RU2603868C1 - Скважинный щеточный фильтр (варианты) - Google Patents
Скважинный щеточный фильтр (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603868C1 RU2603868C1 RU2015131684/03A RU2015131684A RU2603868C1 RU 2603868 C1 RU2603868 C1 RU 2603868C1 RU 2015131684/03 A RU2015131684/03 A RU 2015131684/03A RU 2015131684 A RU2015131684 A RU 2015131684A RU 2603868 C1 RU2603868 C1 RU 2603868C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- brush
- bristles
- downhole
- housing
- radial channels
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 12
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/08—Screens or liners
- E21B43/086—Screens with preformed openings, e.g. slotted liners
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
- E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
- E03B3/08—Obtaining and confining water by means of wells
- E03B3/16—Component parts of wells
- E03B3/18—Well filters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Изобретение относится к фильтрующим устройствам, размещаемым в интервале перфораций эксплуатационной колонны скважины для предотвращения выноса частиц породы из призабойной зоны пласта. Устройство содержит несущую перфорированную трубу и размещенную на ней щетку, наружный диаметр щетинок которой составляет не менее внутреннего диаметра эксплуатационной колонны. Корпус щетки образован сомкнутыми витками U-образного желоба спиральной полосовой щетки, а функцию радиальных каналов выполняют канавки на боковых стенках U-образного желоба или отверстия в его стенке. Сохраняется производительность скважины, удлиняется период между ее ремонтами, уменьшается износ и увеличивается наработка погружного насосного оборудования, снижается трудоемкость изготовления фильтра. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Изобретение относится к оборудованию, применяемому в нефтедобыче, в частности к фильтрующим устройствам, размещаемым в интервале перфораций эксплуатационной колонны (ЭК) скважины для предотвращения выноса в нее частиц породы и пропанта из призабойной зоны пласта (ПЗП).
Известен целый ряд скважинных фильтров, препятствующих попаданию частиц породы из продуктивного пласта в ствол скважины. Примером является скважинный фильтр, содержащий опорную трубу с продольными прорезями и закрепленные на ней с перекрытием друг друга в осевом и окружном направлении фильтровальные листы в форме ирисовой диаграммы (Патент РФ №2197600, Е21В 43/08, 1998), а также скважинный фильтр, включающий опорную трубу с перфорациями, дренажную и фильтрующую металлические сетки, проволоки основы и утка которых расположены под углом к оси (Патент США №6607032, Е21В 43/08, 2003).
Недостаток описанных скважинных фильтров заключается в том, что для их приведения в рабочее положение в скважине необходимо применение специальной технологической оснастки и привлечение высококвалифицированного персонала. Это приводит к значительным эксплуатационным затратам и ограничивает использование фильтров дорогостоящими высокопродуктивными скважинами.
Известен скважинный щеточный фильтр (СЩФ), включающий несущую штангу и пакет щеточных дисков с радиально ориентированными пучками щетинок из коррозионностойкой стали, в котором диаметр дисков превышает внутренний диаметр ЭК (ПМ №103842 РФ, Е21В 43/08, 2010).
Недостатком СЩФ является высокое гидравлическое сопротивление, поскольку из-за отсутствия радиальных отверстий в несущей штанге жидкость движется на прием ЭЦН в осевом направлении сквозь весь пакет щеточных дисков, обтекая бессчетное множество щетинок.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является СЩФ, содержащий несущую перфорированную трубу, закрепленные на ней фильтрующие круглые щетки в виде цилиндрического корпуса с радиальными каналами и радиально ориентированными пучками щетинок, превышающими в диаметре внутренний диаметр ЭК, и разобщитель межтрубного пространства, установленный сверху (Пат. РФ №2504643, Е21В 43/08, 2014).
Недостатком принятого за прототип СЩФ является невысокая способность к удержанию частиц породы, поскольку круглые щетки имеют низкую наполненность щетинками, которые сгруппированы в пучки, закрепленные в корпусе на некотором расстоянии друг от друга. Следствием низкой наполненности щетинками является необходимость установки выше СЩФ разобщителя межтрубного пространства для предотвращения движения неочищенной пластовой жидкости к ЭЦН в осевом направлении между пучками щетинок, что усложняет конструкцию СЩФ. Кроме того, СЩФ не технологичен в изготовлении.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является улучшение фильтрационных характеристик и упрощение технологии изготовления СЩФ.
Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном щеточном фильтре, содержащем несущую трубу с перфорациями и щетку, состоящую из корпуса с радиальными каналами и щетинок с наружным диаметром не менее внутреннего диаметра ЭК, согласно изобретению, корпус щетки образован сомкнутыми витками U-образного желоба спиральной полосовой щетки, на боковых стенках которого выполнены канавки, выполняющие функцию радиальных каналов.
В другом варианте исполнения функцию радиальных каналов выполняют отверстия в основании U-образного желоба.
В скважинном щеточном фильтре щетинки могут быть выполнены гофрированными.
На фиг. 1-4 схематично изображен заявляемый СЩФ по первому варианту: фиг. 1 - продольное сечение; фиг. 2 - фрагмент А (увеличено) фиг. 1, щетка с прямыми щетинками; фиг. 3 - фрагмент А (увеличено) фиг. 1, щетка с гофрированными щетинками; фиг. 4 - поперечное сечение. На фиг. 5-8 схематично изображен заявляемый СЩФ по второму варианту: фиг. 5 - продольное сечение; фиг. 6 - фрагмент А (увеличено) фиг. 5, щетка с прямыми щетинками; фиг. 7 - фрагмент А (увеличено) фиг. 5, щетка с гофрированными щетинками; фиг. 8 - поперечное сечение.
СЩФ (фиг. 1, 4, 5, 8) содержит несущую трубу 1 с перфорациями 2 и спиральную полосовую щетку 3, состоящую из сомкнутых витков спирали 4 U-образного желоба 5, в который заделаны вплотную друг к другу щетинки 6 (фиг. 2, 6). Щетинки 6 могут быть выполнены гофрированными с образованием между собой лабиринтообразных каналов переменного сечения (фиг. 3, 7). Материалом щетинок 6 служит преимущественно коррозионно- и износостойкая сталь; возможно изготовление щетинок из износо- и термостойкого полимера. Диаметр щетинок 6 изменяется в диапазоне 0,3…0,7 мм в зависимости от условий эксплуатации СЩФ. Витки спирали 4 U-образного желоба 5, навитые впритык друг к другу на несущей трубе 1, образуют единый корпус 7 щетки 3 (фиг. 2, 6). U-образный желоб 5 выполнен из тонколистового металла, поэтому щетинки 6 соседних витков спирали переплетаются между собой и формируют непрерывное щеточное поле в осевом направлении. В первом варианте СЩФ на боковых стенках 8 U-образного желоба 5 сформировано множество канавок 9, выполняющих функцию радиальных каналов и гидравлически связывающих лицевую и тыльную поверхности щетки 3 (фиг. 2, 4). Во втором варианте СЩФ эту функцию выполняют отверстия 11, расположенные на основании 10 U-образного желоба 5 (фиг. 6). Изнутри к виткам спирали 4 приварены продольные стержни 12, обеспечивающие прочность корпуса 7 щетки 3 и образование кольцевого зазора 13 между корпусом 7 и несущей трубой 1. Кольцевой зазор 13 исключает появление тупиковых, то есть упирающихся в стенку трубы 1 канавок 9 и отверстий 11 (фиг. 4, 8).
Несущая труба 1 может быть выполнена не только круглой, но и профильной, например, шестигранной формы (не показана). В этом случае корпус 7 щетки 3 будет опираться на ребра вышеназванной трубы и все канавки 9 или отверстия 11 будут сообщаться с сегментообразными каналами, образующимися между гранями профильной трубы и корпусом щетки.
Следствием анизотропной структуры щетки 3 и большой густоты щетинок 6 является то, что величина гидравлического сопротивления щетки 3 при поперечном обтекании щетинок 6 значительно выше, чем при продольном обтекании. Благодаря сказанному и наличию в желобе 5 канавок 9 или отверстий 11 пластовая жидкость движется в СЩФ только в радиальном направлении. Отсутствие осевого потока жидкости исключает потребность в разобщителе межтрубного пространства, устанавливаемом выше СЩФ для направления очищенной жидкости на прием ЭЦН, что упрощает монтаж СЩФ в скважине.
СЩФ работает следующим образом.
СЩФ, щетинки 6 которого образует цилиндр с наружным диаметром, равным или несколько большим внутреннего диаметра ЭК 14, спускают в интервал перфораций 15 (фиг. 1, 4, 5, 8). После расправления щетинки 6 соприкасаются со стенкой ЭК 14 и перегораживают сечение перфораций 15.
При работе ЭЦН (не показан) жидкость с находящимися в ней частицами породы течет к перфорациям 15 из ПЗП 16. На выходе из перфораций 15 наиболее крупные частицы породы сталкиваются с щетинками 6 щетки 3, теряют скорость, застревают и накапливаются в пространстве между ними. Благодаря гофрированной форме щетинок 6 движение жидкости происходит по лабиринтообразной траектории, что увеличивает вероятность задержания частиц. Задержанные частицы формируют проницаемую структуру, препятствующую движению частиц породы из продуктивного пласта внутрь ЭК14, но не ограничивающую течение пластовой жидкости по этой траектории. Свободная от частиц жидкость продолжает движение по линии наименьшего гидравлического сопротивления вдоль щетинок 6. При этом щетинки 6 практически не изменяют свою конфигурацию и положение относительно перфораций 15, что исключает неконтролируемый вынос частиц породы из ПЗП в скважину. После прохождения между щетинками 6 жидкость попадает в канавки 9 в первом варианте СЩФ или в отверстия 11 во втором варианте ФСЩ в корпусе 7 щетки 3. Пройдя сквозь них, жидкость оказывается в кольцевом зазоре 13, откуда через перфорации 2 втекает в несущую трубу 1. Поднявшись по несущей трубе 1 за пределы щетки 3, жидкость выходит в межтрубное пространство, достигает приема ЭЦН и поднимается по лифту НКТ на дневную поверхность.
Благодаря высокой наполненности щетки щетинками, достигаемой за счет ее изготовления из плотно прижатых друг к другу витков спиральной полосовой щетки, СЩФ хорошо задерживает частицы породы, выносимые из пласта в ЭК. Этим сохраняется производительность скважины и удлиняется период между ее ремонтами. Одновременно уменьшается износ работающего в скважине погружного оборудования и увеличивается его наработка.
СЩФ благодаря своей конструкции и принципу работы может эффективно применяться в многопластовых скважинах, при этом на одном лифте НКТ возможно размещение СЩФ напротив каждого интервала перфораций. За счет предотвращения миграции частиц породы из пласта в ствол скважины сохраняется целостность всех коллекторов в скважине.
Claims (4)
1. Скважинный щеточный фильтр, содержащий несущую перфорированную трубу и щетку, состоящую из корпуса с радиальными каналами и щетинок, с наружным диаметром не менее внутреннего диаметра эксплуатационной колонны, отличающийся тем, что корпус щетки образован сомкнутыми витками U-образного желоба спиральной полосовой щетки, на боковых стенках которого выполнены канавки, выполняющие функцию радиальных каналов.
2. Скважинный щеточный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что щетинки выполнены гофрированными.
3. Скважинный щеточный фильтр, содержащий несущую перфорированную трубу и щетку, состоящую из корпуса с радиальными каналами и щетинок, с наружным диаметром не менее внутреннего диаметра эксплуатационной колонны, отличающийся тем, что корпус щетки образован сомкнутыми витками U-образного желоба спиральной полосовой щетки, при этом в основании желоба просверлены отверстия, выполняющие функцию радиальных каналов.
4. Скважинный щеточный фильтр по п. 3, отличающийся тем, что щетинки выполнены гофрированными.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015131684/03A RU2603868C1 (ru) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Скважинный щеточный фильтр (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015131684/03A RU2603868C1 (ru) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Скважинный щеточный фильтр (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2603868C1 true RU2603868C1 (ru) | 2016-12-10 |
Family
ID=57776621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015131684/03A RU2603868C1 (ru) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Скважинный щеточный фильтр (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2603868C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187189U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-02-22 | ООО "Проектно-Консалтинговая Группа "БК" | Устройство для очистки жидкости в скважине |
RU200711U1 (ru) * | 2020-08-26 | 2020-11-06 | Айдар Данирович Музипов | Фильтр для нефтяной скважины |
RU207876U1 (ru) * | 2021-09-21 | 2021-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергопром" | Скважинный фильтр |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU103842U1 (ru) * | 2010-10-18 | 2011-04-27 | Айдар Иршатович Рахимкулов | Фильтр скважинный |
US8028768B2 (en) * | 2009-03-17 | 2011-10-04 | Schlumberger Technology Corporation | Displaceable plug in a tool string filter |
RU2504643C1 (ru) * | 2012-08-15 | 2014-01-20 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Скважинный раскрывающийся фильтр |
RU138842U1 (ru) * | 2013-05-21 | 2014-03-27 | Пласан Саса Лтд. | Многофункциональная броня |
RU2557273C1 (ru) * | 2014-06-11 | 2015-07-20 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" (АО "Новомет-Пермь") | Скважинный расширяющийся фильтр |
-
2015
- 2015-07-29 RU RU2015131684/03A patent/RU2603868C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8028768B2 (en) * | 2009-03-17 | 2011-10-04 | Schlumberger Technology Corporation | Displaceable plug in a tool string filter |
RU103842U1 (ru) * | 2010-10-18 | 2011-04-27 | Айдар Иршатович Рахимкулов | Фильтр скважинный |
RU2504643C1 (ru) * | 2012-08-15 | 2014-01-20 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Скважинный раскрывающийся фильтр |
RU138842U1 (ru) * | 2013-05-21 | 2014-03-27 | Пласан Саса Лтд. | Многофункциональная броня |
RU2557273C1 (ru) * | 2014-06-11 | 2015-07-20 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" (АО "Новомет-Пермь") | Скважинный расширяющийся фильтр |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187189U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-02-22 | ООО "Проектно-Консалтинговая Группа "БК" | Устройство для очистки жидкости в скважине |
RU200711U1 (ru) * | 2020-08-26 | 2020-11-06 | Айдар Данирович Музипов | Фильтр для нефтяной скважины |
RU207876U1 (ru) * | 2021-09-21 | 2021-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергопром" | Скважинный фильтр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2011341519B2 (en) | Sand control screen assembly having a compliant drainage layer | |
RU2721345C1 (ru) | Узел сетчатого фильтра в заборной части погружного скважинного насоса | |
US6715544B2 (en) | Well screen | |
RU103842U1 (ru) | Фильтр скважинный | |
US5938925A (en) | Progressive gap sand control screen and process for manufacturing the same | |
RU2603868C1 (ru) | Скважинный щеточный фильтр (варианты) | |
OA11330A (en) | Well casing assembly with erosion protection for inner screen. | |
US20100258302A1 (en) | Well Screen With Drainage Assembly | |
US10364656B2 (en) | Annular flow rings for sand control screen assemblies | |
RU2603309C1 (ru) | Щелевой скважинный фильтр | |
US20170362921A1 (en) | Drainage Layers For Sand Control Screen Assemblies | |
RU2504643C1 (ru) | Скважинный раскрывающийся фильтр | |
RU51664U1 (ru) | Скважинный фильтр | |
RU2388904C2 (ru) | Компоновка скважинных фильтров для снижения обводнения нефтяных скважин | |
CN109415934B (zh) | 用于水平井中的聚合物注入的交替螺旋流控制装置 | |
RU138070U1 (ru) | Фильтр скважинный | |
RU2557273C1 (ru) | Скважинный расширяющийся фильтр | |
RU147662U1 (ru) | Фильтрующий модуль | |
RU2559973C1 (ru) | Скважинный расширяющийся фильтр | |
RU187105U1 (ru) | Фильтр буровой скважины | |
RU199272U1 (ru) | Составной фильтр вставного скважинного штангового насоса | |
US10781673B2 (en) | Base pipes for sand control screen assemblies | |
RU2378496C1 (ru) | Колонна скважинных фильтров и способ сборки колонны скважинных фильтров | |
RU78858U1 (ru) | Компоновка скважинных фильтров для снижения обводнения нефтяных скважин | |
RU2190758C2 (ru) | Скважинный фильтр |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170730 |