RU2729375C1 - Downhole filter - Google Patents

Downhole filter Download PDF

Info

Publication number
RU2729375C1
RU2729375C1 RU2020105473A RU2020105473A RU2729375C1 RU 2729375 C1 RU2729375 C1 RU 2729375C1 RU 2020105473 A RU2020105473 A RU 2020105473A RU 2020105473 A RU2020105473 A RU 2020105473A RU 2729375 C1 RU2729375 C1 RU 2729375C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stringers
filter
inner diameter
downhole
downhole filter
Prior art date
Application number
RU2020105473A
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 RU2020105473A priority Critical patent/RU2729375C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2729375C1 publication Critical patent/RU2729375C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
    • E03B3/08Obtaining and confining water by means of wells
    • E03B3/16Component parts of wells
    • E03B3/18Well filters
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/08Screens or liners
    • E21B43/088Wire screens

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry, in particular, to filtration of oil and gas. Downhole filter comprises nipples and a filtering element comprising stringers laid parallel to the downhole filter axis between the limiting rings and coiled turns of the profiled wire wound thereon. Stringers feature T-shaped cross-section with posts and shelves, their flanges contact with coils of profiled wire.
EFFECT: reduced weight and simplified design while maintaining strength and efficient cleaning.
8 cl, 2 tbl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазобобывающей промышленности, конкретно - к средствам фильтрования нефти и газа.The invention relates to the oil and gas industry, specifically to oil and gas filtering means.

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.

Этот бескаркасный скважинный фильтр содержит два ниппеля и, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, закрытый защитным кожухом, имеющим отверстия, и выполненным между ограничительными кольцами, тем, что каждый фильтрующий элемент уложен на продольные элементы, а оба ниппеля приварены к крайним ограничительным кольцам, внутри фильтра без кольцевого зазора установлен кольцевой кожух, внутри которого с кольцевым зазором установлено средство закрутки добываемого продукта. Фильтрующий элемент может быть выполнен щелевым в виде проволоки, намотанной на продольные элементы по спирали.This frameless downhole filter contains two nipples and at least one filter element, covered by a protective casing having holes and made between the stop rings, in that each filter element is laid on longitudinal elements, and both nipples are welded to the extreme stop rings, an annular casing is installed inside the filter without an annular gap, inside which a means for swirling the extracted product is installed with an annular gap. The filter element can be made slotted in the form of a wire wound on the longitudinal elements in a spiral.

Недостатки: высокий вес, соизмеримый с весом каркасного фильтра, сложность конструкции и возможность деформации витков профилированной проволоки.Disadvantages: high weight, commensurate with the weight of the frame filter, the complexity of the design and the possibility of deformation of the turns of the profiled wire.

Задача создания изобретения уменьшение веса и упрощение конструкции скважинного фильтра при сохранении прочности и обеспечении эффективной очистки.The objective of the invention is to reduce the weight and simplify the design of the well screen while maintaining strength and ensuring effective cleaning.

Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре, содержащем ниппели, и фильтрующий элемент, содержащий стрингеры, уложенные параллельно оси скважинного фильтра между ограничительными кольцами, и намотанные на них витки профилированной проволоки, тем, что стрингеры выполнены «Т»-образного поперечного сечения со стойками и полками, их полки контактируют с витками профилированной проволоки.The solution to this problem is achieved in a downhole filter containing nipples and a filter element containing stringers laid parallel to the axis of the downhole filter between the restricting rings, and profiled wire turns wound around them, in that the stringers are made of "T" -shaped cross-section with struts and shelves, their shelves are in contact with the turns of the profiled wire.

Высота стрингеров может быть выполнена из соотношения:The height of the stringers can be made from the ratio:

Н2=(2,5…3,0) В1, где:H 2 = (2.5 ... 3.0) B 1 , where:

Н2 - высота стрингера,Н 2 - stringer height,

В1 - ширина основания стрингера.B 1 is the width of the stringer base.

Контактные поверхности полок стрингеров могут быть выполнены скругленными, при этом радиус скругления выполнен из соотношения:The contact surfaces of the stringer shelves can be made rounded, while the radius of the rounding is made from the ratio:

R=0,5 (Вф-2Н2), где:R = 0.5 (V f -2H 2 ), where:

R - радиус скругления полки,R - flange radius,

Dф - внешний диаметр фильтрующего элемента,D f - outer diameter of the filter element,

Н2 - высота стрингера.H 2 - stringer height.

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:

r1=(0,2…0,25) а, где:r 1 = (0.2 ... 0.25) a , where:

r1 - радиус скругления вершины,r 1 - radius of rounding of the vertex,

а - ширина профилированной проволоки. a - the width of the profiled wire.

Укладка стингеров может быть выполнена таким образом, чтобы внутренний диаметр установки стрингеров был равен внутреннему диаметру фильтра:The stingers can be laid in such a way that the inner diameter of the stringers is equal to the inner diameter of the filter:

Dвнс=Dвн,D = D VNS corolla,

где: Dвнс - внутренний диаметр установки стрингеров,where: D vnc - inner diameter of the stringers installation,

Dвн, - внутренний диаметр ограничительных колец.D vn, is the inner diameter of the stop rings.

Укладка стингеров может быть выполнена таким образом, чтобы внутренний диаметр установки стрингеров был меньше внутреннего диаметра фильтра:The stingers can be laid in such a way that the inner diameter of the stringers is less than the inner diameter of the filter:

Dвнс<Dвн. VNS D <D ext.

Укладка стингеров может быть выполнена таким образом, чтобы внутренний диаметр установки стрингеров был больше внутреннего диаметра фильтра:The stingers can be laid in such a way that the inner diameter of the stringers is larger than the inner diameter of the filter:

Dвнс<Dвн. VNS D <D ext.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг. 1-13, где:The essence of the invention is illustrated in the drawings Fig. 1-13, where:

- на фиг. 1 приведен скважный фильтр,- in Fig. 1 shows a well filter,

- на фиг. 2 приведен фильтрующий элемент,- in Fig. 2 shows the filter element,

- на фиг. 3 приведен первый вариант стрингера,- in Fig. 3 shows the first version of the stringer,

- на фиг. 4 приведен второй вариант стрингера,- in Fig. 4 shows the second version of the stringer,

- на фиг. 5 приведен первый вариант профилированной проволоки,- in Fig. 5 shows the first version of the profiled wire,

- на фиг. 6 приведен второй вариант профилированной проволоки,- in Fig. 6 shows the second version of the profiled wire,

- на фиг. 7 приведен конец стрингера и его установка в ограничительное кольцо, первый вариант,- in Fig. 7 shows the end of the stringer and its installation in the stop ring, the first option,

- на фиг. 8 приведен конец стрингера и его установка в ограничительное кольцо, второй вариант,- in Fig. 8 shows the end of the stringer and its installation in the restricting ring, the second option,

- на фиг. 9 приведен конец стрингера и его установка в ограничительное кольцо, третий вариант- in Fig. 9 shows the end of the stringer and its installation in the restricting ring, the third option

- на фиг. 10 приведена сборка фильтрующего элемента,- in Fig. 10 shows the assembly of the filter element,

- на фиг. 11 приведен вид А,- in Fig. 11 shows view A,

- на фиг 12 приведено ограничительное кольцо,- Fig. 12 shows a limit ring,

- на фиг. 13 приведен вид В.- in Fig. 13 shows view B.

Обозначения, принятые в описании:Description notation:

ниппель 1,nipple 1,

муфта 2,clutch 2,

центратор 3,centralizer 3,

фильтрующий элемент 4,filter element 4,

стрингер 5,stringer 5,

ограничительно кольцо 6,restrictive ring 6,

профилированная проволока 7,profiled wire 7,

сварочный шов 8,welding seam 8,

контактная сварка 9,contact welding 9,

внутренняя полость 10,inner cavity 10,

стойка 11,rack 11,

полка 12,shelf 12,

внутреннее основание 13,inner base 13,

контактная поверхность 14,contact surface 14,

внешняя грань 15,outer edge 15,

внутренняя грань 16,inner edge 16,

боковая грань 17,lateral edge 17,

конец стрингера 18,end of stringer 18,

радиальный паз 19,radial groove 19,

внутренний торец 20,inner end 20,

внутренняя фаска 21,inner chamfer 21,

внешний торец 22,outer end 22,

внешняя фаска 23,outer chamfer 23,

внутренняя проточка 24,inner groove 24,

вырез 25,cutout 25,

Н0 - высота фильтрующего элемента,H 0 - the height of the filter element,

H1 - высота поперечного сечения профилированной проволоки.H 1 - the height of the cross-section of the profiled wire.

Н2 - высота стрингера,Н 2 - stringer height,

Dвн - внутренний диаметр фильтра,D vn - the inner diameter of the filter,

Dвнс - внутренний диаметр установки стрингеров,D vnc - inner diameter of the stringers installation,

Dм - наружный диаметр муфты,D m - outer diameter of the coupling,

Dф - диаметр фильтрующего элемента,D f - the diameter of the filter element,

а - ширина профиля поперечного сечения профилированной проволокиa - the width of the cross-sectional profile of the profiled wire

b - ширина стрингера,b - stringer width,

B1 - ширина основания стрингера,B 1 - width of the stringer base,

В2 - полки стрингера,B 2 - stringer shelves,

δ1 - фильтрующий зазор,δ 1 - filter gap,

δ2 - зазор между стрингерами,δ 2 - the gap between the stringers,

t - шаг установки стрингеров,t - step of installing stringers,

R - радиус скругления контактной поверхности,R - radius of rounding of the contact surface,

r1 - радиус скругления вершины.r 1 - radius of rounding of the vertex.

Скважинный фильтр (фиг. 1…13) предназначен для очистки нефти или газа. Скважинный фильтр (фиг. 1) содержит ниппели 1, муфту 2 на верхнем ниппеле 1 и центратор 3.The downhole filter (Fig. 1 ... 13) is designed to clean oil or gas. The downhole filter (Fig. 1) contains nipples 1, a sleeve 2 on the upper nipple 1 and a centralizer 3.

Фильтрующий элемент 4, (фиг. 2) содержит стрингеры 5, уложенные параллельно оси OO скважинного фильтра между ограничительными кольцами 6, и намотанные на них витки профилированной проволоки 7 треугольного сечения.The filter element 4 (Fig. 2) contains stringers 5, laid parallel to the axis OO of the downhole filter between the limiting rings 6, and wound on them turns of profiled wire 7 of triangular cross-section.

Соединения ниппелей 1 с ограничительными кольцами 6 и ограничительных колец 6 с фильтрующими элементами 4 выполнено сварочными швами 8.Connections of nipples 1 with stop rings 6 and stop rings 6 with filter elements 4 are made with welds 8.

Соединение профилированной проволоки 7 со стрингерами выполнено контактной сваркой 9.The connection of the profiled wire 7 with the stringers is made by resistance welding 9.

Внутри фильтра образована внутренняя полость 10.An internal cavity 10 is formed inside the filter.

Стрингеры 5 (фиг. 3) выполнены «Т»-образной формы в поперечном сечении. Они имеют стойку 11, полку 12, внутренне основание 13, контактную поверхность 14, которая может быть выполнена со скруглением радиусом R (фиг. 6). Высота стрингеров 5 должна быть выполнена из соотношения:Stringers 5 (Fig. 3) are made "T" -shaped in cross-section. They have a post 11, a shelf 12, an inner base 13, a contact surface 14, which can be made with a rounding radius R (Fig. 6). The height of the stringers 5 should be made from the ratio:

Н2=(2,5…3,0) В2, где:H2= (2.5 ... 3.0) V2, Where:

Н2 - высота стрингера 5,Н 2 - the height of the stringer 5,

В2 - ширина полки 12 стрингера 5.B 2 - the width of the shelf 12 of the stringer 5.

Доказательство оптимальности указанного соотношения размеров.Proof of the optimality of the specified ratio of sizes.

Из сопротивления материалов известно (для прямоугольного профиля):It is known from the resistance of materials (for a rectangular profile):

Figure 00000001
Figure 00000001

W - момент сопротивления изгибу,W is the moment of resistance to bending,

Н2 - высота стрингера 5,Н 2 - the height of the stringer 5,

В1 - ширина основания стрингера 5.B 1 - the width of the base of the stringer 5.

Кроме того, полка 12 стрингера 5 шириной В2 значительно увеличивает момент сопротивления изгибу (фиг. 3 и 4).In addition, the shelf 12 of the stringer 5 with a width of 2 significantly increases the bending moment (FIGS. 3 and 4).

Из этой формулы следует, что с увеличением высоты стрингера δ - Н2 его сопротивление изгибу возрастает с квадратичной зависимостью (Табл. 1). Однако верхний передел ограничен наружным диаметральным габаритом скважинного фильтра: сделать фильтрующий элемент 4 диаметром больше внешнего диаметра муфты 7 нельзя из-за возможности разрушения фильтрующего элемента при спуске в скважину.From this formula it follows that with an increase in the height of the stringer δ - Н 2, its bending resistance increases with a quadratic dependence (Table 1). However, the upper redistribution is limited by the outer diametrical dimension of the downhole filter: it is impossible to make the filter element 4 with a diameter greater than the outer diameter of the sleeve 7 due to the possibility of destruction of the filter element when running into the well.

Figure 00000002
Figure 00000002

Вывод по табл.1Conclusion from Table 1

При Н21 более 2,5 сопротивление изгибу каркаса на стрингерах равно (и более) сопротивлению изгибу сплошной трубы, а при Н2/B1=3,0 превышает на 27%, однако дальнейшее увеличение высоты невозможно из-за ограничения диаметрального габарита скважинного фильтра и ограничений по диаметральному габариту скважины.With H 2 / B 1 more than 2.5, the bending resistance of the frame on stringers is equal (or more) to the bending resistance of a solid pipe, and with H 2 / B 1 = 3.0 it exceeds by 27%, however, a further increase in height is impossible due to the limitation the diametrical dimension of the well screen and restrictions on the diameter of the well.

При этом высота Н21=3,0 может быть достигнута за счет частичного загромождения внутренней полости 10 на высоту от 3 до 5 мм в зависимости от диаметра скважинного фильтра и толщины его стенки, т.е. должно выть выполнено условие:In this case, the height Н 2 / В 1 = 3.0 can be achieved due to the partial blocking of the inner cavity 10 to a height of 3 to 5 mm, depending on the diameter of the well screen and the thickness of its wall, i.e. the condition should be met:

Dвн - Dвнм=6…10 мм, что приводит к загромождению сечения трубы на 3…5%.D vn - D vnm = 6 ... 10 mm, which leads to blockage of the pipe section by 3 ... 5%.

Возможность реализации этого диапазона соотношения размеров приведено в табл. 2, данные, в которой частично позаимствованных из ГОСТ 633 - 80 Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия. Возможно применение труб по ГОСТ 632 - 80. Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия.The possibility of implementing this range of aspect ratios is shown in table. 2, data in which partly borrowed from GOST 633 - 80 Tubing pipes and couplings to them. Technical conditions. It is possible to use pipes in accordance with GOST 632 - 80. Casing pipes and couplings for them. Technical conditions.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Из табл.2 следует, что высота фильтрующего элемента Н0=13,5…16, 0 мм.From table 2 it follows that the height of the filtering element is H 0 = 13.5 ... 16.0 mm.

При высоте профилированной проволоки 7 равной 3 мм имеем высоту Н2 (фиг. 3) стрингеров 5: Н2=10, 5…13,0 мм, что достаточно для изготовления тонкостенного профилированного проката.With the height of the profiled wire 7 equal to 3 mm, we have the height H 2 (Fig. 3) of the stringers 5: H 2 = 10, 5 ... 13.0 mm, which is sufficient for the manufacture of thin-walled profiled rolled products.

Профилированная проволока 7 может быть выполнена двух вариантах фиг. 5 и 6.The profiled wire 7 can be made in two versions of FIG. 5 and 6.

Первый вариант профилированной проволоки 7 (фиг 5) треугольного поперечного сечения, имеющий внешнюю грань 15 и внутреннюю грань 16 в виде радиусного скругления, а также две боковые грани 17 и радиусное скругление внутренней грани 16.The first version of the profiled wire 7 (Fig. 5) of triangular cross-section, having an outer edge 15 and an inner edge 16 in the form of a radius rounding, as well as two side faces 17 and a radius rounding of an inner face 16.

Радиусное скругление внутренней грани 16, выполнено радиусом r1 (фиг. 5), при этом оптимальный радиус скругления:Radial rounding of the inner face 16 is made with a radius r 1 (Fig. 5), while the optimal rounding radius is:

r1=(0,2…0,25) а,r 1 = (0.2 ... 0.25) a ,

где: r1 - радиус радиусного скругления при вершине поперечного сечения профилированной проволоки 7,where: r 1 is the radius of the radius at the apex of the cross-section of the profiled wire 7,

а - ширина профилированной проволоки 7. a - the width of the profiled wire 7.

На фиг. 6 приведен второй вариант профилированной проволоки 7, выполненной в поперечном сечении в форме трапеции, внешнюю грань 15 и внутреннюю грань 16, обращенную в сторону оси OO скважинного фильтра.FIG. 6 shows the second version of the profiled wire 7, made in cross-section in the shape of a trapezoid, the outer edge 15 and the inner edge 16 facing the axis OO of the well screen.

На фиг. 7 приведена заделка концов 18 стрингеров 5 в радиальные пазы 19 ограничительных колец 6.FIG. 7 shows the embedding of the ends 18 of the stringers 5 into the radial grooves 19 of the stop rings 6.

Ограничительные кольца 6 содержат внутренний торец 20, внутренние фаски 21, внешний торец 22, и внешняя фаска 23 и выемку 24 на меньшем диаметре для стыковки к ниппелю 1. Концы 18 стрингеров 5 имеют вырезы 25.The restraining rings 6 contain an inner end 20, inner chamfers 21, an outer end 22, and an outer chamfer 23 and a recess 24 at a smaller diameter for joining to the nipple 1. The ends 18 of the stringers 5 have cutouts 25.

При этом выполнено условие:In this case, the condition is fulfilled:

Dвнс≤Dвн,D vns ≤D ext ,

где: Dвнс - внутренний диаметр установки стрингеров 5,where: D vnc - internal diameter of the stringers 5,

Dвн - внутренний диаметр фильтра (ниппелей 1 и ограничительных колец 6).D vn - inner diameter of the filter (nipples 1 and stop rings 6).

На фиг. 8 приведен конец 18 стрингера 5 с вырезом 25 и его установка в ограничительное кольцо 6, первый вариант, в котором:FIG. 8 shows the end 18 of the stringer 5 with a cutout 25 and its installation in the restricting ring 6, the first option, in which:

Dвнс=Dвн,D = D VNS corolla,

где: Dвнс - внутренний диаметр установки стрингеров 5,where: D vnc - internal diameter of the stringers 5,

Dвн - внутренний диаметр ниппелей 1 и ограничительных колец 6. Концы 18 стрингеров 5 могут быть перед приваркой уложены в выполненные с равномерным шагом в радиальные пазы 19 на торцах 20 ограничительных колец 6. Внутренняя фаска 21 предназначена для сварочного шва 8.D vn - inner diameter of nipples 1 and stop rings 6. Ends 18 of stringers 5 can be placed before welding in radial grooves 19 made with uniform pitch on ends 20 of stop rings 6. Internal chamfer 21 is intended for welding seam 8.

На фиг. 9 приведен конец 18 стрингера 5, второй вариант и его установка в ограничительное кольцо 6, в котором:FIG. 9 shows the end 18 of the stringer 5, the second option and its installation in the restricting ring 6, in which:

Dвнс<Dвн. VNS D <D ext.

где: Dвнс - внутренний диаметр установки стрингеров 5,where: D vnc - internal diameter of the stringers 5,

Dвн - внутренний диаметр фильтра (во ниппелям 1 и ограничительным кольцам 6) На фиг. 10 приведена соединение фильтрующего элемента 2 с ограничительным кольцом 6, а на фиг. 11 вид В, при этом необходимо соблюдать соотношение:D vn - the inner diameter of the filter (in the nipples 1 and the restricting rings 6) FIG. 10 shows the connection of the filter element 2 with the restricting ring 6, and FIG. 11 type B, while it is necessary to observe the ratio:

Dф≤Dм,D f ≤D m ,

где Dф - максимальный внешний диаметр фильтрующего элемента,where D f is the maximum outer diameter of the filter element,

Dм - внешний диаметр муфты (фиг. 7).D m - outer diameter of the sleeve (Fig. 7).

На фиг. 12 приведено ограничительное кольцо 6, а на фиг. 13 приведен вид В ограничительного кольца 6. Ограничительное кольцо 6 имеет внешнюю фаску 23 на большем диаметре внешнего торца 22 и вырез 25 на меньшем диаметре для стыковки к ниппелю 1.FIG. 12 shows a stop ring 6, and FIG. 13 shows a view B of the stop ring 6. The stop ring 6 has an external chamfer 23 at the larger diameter of the outer end 22 and a cut 25 at the smaller diameter for joining to the nipple 1.

Сборка скважинного фильтраWell screen assembly

При сборке отдельно (фиг. 1…13) изготавливают ниппели 1, ограничительные кольца 6 и фильтрующие элементы 4.When assembled separately (Fig. 1 ... 13), nipples 1, stop rings 6 and filter elements 4 are made.

Фильтрующие элементы 4 изготавливают на оправках (на фиг. 1…13 не показано) равномерным расположением стрингеров 5 с шагом t по окружности и приваркой контрактной сваркой 9 к ним профилированной проволоки 7 (фиг. 2).Filtering elements 4 are made on mandrels (not shown in Fig. 1 ... 13) by uniform arrangement of stringers 5 with a pitch t around the circumference and by contract welding 9 to them of profiled wire 7 (Fig. 2).

Фильтрующие элементы 4 приваривают с обеих сторон к ограничительным кольцам 6 сварочными швами 8 (фиг. 1 и 2).The filter elements 4 are welded on both sides to the restricting rings 6 with welding seams 8 (Figs. 1 and 2).

Ниппеля 1 приваривают к ограничительным кольцам 6 тоже сварочными швами 8.The nipples 1 are welded to the stop rings 6 with welding seams 8 too.

РАБОТА СКВАЖИНОГО ФИЛЬТРАWELL FILTER OPERATION

Скважинный фильтр предназначен для очистки нефти или газа от посторонних примесей (фиг. 1…13). Для этого скважинный фильтр устанавливают в состав эксплуатационной колонны (не показано). Нефть (газ) через зазор δ1 между витками профилированной проволоки 7 и далее через зазоры между стрингерами 5 - δ2 (фиг. 11) поступает во внутреннюю полость 10.The downhole filter is designed to clean oil or gas from impurities (Fig. 1 ... 13). For this, the downhole filter is installed in the production casing (not shown). Oil (gas) through the gap δ 1 between the turns of the profiled wire 7 and then through the gaps between the stringers 5 - δ 2 (Fig. 11) enters the inner cavity 10.

Степень фильтрации зависит преимущественно от зазора δ1 между витками профилированной проволоки 7 и задается заказчиком обычно в диапазоне от 0,1 до 1,0 мм. При этом не происходит деформация витков профилированной проволоки 7 при изготовлении, при перевозке и спуске скважинного фильтра в скважину. Это достигнуто за счет большой площади контакта профилированной проволоки 7 со стрингерами 5 при их сварке.The degree of filtration depends mainly on the gap δ 1 between the turns of the profiled wire 7 and is set by the customer, usually in the range from 0.1 to 1.0 mm. At the same time, there is no deformation of the turns of the profiled wire 7 during manufacture, during transportation and lowering of the downhole filter into the well. This is achieved due to the large contact area of the profiled wire 7 with the stringers 5 during their welding.

Проходя далее через зазоры 82 между стрингерами 5 (фиг. 13) очищенный добываемый продукт поступает во внутреннюю полость 10 скважинного фильтра.Passing further through the gaps 8 2 between the stringers 5 (Fig. 13), the cleaned produced product enters the inner cavity 10 of the well screen.

Предложенная конструкция обеспечивает улучшение фильтрации за счет стабильности бокового зазора δ1 и повышает его прочность за счет предложенного «Т» -образного профиля стрингеров 5, соотношения его размеров, способствующих увеличению момента сопротивления изгибу, и приварки к ним витков профилированной проволоки 7 контактной сваркой 9 широкой полке стрингера.The proposed design provides improved filtration due to the stability of the lateral gap δ 1 and increases its strength due to the proposed "T" -shaped profile of stringers 5, the ratio of its dimensions, contributing to an increase in the moment of resistance to bending, and welding of the turns of profiled wire 7 by contact welding 9 wide stringer shelf.

Применение изобретения позволило:Application of the invention allowed:

- уменьшить вес скважинного фильтра на 30…50% при сохранении его прочности, за счет профиля стрингеров, а именно, применение стрингеров «Т»-образного поперечного сечения позволит увеличить прочность скважинного фильтра на изгиб за счет большой высоты основания стрингера и наличия широкой полки,- to reduce the weight of the downhole screen by 30 ... 50% while maintaining its strength due to the profile of the stringers, namely, the use of "T" -shaped cross-section stringers will increase the bending strength of the downhole screen due to the high height of the stringer base and the presence of a wide flange,

- простить конструкцию скважинного фильтра,- forgive the design of the downhole filter,

- улучшить очистку добываемого продукта за счет уменьшения деформации профилированной проволоки при сварке и спуске в скважину при выбранных профилях и соотношениях размеров для стрингеров и профилированной проволоки.- to improve the cleaning of the extracted product by reducing the deformation of the shaped wire during welding and running into the well for the selected profiles and aspect ratios for stringers and shaped wire.

Claims (23)

1. Скважинный фильтр, содержащий ниппели, и фильтрующий элемент, содержащий стрингеры, уложенные параллельно оси скважинного фильтра между ограничительными кольцами, и намотанные на них витки профилированной проволоки, отличающийся тем, что стрингеры выполнены «Т»-образного поперечного сечения со стойками и полками, их полки контактируют с витками профилированной проволоки.1. A downhole filter containing nipples and a filter element containing stringers laid parallel to the axis of the downhole filter between the stop rings, and coils of profiled wire wound on them, characterized in that the stringers are made of "T" -shaped cross-section with racks and shelves, their shelves are in contact with the turns of the profiled wire. 2. Скважинный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что высота стрингеров выполнена из соотношения:2. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the height of the stringers is made from the ratio: Н2=(2,5…3,0)В1, где:H 2 = (2.5 ... 3.0) B 1 , where: Н2 - высота стрингера,Н 2 - stringer height, В1 - ширина основания стрингера.B 1 is the width of the stringer base. 3. Скважинный фильтр по п. 1 или 2, отличающийся тем, что контактные поверхности полок стрингеров выполнены скругленными, при этом радиус скругления выполнен из соотношения:3. Downhole filter according to claim 1 or 2, characterized in that the contact surfaces of the stringer flanges are made rounded, while the radius of the rounding is made from the ratio: R=0,5 (Dф - 2Н2), где:R = 0.5 (D f - 2H 2 ), where: R - радиус скругления полки,R - flange radius, Dф - внешний диаметр фильтрующего элемента,D f - outer diameter of the filter element, Н2 - высота стрингера.H 2 - stringer height. 4. Скважинный фильтр по п. 1 или 2, отличающийся тем, что профилированная проволока выполнена треугольного поперечного сечения с радиусным скруглением вершины, обращенной к оси скважного фильтра.4. Downhole filter according to claim 1 or 2, characterized in that the profiled wire is made of a triangular cross-section with a radius rounding of the apex facing the axis of the downhole filter. 5. Скважинный фильтр по п. 4, отличающийся тем, что радиусное скругление поперечного сечения вершины профилированной проволоки, обращенной к оси скважного фильтра выполнено из условия:5. The downhole filter according to claim 4, characterized in that the radial rounding of the cross-section of the apex of the profiled wire facing the axis of the downhole filter is made from the condition: r1=(0,2…0,25) а, где:r 1 = (0.2 ... 0.25) a , where: r1 - радиус скругления вершины,r 1 - radius of rounding of the vertex, а - ширина профилированной проволоки. a - the width of the profiled wire. 6. Скважинный фильтр по п. 1 или 2, отличающийся тем, что укладка стингеров выполнена таким образом, чтобы внутренний диаметр установки стрингеров был равен внутреннему диаметру фильтра:6. Downhole filter according to claim 1 or 2, characterized in that the stingers are laid in such a way that the inner diameter of the stringers is equal to the inner diameter of the filter: Dвнс=Dвн. VNS D = D ext. где: Dвнс - внутренний диаметр установки стрингеров,where: D vnc - inner diameter of the stringers installation, D вн, - внутренний диаметр фильтра.D vn, is the inner diameter of the filter. 7. Скважинный фильтр по п. 1 или 2, отличающийся тем, что укладка стингеров при сборке выполнена таким образом, чтобы внутренний диаметр установки стрингеров был меньше внутреннего диаметра фильтра:7. Downhole filter according to claim 1 or 2, characterized in that the stingers are stacked during assembly in such a way that the inner diameter of the stringers is less than the inner diameter of the filter: D внс<Dвн. VNS D <D ext. 8. Скважинный фильтр по п. 1 или 2, отличающийся тем, что укладка стингеров при сборке выполнена таким образом, чтобы внутренний диаметр установки стрингеров был больше внутреннего диаметра фильтра:8. The downhole filter according to claim 1 or 2, characterized in that the stingers are stacked during assembly in such a way that the inner diameter of the stringers is greater than the inner diameter of the filter: Dвнс>Dвн.D int > D int .
RU2020105473A 2020-02-04 2020-02-04 Downhole filter RU2729375C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105473A RU2729375C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Downhole filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105473A RU2729375C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Downhole filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729375C1 true RU2729375C1 (en) 2020-08-10

Family

ID=72085948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105473A RU2729375C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Downhole filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729375C1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4771829A (en) * 1987-12-30 1988-09-20 Sparlin Derry D Well liner with selective isolation screen
US5095990A (en) * 1990-10-26 1992-03-17 Mobil Oil Corporation Method and device for sand control
WO1994015722A2 (en) * 1992-11-04 1994-07-21 Nagaoka International Corporation Permeable isolation sectioned screen
RU47048U1 (en) * 2005-04-01 2005-08-10 Володин Алексей Михайлович Borehole Filter
RU71693U1 (en) * 2007-09-24 2008-03-20 Эдуард Федорович Соловьев LOW HYDRAULIC RESISTANCE FILTER
RU2435941C1 (en) * 2010-06-03 2011-12-10 Владимир Иванович Ванифатьев Well filter
RU2509206C1 (en) * 2012-08-23 2014-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр" ЗЭРС" (ООО НТЦ "ЗЭРС") Well filter
RU160272U1 (en) * 2015-11-03 2016-03-10 Сергей Евгеньевич Варламов LOW HYDRAULIC RESISTANCE FILTER
RU164013U1 (en) * 2015-10-07 2016-08-20 Валерий Дмитриевич Дудышев FRAMELESS WELL FILTER
RU2603309C1 (en) * 2016-01-13 2016-11-27 Дмитрий Валентинович Моисеев Slit-type well filter
RU2606470C1 (en) * 2016-01-25 2017-01-10 Дмитрий Валентинович Моисеев Frameless borehole filter

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4771829A (en) * 1987-12-30 1988-09-20 Sparlin Derry D Well liner with selective isolation screen
US5095990A (en) * 1990-10-26 1992-03-17 Mobil Oil Corporation Method and device for sand control
WO1994015722A2 (en) * 1992-11-04 1994-07-21 Nagaoka International Corporation Permeable isolation sectioned screen
RU47048U1 (en) * 2005-04-01 2005-08-10 Володин Алексей Михайлович Borehole Filter
RU71693U1 (en) * 2007-09-24 2008-03-20 Эдуард Федорович Соловьев LOW HYDRAULIC RESISTANCE FILTER
RU2435941C1 (en) * 2010-06-03 2011-12-10 Владимир Иванович Ванифатьев Well filter
RU2509206C1 (en) * 2012-08-23 2014-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр" ЗЭРС" (ООО НТЦ "ЗЭРС") Well filter
RU164013U1 (en) * 2015-10-07 2016-08-20 Валерий Дмитриевич Дудышев FRAMELESS WELL FILTER
RU160272U1 (en) * 2015-11-03 2016-03-10 Сергей Евгеньевич Варламов LOW HYDRAULIC RESISTANCE FILTER
RU2603309C1 (en) * 2016-01-13 2016-11-27 Дмитрий Валентинович Моисеев Slit-type 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
AU2011341519B2 (en) Sand control screen assembly having a compliant drainage layer
US5476143A (en) Well screen having slurry flow paths
US5738170A (en) Compact double screen assembly
US10456720B2 (en) Fluid intake screen
IE46407B1 (en) Protected well screen
WO2002027138A2 (en) Well screen with spirally wrapped wire
US20190093458A1 (en) Protective shrouds for sand control screen assemblies
CA2122106C (en) Well screen having a slurry flow path
RU2729375C1 (en) Downhole filter
RU2726657C1 (en) Downhole filter
RU2603309C1 (en) Slit-type well filter
JP2003342977A (en) Spreadable screen for horizontal well and for inclined well and its execution method
US9434026B2 (en) Subterranean screen assembly manufacturing method
RU2724731C1 (en) Downhole filter
WO2012135587A2 (en) Premium mesh screen
RU2729299C1 (en) Downhole filter
RU164013U1 (en) FRAMELESS WELL FILTER
CA2830387A1 (en) Tubular member coupling and lining systems and methods
RU2730728C1 (en) Downhole filter
RU2728294C1 (en) Downhole filter
RU2725984C1 (en) Downhole filter
RU2594903C1 (en) Frameless borehole filter
RU2726678C1 (en) Downhole filter
RU2729670C1 (en) Downhole filter