RU2729298C1 - Downhole filter and its cleaning method - Google Patents
Downhole filter and its cleaning method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729298C1 RU2729298C1 RU2020108270A RU2020108270A RU2729298C1 RU 2729298 C1 RU2729298 C1 RU 2729298C1 RU 2020108270 A RU2020108270 A RU 2020108270A RU 2020108270 A RU2020108270 A RU 2020108270A RU 2729298 C1 RU2729298 C1 RU 2729298C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- stringers
- downhole
- downhole filter
- outer cylinder
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent 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
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
- E21B37/08—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells cleaning in situ of down-hole filters, screens, e.g. casing perforations, or gravel packs
-
- 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
- E21B43/088—Wire screens
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к нефтегазобобывающей промышленности, конкретно - к средствам фильтрования нефти и газа.The group of inventions relates to the oil and gas industry, specifically to the means for filtering oil and gas.
Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №71694, МПК Е21В 43/08, опубл. 20.03.2008 г.Known slotted well filter according to the RF patent for useful model No. 71694, IPC E21B 43/08, publ. 03/20/2008
Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлены продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, при этом 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.The filter contains a perforated pipe on which longitudinal support elements are installed, on the outer surface of which a wire is wound with the formation of gaps between the turns, while the wire is welded or soldered to the longitudinal elements, and the ratio of the pitch of the longitudinal elements to their height is made in the range from 1.0 up to 10. A filter mesh 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 mesh. A drainage mesh is installed between the longitudinal support elements and the filter mesh.
Недостатками фильтра являются сложность конструкции скважинного фильтра, трудоемкость изготовления, низкая надежность и быстрый абразивный износ фильтрующего элемента.The disadvantages of the filter are the complexity of the design of the well filter, the laboriousness of manufacture, low reliability and rapid abrasive wear of the filter element.
Известен скважинный фильтр по патенту РФ на изобретение №2507384, МПК Е21В 43/08, опубл. 20.02.2014 г.Known downhole filter according to the RF patent for invention No. 2507384, IPC E21B 43/08, publ. 20.02.2014
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 пятигранным, 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 borehole filter contains a perforated carrier pipe and a slotted filter element made of wire wound on longitudinal elements in a spiral, and the cross-section of the wire wound in a spiral is made pentagonal, one of the edges of the wire is made parallel to the longitudinal axis of the filter and forms its outer surface, and each lateral side is made with two edges, the upper ones form a filtering 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 strength of the wire of the filter element, which leads to a change in the gaps when running the well screen, and rapid abrasive wear of the "narrowest point" of the filter element.
Известен бескаркасный скважинный фильтр по патенту РФ на изобретение №2606470, МПК В21В 43/08, опубл. 10.01.2017 г., прототип.Known frameless downhole filter according to the RF patent for invention No. 2606470, IPC В21В 43/08, publ. 01/10/2017, prototype.
Достигнутый технический результат: уменьшение веса, увеличении прочности на изгиб при сохранении прочности на кручение и обеспечении качественной промывки фильтра.Achieved technical result: weight reduction, increase in bending strength while maintaining torsional strength and ensuring high-quality filter flushing.
Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре, содержащем ниппели, муфту и фильтрующий элемент со стрингерами, уложенными параллельно оси скважинного фильтра между ограничительными кольцами, и намотанные на них витки профилированной проволоки, тем, что он содержит внутренний стержень, установленный внутри фильтрующего элемента, внешний цилиндр в виде спирали с радиальными отверстиями и с уложенными на него стрингерами, выполненными из эластичного материала, две крестовины: нижнюю и верхнюю, установленные внутри ограничительных колец, при этом соединение с нижней крестовиной выполнено жестким, с верхней - с возможностью взаимного осевого перемещения и к ней присоединен цилиндр высокого давления с штуцером БРС, внутренний стержень соединен с нижней крестовиной жестким соединением, а с верхней крестовиной с возможностью осевого внутреннего стержня по скользящей посадке, при этом высота стрингеров выполнена из соотношения:The solution to this problem is achieved in a downhole filter containing nipples, a sleeve and a filter element with stringers laid parallel to the axis of the downhole filter between the restricting rings, and profiled wire turns wound around them, in that it contains an inner rod installed inside the filter element, an outer cylinder in the form of a spiral with radial holes and with stringers laid on it, made of elastic material, two crosses: lower and upper, installed inside the restraining rings, while the connection with the lower cross is made rigid, with the upper one - with the possibility of mutual axial movement and to it a high-pressure cylinder with a quick coupling is connected, the inner rod is connected to the lower cross by a rigid connection, and to the upper cross with the possibility of an axial inner rod along a sliding fit, while the height of the stringers is made from the ratio:
Н2=(2…5)δ2 где:Н 2 = (2 ... 5) δ 2 where:
Н2 - высота стрингера,Н 2 - stringer height,
δ2 - толщина внешнего цилиндра.δ 2 - thickness of the outer cylinder.
Внешний диаметр внутреннего стержня может быть выполнен из соотношения:The outer diameter of the inner bar can be made from the ratio:
Dвн1=(0,2…0,3)Dвнф, где:D vn1 = (0.2 ... 0.3) D vnf , where:
Dвн1 - внешний диаметр внутреннего стержня,D vn1 - outer diameter of the inner rod,
Dвнф - внутренний диаметр фильтра.D vnf is the inner diameter of the filter.
Толщина стрингеров может быть выполнена из соотношения:The thickness of the stringers can be made from the ratio:
δс=(0,8…1,0)δ2, где:δ c = (0.8 ... 1.0) δ 2 , where:
δс - толщина стрингера,δ с - stringer thickness,
δ2 - толщина внешнего цилиндра.δ 2 - thickness of the outer cylinder.
Профилированная проволока может быть выполнена треугольного поперечного сечения с радиусным скруглением вершины, обращенной к оси скважного фильтра.The profiled wire can be made of a triangular cross-section with a radius rounding of the apex facing the axis of the well screen.
Радиусное скругление вершины, обращенной к оси скважного фильтра может быть выполнено из условия:Radial rounding of the vertex facing the axis of the well screen can be performed from the condition:
R=(0,2…0,25) а, где:R = (0.2 ... 0.25) a, where:
R -радиус скругления вершины,R is the radius of rounding of the vertex,
а - ширина профилированной проволоки. a - the width of the profiled wire.
Укладка внешнего цилиндра со стингерами при сборке может быть выполнена таким образом, чтобы внутренний диаметр внешнего цилиндра был больше внутреннего диаметра фильтра:Laying the outer cylinder with stingers during assembly can be done in such a way that the inner diameter of the outer cylinder is larger than the inner diameter of the filter:
D2 > Dвн.D 2 > D int .
Укладка внешнего цилиндра со стингерами при сборке может быть выполнена таким образом, чтобы внешний диаметр фильтрующего элемента был меньше внешнего диаметра муфты:Laying the outer cylinder with stingers during assembly can be done in such a way that the outer diameter of the filter element is less than the outer diameter of the sleeve:
D2 > Dвн.D 2 > D int .
Решение указанных задач достигнуто в способе очистки скважинного фильтра путем воздействия на фильтрующий элемент, тем, что на фильтрующий элемент воздействую цилиндром высокого давления, временно удлиняющим фильтрующий элемент и увеличивающим фильтрующие зазоры между рядами профилированной проволоки, потом промывают скважинный фильтр подачей промывочной жидкости из полости эксплуатационной колонны.The solution of these problems is achieved in the method of cleaning the well filter by acting on the filter element, by the fact that the filter element is influenced by a high-pressure cylinder, temporarily lengthening the filter element and increasing the filtering gaps between the rows of profiled wire, then the well filter is washed by supplying flushing fluid from the cavity of the production string ...
При очистке скважинного фильтра фильтрующие зазоры могут быть увеличены в 2…3 раза.When cleaning the well filter, the filtering gaps can be increased by 2 ... 3 times.
Сущность группы изобретений поясняется на чертежах фиг. 1-23, где:The essence of the group of inventions is illustrated in the drawings of FIG. 1-23, where:
- на фиг. 1 приведена скважный фильтр,- in Fig. 1 shows the well filter,
- на фиг. 2 приведен фильтрующий элемент,- in Fig. 2 shows the filter element,
- на фиг. 3 приведена внутренняя труба с продольными ребрами,- in Fig. 3 shows an inner tube with longitudinal ribs,
- на фиг. 4 приведено внешний цилиндр со стрингерами,- in Fig. 4 shows the outer cylinder with stringers,
- на фиг. 5 приведен конец внешнего цилиндра со стрингерами,- in Fig. 5 shows the end of the outer cylinder with stringers,
- на фиг. 6 приведен конец продольного ребра на внутренней трубе,- in Fig. 6 shows the end of the longitudinal rib on the inner pipe,
- на фиг. 7 приведен первый вариант профилированной проволоки,- in Fig. 7 shows the first version of the profiled wire,
- на фиг. 8 приведен второй вариант профилированной проволоки,- in Fig. 8 shows the second version of the profiled wire,
- на фиг. 9 приведена сборка внутренней трубы и внешнего цилиндра,- in Fig. 9 shows the assembly of the inner pipe and the outer cylinder,
- на фиг. 10 приведен первый вариант стрингера и его установка в ограничительное кольцо,- in Fig. 10 shows the first version of the stringer and its installation in the restraining ring,
- на фиг. 11 приведен второй вариант стрингера и его установка в ограничительное кольцо,- in Fig. 11 shows the second version of the stringer and its installation in the restraining ring,
- на фиг. 12 приведен третий вариант стрингера и его установка в ограничительное кольцо,- in Fig. 12 shows the third version of the stringer and its installation in the restraining ring,
- на фиг. 13 приведен четвертый вариант стрингера и его установка в ограничительное кольцо,- in Fig. 13 shows the fourth version of the stringer and its installation in the restraining ring,
- на фиг. 14 приведен пятый вариант стрингера и его установка в ограничительное кольцо,- in Fig. 14 shows the fifth version of the stringer and its installation in the restraining ring,
- на фиг. 15 приведен шестой вариант стрингера и его установка в ограничительное кольцо,- in Fig. 15 shows the sixth version of the stringer and its installation in the restraining ring,
- на фиг. 16 приведен вид А,- in Fig. 16 shows view A,
- на фиг. 17 приведено ограничительное кольцо в разрезе, первый вариант,- in Fig. 17 shows the restrictive ring in section, the first option,
- на фиг. 18 приведено ограничительное кольцо в разрезе, второй вариант,- in Fig. 18 shows the restrictive ring in section, the second option,
- на фиг. 19 приведено ограничительное кольцо в разрезе, третий вариант,- in Fig. 19 shows the restrictive ring in section, the third option,
- на фиг. 20 приведен вид В,- in Fig. 20 shows view B,
- на фиг. 21 приведен первый вариант сборки фильтрующего блока,- in Fig. 21 shows the first version of the assembly of the filter unit,
- на фиг. 22 приведен второй вариант сборки фильтрующего блока,- in Fig. 22 shows the second version of the assembly of the filter unit,
- на фиг. 23 приведен скважинный фильтр с присоединенным к нему колтюбингом.- in Fig. 23 shows a well screen with a coiled tubing attached to it.
Обозначения, принятые в описании:Description notation:
ниппель 1,nipple 1,
муфта 2,
центратор 3,
фильтрующий элемент 4,
стрингер 5,
ограничительное кольцо 6,stop
профилированная проволока 7,profiled
сварочный шов 8,
клеевое соединение 9,adhesive joint 9,
внутренняя полость 10,
внутренний стержень 11,
нижняя крестовина 12,
верхняя крестовина 13,
жесткое соединение 14,
скользящая посадка 15,sliding
цилиндр высокого давления 16,
внешний цилиндр 17,
плоская спираль 18,
внешняя обойма 19,
внутренняя обойма 20,
стойка крестовины 21,cross
внутренняя проточка 22,
внутренний торец 23,
внешняя проточка 24,
внешний торец 25,
внутренняя фаска 26,
внешняя фаска 27,
внутренний сварной шов 28,
вторая внутренняя проточка 29,second
внутренняя поверхность 30,
входной обтекатель 31,inlet fairing 31,
штуцер быстроразъемного соединение 32,quick-
ответный штуцер быстроразъемного соединение 33,mating union quick-
колтюбинг 34,
нижний упор 35,
верхний упор 36,
башмак 37,
поверхность 38,
эксплуатационная колонна 39,
система подачи высокого давления 40,high
система подачи промывочной жидкости 41.flushing
Н0 - высота фильтрующего элемента в поперечном сечении,H 0 - the height of the filter element in the cross section,
H1 - основной зазор,H 1 - main gap,
Н2 - высота профиля стрингера,Н 2 - the height of the stringer profile,
Н3 - высота поперечного сечения профилированной проволоки.H 3 - the height of the cross-section of the profiled wire.
D1 - внутренний диаметр внутренней трубы,D 1 - inner diameter of the inner pipe,
D2 - внутренний диаметр наружного цилиндра,D 2 - inner diameter of the outer cylinder,
Dм - наружный диаметр муфты,D m - outer diameter of the coupling,
Dф - наружный диаметр фильтрующего элемента,D f - outer diameter of the filter element,
δ1 - толщина внутренней трубы,δ 1 - thickness of the inner pipe,
δс - толщина стрингера,δ с - stringer thickness,
δ2 - толщина наружного цилиндра,δ 2 - thickness of the outer cylinder,
δ3 - зазор между витками пружины,δ 3 - the gap between the turns of the spring,
δпр - боковой зазор между рядами профилированной проволоки,δ pr - lateral gap between the rows of profiled wire,
t - шаг установки стрингеров,t - step of installing stringers,
а - ширина профилированной проволоки,a - the width of the profiled wire,
R - радиус скругления контактной поверхности профилированной проволоки,R - radius of rounding of the contact surface of the profiled wire,
r1 - радиус скругления вершины поперечного сечения профилированной проволоки.r 1 - radius of rounding of the apex of the cross-section of the profiled wire.
Скважинный фильтр (фиг. 1…23) предназначен для очистки нефти или газа. 3The downhole filter (Fig. 1 ... 23) is designed for oil or gas purification. 3
Скважинный фильтр (фиг. 1) содержит ниппели 1, муфту 2 на верхнем ниппеле 1 и может быть установлен центратор 3.The downhole filter (Fig. 1) contains
Фильтрующий элемент 4, (фиг. 2) содержит стрингеры 5, уложенные параллельно оси ОО скважинного фильтра между ограничительными кольцами 6, и намотанные на них витки профилированной проволоки 7 треугольного сечения.The filter element 4 (Fig. 2) contains
Особенностью заявленного изобретения является то, что стрингеры 5 выполнены из эластичного материала способного растягиваться в длину на 3…7%, например, из пластмассы.A feature of the claimed invention is that the
Соединения ниппелей 1 с ограничительными кольцами 6 и ограничительных колец 6 с фильтрующими элементами 4 выполнено сварочными швами 8.Connections of
Соединение профилированной проволоки 7 со стрингерами 5 выполнено клеевым соединением 9.The connection of the profiled
Внутри скважинного фильтра образована внутренняя полость 10, в которую поступает очищенный добываемый продукт.An
Высота стрингеров 5 может быть выполнена из соотношения:The height of the
Н2=(3…5)δс, где:Н 2 = (3 ... 5) δ с , where:
Н2 - высота стрингера 5,Н 2 - the height of the
δс - толщина стрингера 5.δ с -
При такой толщине стрингера 5 его вес уменьшается в 4…5 раз, а прочность на изгиб возрастает в 7 раз при условии выполнения соответствующей высоты профилей стрингеров 5 Н1.With such a thickness of the
Сборка стрингеров 5 показана на фиг. 5, 18 и 19.The assembly of
Доказательство оптимальности указанного соотношения размеров для определения высоты стрингера Н2.Proof of the optimality of the specified ratio of dimensions for determining the height of the stringer Н 2 .
Из сопротивления материалов известно (для прямоугольного профиля):It is known from the resistance of materials (for a rectangular profile):
W - момент сопротивления изгибу,W is the moment of resistance to bending,
H2 - высота стрингера 5,H 2 -
δ2 - толщина стрингера 5.δ 2 - thickness of
Из этой формулы следует, что с увеличением высоты стрингера 5 - Н2 его сопротивление изгибу возрастает с квадратичной зависимостью. Однако верхний передел ограничен наружным диаметральным габаритом скважинного фильтра: сделать фильтрующий элемент 4 диаметром больше внешнего диаметра муфты 7 Dм нельзя из-за возможности разрушения фильтрующего элемента 4 при спуске в скважину.From this formula it follows that with an increase in the height of the stringer 5 - H 2, its bending resistance increases with a quadratic dependence. However, the upper redistribution is limited by the outer diametrical dimension of the downhole filter: it is impossible to make the
Более подробное обоснование высоты стрингеров 5 с использованием некоторых данных, частично позаимствованных из ГОСТ 633- 80. Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия, приведено в табл. 1.More detailed substantiation of the height of
Также возможно применение на практике труб по ГОСТ 632 - 80. Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия.It is also possible to use in practice pipes according to GOST 632 - 80. Casing pipes and couplings for them. Technical conditions.
Из табл. 1 следует, что высота фильтрующего элемента Н0=13,5…16,0 мм.From table. 1 it follows that the height of the filtering element is H 0 = 13.5 ... 16.0 mm.
При высоте профилированной проволоки 7 - Н3 равной 3 мм, учитывая, что Н0=Н3+Н2 имеем высоту Н2 (фиг. 3) стрингеров 5:With the height of the profiled wire 7 - H 3 equal to 3 mm, given that H 0 = H 3 + H 2 we have the height H 2 (Fig. 3) of stringers 5:
Н2=10,5…13,0 мм, что вполне достаточно для изготовления внешней трубы со стрингерами.H 2 = 10.5 ... 13.0 mm, which is quite enough for the manufacture of an outer pipe with stringers.
Например, при δ2=1,0 мм и δс=1,0 мм, имеем, что высота стрингеров 5 будет находиться в диапазоне:For example, with δ 2 = 1.0 mm and δ c = 1.0 mm, we have that the height of the
Н2=3,0…5,0 мм.H 2 = 3.0 ... 5.0 mm.
При δ2=2,0 мм и δс=2,0 мWith δ 2 = 2.0 mm and δ c = 2.0 m
Н2=6,0…10,0 мм, что немного меньше максимально-допустимого диапазона Н2=10,5…13,0 мм.H 2 = 6.0 ... 10.0 mm, which is slightly less than the maximum permissible range H 2 = 10.5 ... 13.0 mm.
Кроме того, скважинный фильтр содержит (фиг. 5 и 6) внутренний стержень 11, нижнюю крестовину 12 и верхнюю крестовину 13, в которых внутренний стержень 11 установлен.In addition, the well screen contains (Fig. 5 and 6) an
При этом внутренний стержень 11 соединен с нижней крестовиной 12 жестким соединением 14, а с верхней крестовиной 13 с возможностью осевого перемещения внутреннего стержня 11 по скользящей посадке 15. К внутреннему стержню 11 со стороны верхней крестовины 13 присоединен цилиндр высокого давления 16.In this case, the
Коаксиально внутреннему стержню 11 установлен внешний цилиндр 17 с радиальными отверстиями 18 и стрингерами 5, выполненными заодно с внешним цилиндром 17.Coaxially to the
Стрингеры 5 контактируют с профилированной проволокой 7 и соединены с ней клеевым соединением 9 (фиг. 2, 5 и 6).The
Возможны два варианта выполнения профилированной проволоки 7 фиг. 7 и 8.There are two possible versions of the profiled
По первому варианту профилированная проволока 7 скруглена в месте контакта со стрингерами 5 радиусом R.According to the first option, the profiled
Радиусное скругление вершины, обращенной к оси скважного фильтра может быть выполнено из условия:Radial rounding of the vertex facing the axis of the well screen can be performed from the condition:
R=(0,2…0,25)а, где:R = (0.2 ... 0.25) a, where:
R - радиус скругления вершины,R - radius of rounding of the vertex,
а - ширина профилированной проволоки. a - the width of the profiled wire.
По второму варианту (фиг. 8) возможно применение проволоки трапециевидного поперечного сечения, при этом ее меньшее основание обращено к оси скважинного фильтра ОО.According to the second option (Fig. 8), it is possible to use a wire of a trapezoidal cross-section, while its smaller base is directed to the axis of the downhole filter OO.
Внешний диаметр внутреннего стержня 11 может быть выполнен из соотношения: D1=(0,2…0,3)D2, где:The outer diameter of the
D1 - внешний диаметр внутреннего стержня,D 1 - outer diameter of the inner rod,
D2 - внутренний диаметр внешней трубы.D 2 - inner diameter of the outer pipe.
При таких соотношениях размеров загромождение сечения фильтра внутренним стержнем 11 гнзначительно.With such aspect ratios, the blockage of the filter section with the
При установке входного обтекателя 31 гидродинамические потери внутри скважинного фильтра во внутренней полости 10 значительно уменьшаются.When installing the inlet fairing 31, the hydrodynamic losses inside the well screen in the
Нижняя и верхняя крестовины 12 и 13 одинаковые по конструкции и содержат внешнюю обойму 19, внутреннююThe lower and
На фиг. 5 приведен конец стрингера 5 с вырезом стрингера прямоугольной формы. На фиг. 6 приведен внутренний стержень 11 с жестким соединением 14 и скользящей посадкой 15 на концах.FIG. 5 shows the end of the
Возможны 5 вариантов скважинного фильтра (фиг. 9…15)There are 5 options for the downhole filter (Fig. 9 ... 15)
На фиг. 9, 10 и 13 приведен первый вариант скважинного фильтра:FIG. 9, 10 and 13 show the first version of the well filter:
D2 ≥ Dвн,D 2 ≥ D int ,
где:Where:
D2 - внутренний диаметр внешней трубы 17,D 2 - inner diameter of the
Dвн - внутренний диаметр фильтра.D vn is the inner diameter of the filter.
В крестовинах 12 и 13 (фиг. 9) выполнены стойки крестовины 21. Они выполнены радиально между внешними и внутренними обоймам 19 и 20 обеих крестовин 19 и 20. На фиг. 11 и 12 приведен второй вариант скважинного фильтра:In the
D2=Dвн,D 2 = D int ,
где:Where:
D2 - внутренний диаметр внешней трубы 17,D 2 - inner diameter of the
Dвн - внутренний диаметр фильтра.D vn is the inner diameter of the filter.
На фиг. 14…16 приведен третий вариант скважинного фильтра:FIG. 14 ... 16 shows the third version of the well filter:
D2 ≤ Dвн,D 2 ≤ D int ,
где:Where:
D2 - внутренний диаметр внешней трубы 17,D 2 - inner diameter of the
Dвн - внутренний диаметр фильтра.D vn is the inner diameter of the filter.
На фиг. 17 приведено ограничительное кольцо 6, первый вариант.FIG. 17 shows the
На фиг. 18 приведено ограничительное кольцо 6, второй вариант.FIG. 18 shows a
На фиг. 19 приведен третий вариант ограничительного кольца 6 внутренней поверхностью 30 конической формы в виде усеченного конуса.FIG. 19 shows a third version of the restraining
На фиг. 20 приведен вид В ограничительного кольца 6, третьего варианта.FIG. 20 shows a view B of the restraining
На фиг. 21 и 22 приведены два варианта сборки фильтрующих элементов 4.FIG. 21 and 22 show two options for assembling
При этом в варианте фиг. 21 в крестовинах 12 и 13 применяют только внутренние обоймы 20. А в варианте фиг. 22 наружные обоймы 19 и внутренние обоймы 20.In this case, in the embodiment of FIG. 21, in the
На фиг. 23 приведено присоединение колтюбинга 34 при помощи штуцера БРС 32 и ответного штуцера БРС 33.FIG. 23 shows the connection of the coiled
Регулировка исходного положения фильтрующего элемента 4 может быть выполнена любым способом. Например, на внутреннем стержне 11 могут быть выполнены нижний и верхний упоры 35 и 36 (фиг. 9 и 23),The adjustment of the initial position of the
В состав системы очистки входят башмак 37, выполненная на поверхности 38 и присоединенная к эксплуатационной колонне 39 система подачи высокого давления 40 и система подачи промывочной жидкости 41.The cleaning system includes a
Сборка скважинного фильтраWell screen assembly
При сборке отдельно (фиг. 1…23) изготавливают ниппели 1, ограничительные кольца 6 и фильтрующие элементы 4.When assembled separately (Fig. 1 ... 23),
Фильтрующие элементы 4 собирают на оправке (не показано) на которой устанавливают внутренний цилиндр 17 со стрингерами 5 из эластичного материала и на них наматывают профилированную проволоку 7 периодически приклеиивая ее к стрингерам 5 клеевыми соединениями 9 (фиг. 12).The
Фильтрующие элементы 4 после из сборки приваривают с обеих сторон к ограничительным кольцам 6 сварочными швами 8 (фиг. 1, 2 и 19, 20).The
При помощи жесткого соединения 14 и упоров 35 и 36 собирают фильтрующий элемент 4 и внутри него со стороны верхней крестовины 13 крепят цилиндр высокого давления 16.Using a
До этого или потом фильтрующие элементы 4 приваривают к ограничительным кольцам 6 при помощи внутренних сварочных швов 28.Before or later, the
Ниппеля 1 вставляют во внутренние проточки 22 (фиг. 1, 2 и 19, 20) и приваривают к ограничительным кольцам 6 тоже сварочными швами 8 (фиг. 1 и 2).The
РАБОТА СКВАЖИННОГО ФИЛЬТРАWELL FILTER OPERATION
Скважинный фильтр предназначен для очистки нефти или газа от посторонних примесей (фиг. 1…23). Для этого скважинный фильтр устанавливают в состав эксплуатационной колонны 32. Нефть (газ) через зазор δ1 между витками профилированной проволоки 7 и далее через зазоры между стрингерами 5 - δ2 и зазоры между витками плоской пружины 18 δ2 поступает во внутреннюю полость 10 с высокой степенью очистки.The downhole filter is designed to clean oil or gas from impurities (Fig. 1 ... 23). To do this, the well filter is installed in the
Степень фильтрации зависит преимущественно от зазора δ1 и задается заказчиком обычно в диапазоне от 0,1 до 1,0 мм. При этом не допустима деформация витков профилированной проволоки 7, ни при изготовлении, ни при перевозке и спуске скважинного фильтра в скважину. Это достигнуто контактом профилированной проволоки 7 со стрингерами 5 при ее приклеивании без вытяжки профилированной проволоки 7 за счет большей площади их контакта между собой.The degree of filtration depends mainly on the gap δ 1 and is set by the customer, usually in the range from 0.1 to 1.0 mm. In this case, deformation of the turns of the profiled
Проходя через зазоры δ1 между стрингерами 5 (фиг. 10) во внутреннюю полость 10 скважинного фильтра добываемый продукт очищается.Passing through the gaps δ 1 between the stringers 5 (Fig. 10) into the
В процессе эксплуатации полость между профилированной проволокой 7 и внешним цилиндром 17 в виде плоской пружины 18 забивается посторонними частицами.During operation, the cavity between the profiled
Для очистки фильтрующего элемента 2 скважинного фильтра через эксплуатационную колонну 39 (фиг. 23) сбрасывают колтюбинг 34 с ответным штуцером быстроразъемного соединение БПС 33, который соединяется с штуцером быстроразъемного соединение БПС 32. Собирают системы подачи высокого давления 40 и систему подачи промывочной жидкости 41 (фиг. 23).To clean the
После этого подают высокое давление жидкости или газа по системе подачи высокого давления 40 в цилиндр высокого давления 16, который удлиняет фильтрующий элемент 4 на 3…7% и увеличивая тем самым зазоры δ1.After that, high pressure of liquid or gas is fed through the high-
Потом подают промывочную жидкость в полость 10 скважинного фильтра, при этом выполняется промывка фильтрующего элемента 4.Then, the flushing fluid is fed into the
Предложенная конструкция обеспечивает улучшение фильтрации за счет стабильности бокового зазора между рядами профилированной проволоки δ1 (фиг. 10) и повышает его прочность за счет предложенного профиля и материала стрингеров 5 и профилированной проволоки 7.The proposed design provides improved filtration due to the stability of the lateral gap between the rows of profiled wire δ 1 (Fig. 10) and increases its strength due to the proposed profile and material of
Позволяет периодически осуществлять качественную промывку скважинного фильтра.Allows you to periodically carry out high-quality flushing of the well filter.
При применении таких фильтрующих элементов 4 с предварительным осевым натягом увеличивает их прочность на разрыв, скручивание и вибронагрузки. Применение изобретения позволило:When using
- уменьшить вес скважинного фильтра на 30…50% при увеличении его прочности на изгиб и сохранении прочности на растяжение и кручение,- reduce the weight of the downhole filter by 30 ... 50% while increasing its bending strength and maintaining tensile and torsional strength,
- увеличить прочность скважинного фильтра при воздействии изгибающих и сжимающих нагрузок,- to increase the strength of the well screen when exposed to bending and compressive loads,
- улучшить очистку добываемого продукта за счет уменьшение деформации витков профилированной проволоки при сварке и при спуске скважинного фильтра в скважину.- to improve the cleaning of the extracted product by reducing the deformation of the turns of the profiled wire during welding and when running the well screen into the well.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108270A RU2729298C1 (en) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Downhole filter and its cleaning method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108270A RU2729298C1 (en) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Downhole filter and its cleaning method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729298C1 true RU2729298C1 (en) | 2020-08-05 |
Family
ID=72085950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020108270A RU2729298C1 (en) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Downhole filter and its cleaning method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729298C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1523654A1 (en) * | 1987-07-01 | 1989-11-23 | Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Deep-well filter |
US5095990A (en) * | 1990-10-26 | 1992-03-17 | Mobil Oil Corporation | Method and device for sand control |
RU36435U1 (en) * | 2003-10-14 | 2004-03-10 | ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" | Well pump pump filter |
RU2445146C1 (en) * | 2010-10-01 | 2012-03-20 | Александр Владимирович Яшин | Edge filter |
RU123829U1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-01-10 | ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" (ОАО "Ижнефтемаш") | FILTER WELL |
RU2600224C1 (en) * | 2015-09-22 | 2016-10-20 | Николай Борисович Болотин | Self-cleaning well filter |
RU2606470C1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-01-10 | Дмитрий Валентинович Моисеев | Frameless borehole filter |
-
2020
- 2020-02-25 RU RU2020108270A patent/RU2729298C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1523654A1 (en) * | 1987-07-01 | 1989-11-23 | Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Deep-well filter |
US5095990A (en) * | 1990-10-26 | 1992-03-17 | Mobil Oil Corporation | Method and device for sand control |
RU36435U1 (en) * | 2003-10-14 | 2004-03-10 | ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" | Well pump pump filter |
RU2445146C1 (en) * | 2010-10-01 | 2012-03-20 | Александр Владимирович Яшин | Edge filter |
RU123829U1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-01-10 | ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" (ОАО "Ижнефтемаш") | FILTER WELL |
RU2600224C1 (en) * | 2015-09-22 | 2016-10-20 | Николай Борисович Болотин | Self-cleaning well filter |
RU2606470C1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-01-10 | Дмитрий Валентинович Моисеев | Frameless borehole filter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2606470C1 (en) | Frameless borehole filter | |
EP0674095B1 (en) | Well screen with coiled element | |
CN108368731B (en) | Threaded joint comprising an intermediate shoulder | |
US5855242A (en) | Prepacked flush joint well screen | |
US8281855B2 (en) | Shrouded tubular | |
RU2729299C1 (en) | Downhole filter | |
CA3072886C (en) | Flow characteristic control using tube inflow control device | |
WO2019202386A1 (en) | Apparatus for connecting wellsite tubing | |
RU2729298C1 (en) | Downhole filter and its cleaning method | |
US20150315881A1 (en) | Over-Coupling Screen Communication System | |
RU164013U1 (en) | FRAMELESS WELL FILTER | |
US20140116725A1 (en) | Tubular Member Coupling and Lining Systems and Methods | |
JP2007126888A (en) | Screen and method of connecting the same | |
RU2594903C1 (en) | Frameless borehole filter | |
RU2726678C1 (en) | Downhole filter | |
WO2002016724A2 (en) | Expandable coupling | |
RU2725984C1 (en) | Downhole filter | |
RU2729577C1 (en) | Downhole filter | |
RU2726657C1 (en) | Downhole filter | |
RU2600224C1 (en) | Self-cleaning well filter | |
RU2378494C1 (en) | Slotted filter with wired filtrating element | |
RU2374433C2 (en) | Well filter with low hydraulic friction | |
RU2730728C1 (en) | Downhole filter | |
RU2724731C1 (en) | Downhole filter | |
RU2728294C1 (en) | Downhole filter |