RU2594903C1 - Frameless borehole filter - Google Patents

Frameless borehole filter Download PDF

Info

Publication number
RU2594903C1
RU2594903C1 RU2015140205/03A RU2015140205A RU2594903C1 RU 2594903 C1 RU2594903 C1 RU 2594903C1 RU 2015140205/03 A RU2015140205/03 A RU 2015140205/03A RU 2015140205 A RU2015140205 A RU 2015140205A RU 2594903 C1 RU2594903 C1 RU 2594903C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frameless
wire
filter
longitudinal elements
section
Prior art date
Application number
RU2015140205/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2015140205/03A priority Critical patent/RU2594903C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2594903C1 publication Critical patent/RU2594903C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used in production of gas and oil. Device includes two nipples, at least one slot-hole filtering element between limiting rings, made of wire which is reeled up on the longitudinal elements along the spiral. Both of the nipple are welded to limiting rings. Cross section of wire which is reeled up along spiral is executed as triangular, one of wire faces is executed parallel to longitudinal axis of the filter and connected to lengthwise elements, and two lateral angle form calibrated clearance.
EFFECT: filter capacity, reliability increases, abrasive wear decreases.
16 cl, 28 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и нефти.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the extraction of gas and oil.

Известен щелевой фильтр по патенту РФ на изобретение №2445146. Изобретение относится к устройствам фильтрования жидких сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка маловязких жидких сред, например воды, керосина, бензина, ацетона, дизельного топлива и других, от механических примесей. Щелевой фильтр содержит трубу, фильтровальный участок которой имеет перфорацию в виде отверстий, фильтрующий элемент в виде навитой по спирали проволоки, пружину. Фильтрующий элемент установлен концентрично трубе между неподвижно закрепленным нижним опорным элементом в виде стакана и подвижным двусторонним упором в кольцевых зазорах между наружным диаметром трубы и внутренними диаметрами нижнего опорного элемента и подвижного двустороннего упора, с опорой на кольцевую площадку-каждого. Между подвижным двусторонним упором и верхним подвижным упором в кольцевые зазоры между наружным диаметром трубы и внутренними диаметрами упоров с опорой на кольцевую площадку каждого установлена пружина, первоначальное усилие которой превышает упругую деформацию пружины фильтрующего элемента, что обеспечивает плотное прилегание витков проволоки фильтрующего элемента. Недостатком щелевого фильтра является отсутствие нормированного фильтрующего зазора.Known slot filter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2445146. The invention relates to a device for filtering liquid media and can be used in various industries where effective cleaning of low-viscosity liquid media, such as water, kerosene, gasoline, acetone, diesel fuel and others, from mechanical impurities is required. The slit filter contains a pipe, the filter section of which has perforation in the form of holes, a filter element in the form of a spiral-wound wire, and a spring. The filter element is mounted concentrically to the pipe between the fixedly fixed lower support element in the form of a cup and a movable bilateral stop in the annular gaps between the outer diameter of the pipe and the inner diameters of the lower support element and the movable bilateral stop, with support on each annular platform. A spring is installed between the movable bilateral emphasis and the upper movable emphasis in the annular gaps between the outer diameter of the pipe and the inner diameters of the supports with a support on the annular platform of each, the initial force of which exceeds the elastic deformation of the spring of the filter element, which ensures a snug fit of the coils of the wire of the filter element. The disadvantage of a slotted filter is the lack of a normalized filter gap.

Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №68585. Фильтр включает несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы и щелевого фильтрующего элемента выполненного из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, отличающийся тем, что под продольными элементами установлен сетчатый фильтрующий элемент в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки. Сетки закреплены фиксирующей проволокой, намотанной по спирали. Между фильтрующей сеткой и перфорированной трубой выполнен дренажный слой. Дренажный слой выполнен из проволоки, намотанной по спирали. Навивка проволоки в дренажном слое отличается по направлению от навивки фиксирующей проволоки. Дренажный слой выполнен из сетки. Диаметр проволоки дренажного слоя выполнен меньше, чем высота поперечного сечения проволоки щелевого фильтрующего элемента. Диаметр проволоки фильтрующей сетки выполнен меньше, чем диаметр проволоки дренажного слоя. Дренажный слой зафиксирован направляющими кольцами. Фильтрующие сетки и фиксирующая проволока закреплены направляющими кольцами. Направляющие кольца выполнены из полосы стального листа. В начале и в конце щелевого фильтрующего элемента установлены ограничительные кольца. Недостатками фильтра являются низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.Known slotted well filter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 68585. The filter includes a supporting frame made of a perforated pipe and a slotted filter element made of wire wound on longitudinal elements in a spiral, characterized in that a mesh filter element is installed under the longitudinal elements in the form of at least one filter mesh. The nets are fixed with a fixing wire wound in a spiral. A drainage layer is made between the filter screen and the perforated pipe. The drainage layer is made of spiral wound wire. The winding of the wire in the drainage layer differs in direction from the winding of the fixing wire. The drainage layer is made of mesh. The diameter of the wire of the drainage layer is made smaller than the height of the cross section of the wire of the slit filter element. The diameter of the wire of the filter mesh is made smaller than the diameter of the wire of the drainage layer. The drainage layer is fixed by guide rings. The filter nets and the fixing wire are fixed by guide rings. Guide rings are made of a strip of steel sheet. Boundary rings are installed at the beginning and at the end of the slit filter element. The disadvantages of the filter are low reliability and rapid wear of the filter element.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №70300. Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлен щелевой фильтрующий элемент, содержащий, в свою очередь, продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что концентрично щелевому фильтрующему элементу установлен внешний щелевой фильтрующий элемент, имеющий аналогичную конструкцию, а зазор между ними заполнен фильтрующим наполнителем. Между щелевыми фильтрующими элементами установлены дистанционные кольца. Зазор между витками внешнего щелевого элемента не менее чем зазор между витками внутреннего щелевого элемента. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Внешний щелевой элемент выполнен из проволоки большего поперечного сечения, чем внутренний щелевой элемент. Размер частиц гравийной набивки превышает зазор между витками фильтрующего элемента в 1, 2…10 раз. Фильтрующий наполнитель выполнен из шариков. Шарики выполнены из нержавеющей стали. Шарики выполнены из стекла. Шарики выполнены из полимерного материала. Фильтрующий наполнитель выполнен из песка. Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый износ фильтрующего элемента.Known downhole filter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 70300. The filter contains a perforated pipe on which a slit filter element is installed, which, in turn, contains longitudinal support elements, on the outer surface of which a wire is wound to form gaps between the turns, characterized in that an external slit filter element is installed concentrically to the slit filter element, having a similar design, and the gap between them is filled with filter media. Between the slotted filtering elements, distance rings are installed. The gap between the turns of the external slot element is not less than the gap between the turns of the internal slot element. The external slot element is made of wire of a larger cross section than the internal slot element. The external slot element is made of wire of a larger cross section than the internal slot element. The particle size of the gravel pack exceeds the gap between the turns of the filter element by 1, 2 ... 10 times. The filter media is made of balls. Balls are made of stainless steel. Balls are made of glass. Balls are made of polymer material. The filter media is made of sand. The disadvantage of the filter is the low reliability and rapid wear of the filter element.

Известен щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом по патенту РФ на изобретение №2378494. Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин. Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом содержит перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой выполнен фильтрующий элемент из намотанной по спирали проволоки, соединенной с проволочными продольными стрингерами. При этом проволока в спирали уложена виток к витку, как минимум, на одной из соприкасающихся сторон проволоки выполнена обеспечивающая фильтрующий зазор тангенциальная или пересекающаяся насечка. Техническим результатом является упрощение технологии изготовления и уменьшение кольматации фильтра при добыче нефти или газа. Недостатком фильтра является высокое гидравлическое сопротивление и низкая пропускная способность.Known slot filter with a wire filter element according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2378494. The invention relates to the mining industry, namely to oil and gas, and can be used in the development of oil and gas wells. The slotted filter with a wire filter element contains a perforated pipe with a nipple and coupling parts, concentric to which the filter element is made of a spiral wound wire connected to a longitudinal wire stringers. At the same time, the coil is laid in a spiral to the coil, at least on one of the contacting sides of the wire there is a tangential or intersecting notch providing a filtering gap. The technical result is to simplify manufacturing techniques and reduce filter clogging during oil or gas production. The disadvantage of the filter is its high hydraulic resistance and low throughput.

Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №71694. Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлены продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что проволока приварена или припаяна к продольным элементам, а соотношение шага установки продольных элементов к их высоте выполнено в диапазоне от 1,0 до 10. Между трубой и продольными опорными элементами установлена фильтрующая сетка. Между опорными продольными элементами и фильтрующей сеткой намотана проволока, выполняющая роль дренажного слоя. Между трубой и фильтрующей сеткой установлена дренажная сетка. Между продольными опорными элементами и фильтрующей сеткой установлена дренажная сетка.Known slotted well filter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 71694. The filter contains a perforated pipe on which longitudinal support elements are installed, on the outer surface of which a wire is wound to form gaps between the turns, characterized in that the wire is welded or soldered to the longitudinal elements, and the ratio of the pitch of installation of the longitudinal elements to their height is made in the range from 1 , 0 to 10. A filter screen is installed between the pipe and the longitudinal support elements. A wire is wound between the supporting longitudinal elements and the filter mesh, which acts as a drainage layer. A drainage mesh is installed between the pipe and the filter screen. Between the longitudinal support elements and the filter screen, a drainage screen is installed.

Недостатком фильтра является низкая надежность и быстрый абразивный износ фильтрующего элемента.The disadvantage of the filter is the low reliability and fast abrasive wear of the filter element.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ на изобретение №2507384, МПК Е21В 43/08, опубл. 20.02.2014, прототип.Known well filter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2507384, IPC ЕВВ 43/08, publ. 02/20/2014, prototype.

Этот щелевой скважинный фильтр содержит перфорированную несущую трубу и щелевой фильтрующий элемент, выполненный из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, причем поперечное сечение проволоки, намотанной по спирали, выполнено пятиграненным, одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и образует его наружную поверхность, а каждая боковая сторона выполнена с двумя гранями, верхние образуют фильтрующий зазор, а нижние сходятся образуя острый угол.This slotted well filter contains a perforated carrier pipe and a slotted filter element made of a wire wound on longitudinal elements in a spiral, the cross section of a wire wound in a spiral made five-sided, one of the faces of the wire is parallel to the longitudinal axis of the filter and forms its outer surface and each side is made with two faces, the upper ones form a filter gap, and the lower ones converge forming an acute angle.

Недостатки: низкая прочность проволоки фильтрующего элемента, что приводит к изменению зазоров при спуске скважинного фильтра, и быстрый абразивный износ «самого узкого места» фильтрующего элемента.Disadvantages: low wire strength of the filter element, which leads to a change in the gaps when lowering the downhole filter, and fast abrasive wear of the "narrowest point" of the filter element.

Решение указанных задач достигнуто в бескаркасном скважинном фильтре, включающем два ниппеля и, по меньшей мере, один щелевой фильтрующий элемент, выполненный между ограничительными кольцами из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, отличающийся тем, что оба ниппеля приварены к ограничительным кольцам, при этом поперечное сечение проволоки, намотанной по спирали, выполнено треугольным, причем одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и соединена с продольными элементами, а два боковых угла образуют калиброванный зазор.The solution of these problems was achieved in a frameless well filter, including two nipples and at least one slotted filter element made between the restrictive rings from a wire wound on the longitudinal elements in a spiral, characterized in that both nipples are welded to the restrictive rings, while the cross section of the wire wound in a spiral is made triangular, with one of the faces of the wire parallel to the longitudinal axis of the filter and connected to the longitudinal elements, and two side angles form a calibrated gap.

Поперечное сечение продольных элементов может быть выполнено треугольным. Поперечное сечение продольных элементов может быть выполнено круглым. Поперечное сечение продольных элементов может быть выполнено прямоугольным.The cross section of the longitudinal elements can be made triangular. The cross section of the longitudinal elements can be made round. The cross section of the longitudinal elements can be made rectangular.

Продольные элементы могут быть уложены меньшей стороной прямоугольника их сечения по радиусу перпендикулярного сечения фильтра. Продольные элементы могут быть уложены большей стороной прямоугольника их сечения по радиусу перпендикулярного сечения фильтра. Продольные элементы могут быть уложены большей стороной прямоугольника их сечения под углом к радиусу перпендикулярного сечения фильтра.Longitudinal elements can be laid with the smaller side of the rectangle of their section along the radius of the perpendicular section of the filter. Longitudinal elements can be laid by the larger side of the rectangle of their section along the radius of the perpendicular section of the filter. Longitudinal elements can be laid with the larger side of the rectangle of their section at an angle to the radius of the perpendicular section of the filter.

Зазоры между витками проволоки могут быть выполнены уменьшающимися по радиусу. Зазоры между витками проволоки могут быть выполнены постоянными по радиусу. Зазоры между витками продольных элементов могут быть выполнены увеличивающимися по радиусу.The gaps between the turns of wire can be made decreasing in radius. The gaps between the turns of wire can be made constant along the radius. The gaps between the turns of the longitudinal elements can be made increasing along the radius.

На боковых гранях продольных элементов с обеих сторон могут быть выполнены дистанционные выступы. На боковых гранях продольных элементов с одной стороны могут быть выполнены дистанционные выступы.On the lateral faces of the longitudinal elements, remote projections can be made on both sides. On the side faces of the longitudinal elements, remote projections can be made on one side.

Продольные элементы могут быть уложены на промежуточные кольца.Longitudinal elements can be laid on intermediate rings.

На проволоку может быть нанесено покрытие.The wire may be coated.

Покрытие может быть выполнено коррозионностойким.The coating can be corrosion resistant.

Покрытие может быть выполнено гидрофобным.The coating may be hydrophobic.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения. Новизна технического решения и изобретательский уровень подтверждаются проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении щелевого скважинного фильтра применяются недефицитные материалы и известные технологии.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability, i.e. all the criteria of the invention. The novelty of the technical solution and inventive step are confirmed by patent research. Industrial applicability is due to the fact that non-deficient materials and well-known technologies are used in the manufacture of a downhole well filter.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…28, где:The invention is illustrated in FIG. 1 ... 28, where:

на фиг. 1 приведен скважинный фильтр,in FIG. 1 shows a downhole filter,

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

на фиг. 3 приведено поперечное сечение проволоки, имеющей шестигранное поперечное сечение,in FIG. 3 shows a cross section of a wire having a hexagonal cross section,

на фиг. 4 приведено поперечное сечение проволоки, имеющей шестигранное поперечное сечение с радиусными скруглениями углов,in FIG. 4 shows a cross section of a wire having a hexagonal cross section with radius fillets,

на фиг. 5 приведена проволока трапециевидного поперечного сечения, зазор между витками уменьшается по радиусу,in FIG. 5 shows a trapezoidal cross-section wire, the gap between the turns decreases in radius,

на фиг. 6 приведена проволока трапециевидного поперечного сечения, зазор между витками имеет постоянную величину,in FIG. 6 shows a trapezoidal cross-section wire, the gap between the turns has a constant value,

на фиг. 7 приведена проволока трапециевидного поперечного сечения, зазор между витками увеличивается по радиусу, меньшая сторона трапеции выполнена снаружи,in FIG. 7 shows a trapezoidal cross-section wire, the gap between the turns increases in radius, the smaller side of the trapezoid is made outside,

на фиг. 8 приведена проволока трапециевидного поперечного сечения, оптимальный вариант,in FIG. 8 shows a trapezoidal cross-section wire, the best option,

на фиг. 9 приведена проволока треугольного поперечного сечения, первый вариант,in FIG. 9 shows a wire of triangular cross section, the first option,

на фиг. 10 приведена проволока треугольного поперечного сечения, второй вариант,in FIG. 10 shows a wire of triangular cross section, the second option,

на фиг. 11 приведена проволока прямоугольного поперечного сечения, первый вариант,in FIG. 11 shows a wire of rectangular cross section, the first option,

на фиг. 12 приведена проволока прямоугольного поперечного сечения, второй вариант,in FIG. 12 shows a wire of rectangular cross section, the second option,

на фиг. 13 приведена проволока трапециевидного поперечного сечения с уступами на обеих боковых гранях,in FIG. 13 shows a trapezoidal cross-sectional wire with ledges on both side faces,

на фиг. 14 приведена проволока трапециевидного поперечного сечения с уступами на одной боковой грани,in FIG. 14 shows a trapezoidal cross-section wire with ledges on one side face,

на фиг. 15 приведен фильтрующий элемент с промежуточными силовыми кольцами,in FIG. 15 shows a filter element with intermediate power rings,

на фиг. 16 показан разрез В-В, первый вариант,in FIG. 16 shows a section bb, the first option,

на фиг. 17 показан разрез В-В, второй вариант,in FIG. 17 shows a section bb, the second option,

на фиг. 18 показан разрез В-В, третий вариант,in FIG. 18 shows a section bb, the third option,

на фиг. 19 показан разрез В-В, четвертый вариант,in FIG. 19 shows a section bb, the fourth option,

на фиг. 20 показан разрез В-В, пятый вариант,in FIG. 20 shows a section bb, fifth embodiment,

на фиг. 21 показан разрез В-В, шестой вариант,in FIG. 21 shows a section bb, a sixth embodiment,

на фиг. 22 представлен скважинный фильтр с двумя фильтрующими элементами,in FIG. 22 shows a downhole filter with two filter elements,

на фиг. 23 приведен разрез С-С,in FIG. 23 shows a section CC

на фиг. 24 приведено ограничительное кольцо,in FIG. 24 shows the restriction ring,

на фиг. 25 приведен вид C,in FIG. 25 shows view C,

на фиг. 26 приварка продольного элемента к ограничительному кольцу, 1 вариант,in FIG. 26 welding of the longitudinal element to the restrictive ring, 1 option,

на фиг. 27 приварка продольного элемента к ограничительному кольцу, 2 вариант,in FIG. 27 welding of the longitudinal element to the restrictive ring, option 2,

на фиг. 28 приведен процесс приварки проволоки к продольным элементам.in FIG. 28 shows the process of welding the wire to the longitudinal elements.

Бескаркасный скважинный фильтр (фиг. 1…28) включает два ниппеля 1 и 2 и муфту 3 для установки в состав обсадной колонны или колонны НКТ и по меньшей мере один фильтрующий элемент 4, установленный между ограничительными кольцами 5 и приваренный к ниппелям 1 и 2 сварочным швом 6.Frameless downhole filter (Fig. 1 ... 28) includes two nipples 1 and 2 and a sleeve 3 for installation in the casing or tubing string and at least one filter element 4 mounted between the restrictive rings 5 and welded to the nipples 1 and 2 welding seam 6.

Труба для изготовления ниппелей 1 и 2 поставляется по ГОСТ 633-80 Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия.The pipe for the manufacture of nipples 1 and 2 is supplied in accordance with GOST 633-80 Tubing and couplings. Technical conditions

Фильтрующий элемент 4 выполнен из намотанной на продольные элементы 7 по спирали проволоки 8 (фиг. 2) с зазором между рядами δ1 и соединенной с продольными элементами 7 точечной сваркой 9.The filter element 4 is made of a wire 8 wound on the longitudinal elements 7 in a spiral (Fig. 2) with a gap between the rows δ1 and spot welding 9 connected to the longitudinal elements 7.

На проволоку 8 может быть нанесено покрытие. Покрытие может быть выполнено коррозионностойким, например хром или никель. Покрытие может быть выполнено гидрофобным, например фторопласт.Wire 8 may be coated. The coating may be corrosion resistant, for example chromium or nickel. The coating may be hydrophobic, for example fluoroplastic.

Рекомендуемая величина зазора δ1Recommended clearance value δ1

δ1=0,1 мм …2 мм.δ1 = 0.1 mm ... 2 mm.

Поперечное сечение проволоки 8, намотанной по спирали, может быть выполнено круглым (фиг. 2) или шестигранным (фиг. 3), при этом углы шестигранника могут быть скруглены радиусом r (фиг. 4).The cross section of the wire 8, wound in a spiral, can be made round (Fig. 2) or hex (Fig. 3), while the angles of the hexagon can be rounded with a radius r (Fig. 4).

Возможно выполнение продольных элементов 7 трапециевидными (фиг. 5…7).It is possible to perform longitudinal elements 7 trapezoidal (Fig. 5 ... 7).

Зазор δ2 между рядами должен быть выполнен больше чем δ1 для того, чтобы повысить проницаемость фильтрующего элемента 4.The gap δ2 between the rows should be made larger than δ1 in order to increase the permeability of the filter element 4.

δ2=(2…10)δ1δ2 = (2 ... 10) δ1

При этом зазор δ2 между рядами может уменьшаться по радиусу (фиг. 5) или иметь постоянную величину (фиг. 6) или увеличиваться (фиг. 7).In this case, the gap δ2 between the rows can decrease in radius (Fig. 5) or have a constant value (Fig. 6) or increase (Fig. 7).

Большее основание трапеции может быть выполнено по радиусу и обращено наружу (фиг. 5 и 6) или внутрь (фиг. 7).The larger base of the trapezoid can be made in radius and facing outward (Fig. 5 and 6) or inward (Fig. 7).

На фиг. 8 приведен оптимальный вариант приварки продольного элемента. При этом необходимо соблюсти следующие соотношения:In FIG. 8 shows the best option for welding a longitudinal element. In this case, the following relationships must be observed:

Радиус большей стороны трапеции сечения должен быть равен внешнему радиусу фильтраThe radius of the larger side of the trapezoid should be equal to the outer radius of the filter

R1=RфR1 = Rf

Радиус меньшей стороны трапеции сечения должен быть равен радиусу канавки ограничительного кольцаThe radius of the smaller side of the sectional trapezoid should be equal to the radius of the groove of the restrictive ring

R2=R кол.R2 = R count

В этом случае можно провести более качественную приварку продольных элементов 7 к ограничительным кольцам 5 и проволоки 8 фильтрующего элемента к продольным элементам 7.In this case, it is possible to conduct better welding of the longitudinal elements 7 to the restrictive rings 5 and the wire 8 of the filter element to the longitudinal elements 7.

Возможно выполнение проволоки 8 треугольного сечения, при этом одна из сторон треугольника 10 может быть выполнена параллельно оси фильтра и образует его внешнюю поверхность (фиг. 9), или одна из сторон треугольника 10 выполнена параллельно продольной оси фильтра ОО и прилегает к продольным элементам 7 (фиг. 10).It is possible to make a wire 8 of a triangular cross section, while one of the sides of the triangle 10 can be parallel to the axis of the filter and forms its outer surface (Fig. 9), or one of the sides of the triangle 10 is parallel to the longitudinal axis of the filter OO and adjacent to the longitudinal elements 7 ( Fig. 10).

Возможно выполнение проволоки 8 прямоугольного поперечного сечения (фиг. 11 и 12). При этом возможны два варианта; большая сторона 11 поперечного сечения проволоки 8 расположена параллельно продольной оси фильтра ОО (фиг. 11) или перпендикулярно (фиг. 12).Perhaps the implementation of the wire 8 of a rectangular cross section (Fig. 11 and 12). In this case, two options are possible; the large side 11 of the cross section of the wire 8 is parallel to the longitudinal axis of the filter OO (Fig. 11) or perpendicular (Fig. 12).

Проволока 8 может быть выполнена из углеродистой стали из проволоки круглого сечения методом холодной прокатки. Диаметр исходной проволоки от 2 до 4 мм. Зазор 51 от 0,1 мм до 2 мм.The wire 8 can be made of carbon steel from a wire of circular cross section by cold rolling. The diameter of the source wire is from 2 to 4 mm. The gap 51 is from 0.1 mm to 2 mm.

Возможные различные варианты исполнения продольных элементов 7 приведены на фиг. 13…18.Possible various embodiments of the longitudinal elements 7 are shown in FIG. 13 ... 18.

Продольные элементы 7 могут иметь контактирующие выступы 12 и 13 с обеих сторон (фиг. 19) или только 12 с одной стороны (фиг. 20). Они увеличивают жесткость фильтрующего элемента 4 на изгиб и кручение. Это важно, так как фильтрующий элемент 4 заменяет каркас.The longitudinal elements 7 may have contacting protrusions 12 and 13 on both sides (Fig. 19) or only 12 on one side (Fig. 20). They increase the rigidity of the filter element 4 for bending and torsion. This is important since the filter element 4 replaces the frame.

Наиболее радикально жесткость фильтрующего элемента может быть увеличена применением промежуточных колец 14, на которые установлены продольные элементы 7 (фиг. 21).The most radical rigidity of the filter element can be increased by the use of intermediate rings 14, on which the longitudinal elements 7 are mounted (Fig. 21).

Скважинный фильтр может иметь несколько фильтрующих элементов 4 (фиг. 22), при этом они ограничены с обеих сторон ограничительными кольцами 5, присоединенными к ним при помощи сварочных швов 6, и соединены между собой сварочным швом 15. Продольные элементы 7 крепятся к ограничительным кольцам 4 сварочным швом 16 (фиг. 23).The downhole filter may have several filter elements 4 (Fig. 22), while they are bounded on both sides by restrictive rings 5, attached to them by welding seams 6, and interconnected by a weld seam 15. The longitudinal elements 7 are attached to the restriction rings 4 welding seam 16 (Fig. 23).

На фиг. 24 и 25 приведено дистанционное кольцо 5, которое содержит с обеих сторон канавки 17 и 18 и прорези 19 под канавкой 18, в которые укладываются продольные элементы 7 и сваривают сварочным швом 16 (фиг. 26 и 27). Вариант, приведенный на фиг. 27 наиболее оптимальный с точки зрения прочности фильтра и его технологичности, так как D3=D4, то при контактной сварке не будет наблюдаться прогиба продольных элементов 7.In FIG. 24 and 25, a distance ring 5 is provided, which comprises grooves 17 and 18 and slots 19 under the groove 18 on both sides, into which the longitudinal elements 7 are laid and welded with a weld 16 (Figs. 26 and 27). The embodiment of FIG. 27 is the most optimal from the point of view of the strength of the filter and its manufacturability, since D3 = D4, then in contact welding, there will be no deflection of the longitudinal elements 7.

Дистанционное кольцо 4 выполнено в виде цилиндрической втулки, на которой, как уже упоминалось с обеих сторон снаружи выполнены канавки 17 и 18, ниже канавки 18 выполнены прорези 19 для укладки продольных элементов 7 (фиг. 26). С одной стороны ограничительного кольца 5 выполнена внутренняя канавка 20 с центрирующим поясом 21, а с этого же торца - фаска 22 для сварки (фиг. 27).The spacer ring 4 is made in the form of a cylindrical sleeve, on which, as already mentioned, grooves 17 and 18 are made on both sides from the outside, slots 19 are made below the groove 18 for laying the longitudinal elements 7 (Fig. 26). On one side of the restrictive ring 5, an inner groove 20 is made with a centering belt 21, and from the same end there is a chamfer 22 for welding (Fig. 27).

При этом диаметр расположения продольных элементов равен внутреннему диаметру ограничительного кольца 5The diameter of the longitudinal elements is equal to the inner diameter of the restrictive ring 5

D4=D3D4 = D3

На фиг. 28 приведена сборка фильтрующего элемента 4 при помощи станка, который содержит керамическую трубу 23, установленную в патроне 24 на центрах 24.In FIG. 28 shows the assembly of the filter element 4 using a machine, which contains a ceramic pipe 23 mounted in the cartridge 24 on the centers 24.

Станок содержит суппорт 25, и контактный ролик 26, и скользящий контакт 27. Кроме того в оборудование входит сварочный трансформатор 28, который проводами 29 соединен с контактным роликом 26 и скользящим контактом 27. Вне станка установлена катушка 30 с проволокой 8.The machine includes a support 25, and a contact roller 26, and a sliding contact 27. In addition, a welding transformer 28 is included in the equipment, which is connected by wires 29 to the contact roller 26 and the sliding contact 27. A coil 30 with wire 8 is installed outside the machine.

РАБОТА СКВАЖИННОГО ФИЛЬТРАBorehole Filter Operation

Бескаркасный скважинный фильтр работает следующим образом (фиг. 1…28).Frameless downhole filter works as follows (Fig. 1 ... 28).

Отдельные скважинные фильтры собирают в колонну на обсадных трубах или в составе подвески хвостовика, спускают в продуктивный горизонт. Газ или нефть проходят сначала через зазоры между продольными элементами δ2 (фиг. 16…18), потом через фильтрующий зазор δ1 (фиг. 2) фильтрующего элемента 4. Механические частицы больше фильтрующего зазора δ1 остаются снаружи фильтрующего элемента 4, а более мелкие или равные проходят внутрь него и с газом или с нефтью поднимаются на поверхность.Separate downhole filters are collected in a casing string or as part of a liner suspension, and lowered into a productive horizon. Gas or oil passes first through the gaps between the longitudinal elements δ2 (Fig. 16 ... 18), then through the filter gap δ 1 (Fig. 2) of the filter element 4. Mechanical particles larger than the filter gap δ 1 remain outside the filter element 4, and smaller ones or equal pass into it and with gas or oil rise to the surface.

Бескаркасный фильтр имеет меньший вес по сравнению с другими фильтрами.The frameless filter has a lower weight compared to other filters.

По сравнению с каркасным фильтром, имеющим перфорированный каркас, проницаемость через щели δ2 на порядок выше. Это позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление скважинного фильтра и увеличить дебит нефти или газа.Compared to a frame filter having a perforated frame, the permeability through slits δ2 is an order of magnitude higher. This allows you to reduce the hydraulic resistance of the downhole filter and increase the flow rate of oil or gas.

Отсутствие застойных полостей в фильтрующих элементах 4 приводит к тому, что фильтр засоряется медленнее и легко промывается.The absence of stagnant cavities in the filter elements 4 leads to the fact that the filter becomes clogged more slowly and is easily washed.

В случае применения скважинного фильтра с продольными элементами 7, установленными под углом к радиальной плоскости (фиг. 18), происходит закрутка добываемого продукта и сепарация посторонних примесей.In the case of using a downhole filter with longitudinal elements 7 installed at an angle to the radial plane (Fig. 18), the produced product is swirled and foreign impurities are separated.

Для обратной промывки наиболее оптимален вариант с увеличением зазора δ1 (фиг. 9) и δ2 (фиг. 6) по радиусу. Это способствует выносу посторонних частиц в отличие от традиционно применяющихся вариантов скважинных фильтров, например каркасных щелевых или сетчатых.For backwashing, the best option is with an increase in the gap δ1 (Fig. 9) and δ2 (Fig. 6) along the radius. This contributes to the removal of foreign particles, in contrast to the traditionally used options for well filters, for example frame slotted or mesh.

При промывке щелевого скважинного фильтра посторонние частицы выходят через зазор δ1 и δ2 наружу.When washing the slotted well filter, foreign particles exit through the gap δ1 and δ2.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Повысить пропускную способность фильтра на порядок.1. Increase the filter capacity by an order of magnitude.

2. Снизить вес фильтра в 2…3 раза.2. Reduce the weight of the filter by 2 ... 3 times.

3. Повысить надежность и долговечность скважинного фильтра по сравнению с прототипом.3. To increase the reliability and durability of the downhole filter compared to the prototype.

4. Обеспечить в течение длительного времени необходимый уровень фильтрации за счет стабильно зазора.4. To provide for a long time the necessary level of filtration due to a stable gap.

5. Обеспечить фильтрацию газа и нефти от механических примесей.5. Provide filtration of gas and oil from mechanical impurities.

6. Повысить устойчивость фильтрующего элемента к абразивному износу.6. To increase the resistance of the filter element to abrasive wear.

7. Уменьшить деформацию щелевого фильтрующего элемента при спуске фильтра в скважину.7. Reduce the deformation of the slit filter element when lowering the filter into the well.

8. Улучшить очистку фильтра.8. Improve filter cleaning.

9. Сделать конструкцию фильтра более технологичной.9. To make the design of the filter more technological.

Claims (16)

1. Бескаркасный скважинный фильтр, включающий два ниппеля и, по меньшей мере, один щелевой фильтрующий элемент, выполненный между ограничительными кольцами из проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали, отличающийся тем, что оба ниппеля приварены к ограничительным кольцам, при этом поперечное сечение проволоки, намотанной по спирали, выполнено треугольным, причем одна из граней проволоки выполнена параллельно продольной оси фильтра и соединена с продольными элементами, а два боковых угла образуют калиброванный зазор.1. Frameless downhole filter, comprising two nipples and at least one slotted filter element made between the restrictive rings from a wire wound on the longitudinal elements in a spiral, characterized in that both nipples are welded to the restrictive rings, while the cross section of the wire wound in a spiral, made triangular, with one of the faces of the wire parallel to the longitudinal axis of the filter and connected to the longitudinal elements, and two lateral angles form a calibrated gap. 2. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сечение продольных элементов выполнено треугольным.2. The frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the cross section of the longitudinal elements is triangular. 3. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сечение продольных элементов выполнено круглым.3. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the cross section of the longitudinal elements is made round. 4. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сечение продольных элементов выполнено прямоугольным.4. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the cross-section of the longitudinal elements is rectangular. 5. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 4, отличающийся тем, что продольные элементы уложены меньшей стороной прямоугольника их сечения по радиусу перпендикулярного сечения фильтра.5. The frameless downhole filter according to claim 4, characterized in that the longitudinal elements are stacked on the smaller side of the rectangle of their section along the radius of the perpendicular section of the filter. 6. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 4, отличающийся тем, что продольные элементы уложены большей стороной прямоугольника их сечения по радиусу перпендикулярного сечения фильтра.6. The frameless downhole filter according to claim 4, characterized in that the longitudinal elements are laid on the greater side of the rectangle of their section along the radius of the perpendicular section of the filter. 7. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 4, отличающийся тем, что продольные элементы уложены большей стороной прямоугольника их сечения под углом к радиусу перпендикулярного сечения фильтра.7. The frameless downhole filter according to claim 4, characterized in that the longitudinal elements are laid on the larger side of the rectangle of their section at an angle to the radius of the perpendicular section of the filter. 8. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между витками проволоки выполнены уменьшающимися по радиусу.8. The frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the gaps between the turns of wire are made decreasing in radius. 9. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между витками проволоки элементов выполнены постоянными по радиусу.9. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the gaps between the turns of the wire elements are made constant in radius. 10. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между витками продольных элементов выполнены увеличивающимися по радиусу.10. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the gaps between the turns of the longitudinal elements are made increasing in radius. 11. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что на боковых гранях продольных элементов с обеих сторон выполнены дистанционные выступы.11. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that on the side faces of the longitudinal elements on both sides are made remote ledges. 12. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что на боковых гранях продольных элементов с одной стороны выполнены дистанционные выступы.12. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that on the side faces of the longitudinal elements on one side are made remote protrusions. 13. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что продольные элементы уложены на промежуточные кольца.13. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the longitudinal elements are laid on the intermediate rings. 14. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что на проволоку нанесено покрытие.14. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the wire is coated. 15. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что покрытие выполнено коррозионностойким.15. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the coating is corrosion resistant. 16. Бескаркасный скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что покрытие выполнено гидрофобным. 16. Frameless downhole filter according to claim 1, characterized in that the coating is hydrophobic.
RU2015140205/03A 2015-09-21 2015-09-21 Frameless borehole filter RU2594903C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140205/03A RU2594903C1 (en) 2015-09-21 2015-09-21 Frameless borehole filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140205/03A RU2594903C1 (en) 2015-09-21 2015-09-21 Frameless borehole filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2594903C1 true RU2594903C1 (en) 2016-08-20

Family

ID=56697468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015140205/03A RU2594903C1 (en) 2015-09-21 2015-09-21 Frameless borehole filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2594903C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724731C1 (en) * 2020-02-04 2020-06-25 Николай Борисович Болотин Downhole filter
RU2729670C1 (en) * 2020-02-04 2020-08-11 Николай Борисович Болотин Downhole filter
RU2730728C1 (en) * 2020-02-05 2020-08-25 Николай Борисович Болотин Downhole filter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU76677U1 (en) * 2008-05-06 2008-09-27 Эдуард Федорович Соловьев WIRE WELL FILTER
RU2433251C1 (en) * 2010-04-13 2011-11-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Well screen
RU2446275C1 (en) * 2010-07-13 2012-03-27 Эдуард Федорович Соловьев Slot-type well strainer
US8430158B2 (en) * 2010-08-30 2013-04-30 Halliburton Energy Services, Inc. Sand control screen assembly having integral connector rings and method for making same
RU146192U1 (en) * 2014-05-13 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Буровая компания "Дельта" Borehole Filter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU76677U1 (en) * 2008-05-06 2008-09-27 Эдуард Федорович Соловьев WIRE WELL FILTER
RU2433251C1 (en) * 2010-04-13 2011-11-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Well screen
RU2446275C1 (en) * 2010-07-13 2012-03-27 Эдуард Федорович Соловьев Slot-type well strainer
US8430158B2 (en) * 2010-08-30 2013-04-30 Halliburton Energy Services, Inc. Sand control screen assembly having integral connector rings and method for making same
RU146192U1 (en) * 2014-05-13 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Буровая компания "Дельта" Borehole Filter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАВРИЛКО В.М. "Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин", Москва, издательство литературы по строительству, 1968, стр. 92. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724731C1 (en) * 2020-02-04 2020-06-25 Николай Борисович Болотин Downhole filter
RU2729670C1 (en) * 2020-02-04 2020-08-11 Николай Борисович Болотин Downhole filter
RU2730728C1 (en) * 2020-02-05 2020-08-25 Николай Борисович Болотин Downhole filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2606470C1 (en) Frameless borehole filter
RU2603309C1 (en) Slit-type well filter
RU164013U1 (en) FRAMELESS WELL FILTER
RU2594903C1 (en) Frameless borehole filter
RU2445146C1 (en) Edge filter
US9267360B2 (en) Premium mesh screen
RU2600224C1 (en) Self-cleaning well filter
RU160272U1 (en) LOW HYDRAULIC RESISTANCE FILTER
RU2610738C1 (en) Slotted borehole filter
RU2347890C2 (en) Well filter
RU2507384C2 (en) Borehole aperture filter
RU2378494C1 (en) Slotted filter with wired filtrating element
RU2374433C2 (en) Well filter with low hydraulic friction
RU2388904C2 (en) Arrangement of well strainers for decreasing flooding of oil wells
RU2725984C1 (en) Downhole filter
RU67630U1 (en) Borehole Filter
CN103628845A (en) Novel stereo sand control screen
RU121858U1 (en) WIRE WELL FILTER
RU2729299C1 (en) Downhole filter
RU2724731C1 (en) Downhole filter
RU99819U1 (en) Borehole Slit Filter
RU2347891C2 (en) Well filter and its manufacturing method
RU76677U1 (en) WIRE WELL FILTER
RU68585U1 (en) SLOT FILTER FILTER
RU2446275C1 (en) Slot-type well strainer