксплуатационной колонной скважины 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 внутренне пространство цилиндрического днища 7.When lifting the filter up, the poppet valve 3 closes. The annular seal 4 slides along the production string and prevents the flow of fluid between the production casing of the well 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 остановках или замедлениях подъема фильтра спадают вниз к цилиндрическому днищу 7. При этом предложенная конструкция фильтра обеспечивает знакопеременные движения скважинной жидкости через щели 9 и сетку 2, что в свою очередь способствует отделению загрязнений от сетки и их оседанию вниз на цилиндрическое днище. Подобранное отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 равное (3,5-5):(0,7-3,5) обеспечивает наилучшее очищение сетки и возобновление работоспособности фильтра.The contaminants are retained by the grid 2 and, when the filter is stopped or slowed down, fall down to the cylindrical bottom 7. Moreover, the proposed filter design provides alternating movements of the wellbore fluid through slots 9 and the grid 2, which in turn helps to separate the contaminants from the grid and settle them down onto the cylindrical bottom. The selected ratio of the width of the slots 9 of the pipe 1 to the width of the mesh 2 is equal to (3.5-5) :( 0.7-3.5) 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 - 3,5 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 - 3.5 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 well fluid cleaning filter including a slotted nozzle, a mesh, a valve, an annulus sealant and a sleeve, characterized in that it further comprises a housing and a cylindrical bottom, the mesh being placed around a portion of the slotted nozzle with slots, the slotted nozzle and the housing are fixed with lower parts, respectively inside and outside the cylindrical bottom, a slotted nozzle is located inside the housing and is connected in the upper part above the slots with the housing by struts, the valve is used as a valve type, the valve and the coupling are located in the upper part of the slotted nozzle, and the annulus sealant is placed 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 ,5).