RU2775583C1 - Stand for the study of hydromechanical characteristics of well filters - Google Patents
Stand for the study of hydromechanical characteristics of well filters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775583C1 RU2775583C1 RU2021134136A RU2021134136A RU2775583C1 RU 2775583 C1 RU2775583 C1 RU 2775583C1 RU 2021134136 A RU2021134136 A RU 2021134136A RU 2021134136 A RU2021134136 A RU 2021134136A RU 2775583 C1 RU2775583 C1 RU 2775583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- test chamber
- working fluid
- fluid
- pipeline
- container
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 144
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000009287 sand filtration Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний скважинных фильтров различных типов конструкции, используемых для процессов добычи и хранения углеводородов в нефтегазовой отрасли.The invention relates to testing equipment, in particular to devices for testing downhole filters of various types of design used for the production and storage of hydrocarbons in the oil and gas industry.
Наиболее перспективным и надежным методом борьбы с пескопроявлением является установка в скважине забойных фильтров. Скважинный фильтр - один из важнейших элементов обустройства конструкции забоя скважин, в конечном счете определяющий эффективность работы скважины в течение всего срока ее эксплуатации.The most promising and reliable method of sand control is the installation of downhole filters in the well. The downhole filter is one of the most important elements of the well bottomhole design, which ultimately determines the efficiency of the well during its entire life.
Стенд для исследования гидромеханических характеристик скважинных фильтров предназначен для оценки номинального давления смятия и разрыва, при которых происходит разрушение фильтра и потеря способности удерживать механические примеси при фильтрации флюида при эксплуатации водяных, нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. Кроме того, стенд позволяет выявить методы воздействия на закольматированный фильтр с целью его очистки.The stand for studying the hydromechanical characteristics of well filters is designed to assess the nominal collapse and rupture pressure at which the filter is destroyed and the ability to retain mechanical impurities is lost during fluid filtration during the operation of water, oil, gas and gas condensate wells. In addition, the stand allows you to identify methods of influencing the clogged filter in order to clean it.
На стенде проводятся два основных вида испытаний: на давление смятия и на давление разрыва. Испытания на давление смятия проводятся для проверки номинального давления смятия, определенного поставщиком/изготовителем, либо для определения давления смятия, при котором происходит разрушение фильтра и теряется его способность удерживать механические примеси. Испытания на смятие проводятся нагнетанием рабочей жидкости с наружной части скважинного фильтра.Two main types of tests are carried out on the bench: for the collapse pressure and for the burst pressure. Collapse pressure tests are performed to verify the nominal collapse pressure specified by the supplier/manufacturer, or to determine the collapse pressure at which the filter breaks down and loses its ability to retain solids. Collapse tests are carried out by injecting the working fluid from the outside of the well filter.
Испытания на давление разрыва проводятся для оценки номинального давления разрыва, определенного поставщиком/изготовителем, либо для определения давления разрыва, при котором происходит разрушение фильтра и теряется его способность удерживать механические примеси. Испытания на разрыв проводятся нагнетанием рабочей жидкости во внутреннюю полость скважинного фильтра.Burst pressure tests are performed to evaluate the burst pressure rating specified by the supplier/manufacturer, or to determine the burst pressure at which the filter ruptures and loses its ability to retain solids. Bursting tests are carried out by injecting the working fluid into the internal cavity of the well filter.
Таким образом, создание стенда для исследования гидромеханических характеристик скважинных фильтров поможет осуществить выбор оптимальной конструкции скважинных фильтров для надежного предотвращения пескопроявления скважин при долговременной и устойчивой эксплуатации.Thus, the creation of a stand for studying the hydromechanical characteristics of well filters will help to select the optimal design of well filters for reliable prevention of well sanding during long-term and stable operation.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому стенду является стенд для испытаний фильтров скважинных насосных установок (патент РФ №2687690 C1, Е21В 43/08, G01M 99/00, 15.05.2019). В известном стенде осуществляют испытания фильтров скважинных насосных установок, эксплуатирующихся в условиях, осложненных высоким содержанием абразивных частиц в пластовой продукции. Стенд содержит вертикальную обсадную колонну, внутри которой установлен испытываемый фильтр с предохранительным клапаном, трубопроводы с задвижками, насос, манометр, установленный на нагнетательном трубопроводе насоса, дозатор механических примесей и шламосборник. Фильтр напрямую соединен со всасывающим трубопроводом насоса, оборудованным мановакуумметром. Обсадная колонна заполнена моделирующей жидкостью и связана с нагнетателем, предназначенным для создания избыточного давления. Нагнетатель оборудован манометром, обратным клапаном и предохранительным клапаном с регулируемой затяжкой пружины. Шламосборник подключен к обсадной колонне через трубопровод с задвижкой. Функциональные возможности известного стенда обеспечивают моделирование скважинных условий работы фильтров.The closest technical solution to the proposed stand is a stand for testing filters of downhole pumping units (RF patent No. 2687690 C1, E21B 43/08, G01M 99/00, 05/15/2019). In a well-known stand, filters are tested for downhole pumping units operating in conditions complicated by a high content of abrasive particles in reservoir products. The stand contains a vertical casing, inside which is installed a test filter with a safety valve, pipelines with valves, a pump, a pressure gauge installed on the pump discharge pipeline, a mechanical impurities dispenser and a sludge collector. The filter is directly connected to the suction pipe of the pump, equipped with a vacuum pressure gauge. The casing string is filled with modeling fluid and is connected to an injector designed to create overpressure. The supercharger is equipped with a pressure gauge, a check valve and a safety valve with adjustable spring tension. The sludge collector is connected to the casing string through a pipeline with a valve. The functionality of the known stand provides simulation of downhole conditions of the filters.
Недостатки известного фильтра состоят в следующем. Известный стенд не позволяет моделировать условия, характерные для горизонтальных и наклонно-направленных скважин. Кроме того, в известном стенде отсутствует возможность менять направление потока - нагнетать жидкость во внутреннюю полость фильтра, имитируя, таким образом, проведение ремонтных и других работ, в процессе которых происходит воздействие жидкостей на элементы скважинного фильтра. Также известный стенд сложен в исполнении и регулировании. Кроме того, сложно поддерживать работу известного стенда в заданном диапазоне рабочих параметров. Следует отметить, что подача механических примесей в нагнетательный трубопровод не позволяет добиться однородности модельной среды и контролировать ее параметры в ходе испытаний, т.к. отсутствует узел приготовления и поддержания однородности модельной среды.The disadvantages of the known filter are as follows. The known stand does not allow simulating the conditions typical for horizontal and directional wells. In addition, in the well-known stand, there is no possibility to change the flow direction - to inject liquid into the internal cavity of the filter, thus simulating repair and other work, during which liquids act on the downhole filter elements. Also, the well-known stand is complicated in execution and regulation. In addition, it is difficult to maintain the work of the known stand in a given range of operating parameters. It should be noted that the supply of mechanical impurities to the injection pipeline does not make it possible to achieve homogeneity of the model medium and control its parameters during testing, because there is no unit for preparing and maintaining the homogeneity of the model medium.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание стенда для испытаний гидромеханических характеристик скважинных фильтров, представляющего собой замкнутую систему циркуляции с узлом подготовки рабочей жидкости, которая повышает достоверность результатов проведения испытаний скважинных фильтров.The task to be solved by the present invention is the creation of a stand for testing the hydromechanical characteristics of well filters, which is a closed circulation system with a working fluid preparation unit, which increases the reliability of the results of testing well filters.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, является расширение функциональных возможностей стенда, которые заключаются в возможности проведения испытаний скважинных фильтров в условиях, характерных как для вертикальных скважин, так и для горизонтальных и наклонно-направленных скважин.The technical result, to which the claimed technical solution is directed, is the expansion of the functionality of the stand, which consists in the possibility of testing borehole filters in conditions typical of both vertical wells and horizontal and directional wells.
Указанный технический результат достигается за счет создания стенда для исследования гидромеханических характеристик скважинных фильтров, который включает в себя испытательную камеру с верхней и нижней крышками на концах, закрывающими соответственно верхний и нижний торцы испытательной камеры, служащие как входом рабочей жидкости так и выходом отработанной жидкости из испытательной камеры в зависимости от направления движения жидкости, испытываемый фильтр, установленный в испытательной камере, насосный агрегат, емкость для приготовления рабочей жидкости, в верхней части которой установлен электродвигатель с мешалкой на валу, емкость с промывочной жидкостью, емкость для отработанной жидкости, датчики давления, установленные на торцах испытательной камеры, и оборудованные запорной арматурой первый, второй и третий трубопроводы подачи рабочей жидкости, первый, второй и третий трубопроводы отвода рабочей жидкости, первый и второй трубопроводы, выполненные с возможностью подвода в испытательную камеру рабочей жидкости или отвода из испытательной камеры отработанной жидкости, трубопровод подачи промывочной жидкости и первый и второй трубопроводы для слива отработанной жидкости, причем выход емкости подачи промывочной жидкости через трубопровод подачи промывочной жидкости соединен со входом насосного агрегата, с которым через третий трубопровод подачи рабочей жидкости соединен выход емкости для приготовления рабочей жидкости, выход же насосного агрегата через первый трубопровод подачи рабочей жидкости и первый трубопровод, выполненный с возможностью подвода в испытательную камеру рабочей жидкости или отвода из испытательной камеры отработанной жидкости, соединен через верхнюю крышку и, соответственно, верхний торец испытательной камеры с одним из торцов испытуемого фильтра, при этом нижний торец испытательной камеры с нижней крышкой через второй трубопровод, выполненный с возможностью подвода в испытательную камеру рабочей жидкости или отвода из испытательной камеры отработанной жидкости, и первый трубопровод для слива отработанной жидкости соединен с входом в емкость отработанной жидкости, причем испытательная камера своим верхним торцом и, соответственно, верхней крышкой через первый трубопровод, выполненный с возможностью подвода в испытательную камеру рабочей жидкости или отвода из испытательной камеры отработанной жидкости, соединена с вторым трубопроводом слива отработанной жидкости, который в свою очередь связан с входом в емкость отработанной жидкости, а своим вторым торцом с нижней крышкой испытательная камера через второй трубопровод, выполненный с возможностью подвода в испытательную камеру рабочей жидкости или отвода из испытательной камеры отработанной жидкости, соединена с вторым трубопроводом подачи рабочей жидкости, который в свою очередь через первый и третий трубопроводы подачи рабочей жидкости соединен с выходом емкости для приготовления рабочей жидкости, кроме того, вход емкости для приготовления рабочей жидкости через третий и первый трубопроводы отвода рабочей жидкости, первый трубопровод подачи рабочей жидкости и трубопровод подачи промывочной жидкости соединен с выходом емкости с промывочной жидкостью.The specified technical result is achieved by creating a stand for studying the hydromechanical characteristics of well filters, which includes a test chamber with top and bottom covers at the ends, covering the upper and lower ends of the test chamber, respectively, serving as both the inlet of the working fluid and the outlet of the waste fluid from the test chamber. chambers depending on the direction of fluid movement, a filter under test installed in the test chamber, a pumping unit, a tank for preparing a working fluid, in the upper part of which an electric motor with a stirrer is installed on the shaft, a tank with flushing liquid, a tank for waste liquid, pressure sensors installed at the ends of the test chamber, and equipped with shutoff valves, the first, second and third pipelines for supplying the working fluid, the first, second and third pipelines for removing the working fluid, the first and second pipelines, made with the possibility of supplying to the tester the main chamber of the working fluid or the outlet of the waste fluid from the test chamber, the pipeline for supplying the flushing fluid and the first and second pipelines for draining the waste fluid, moreover, the outlet of the reservoir for supplying the flushing fluid through the pipeline for supplying the flushing fluid is connected to the inlet of the pumping unit, with which, through the third pipeline for supplying the working liquid, the outlet of the container for the preparation of the working fluid is connected, the outlet of the pumping unit through the first pipeline for supplying the working fluid and the first pipeline, configured to supply the working fluid to the test chamber or drain the waste fluid from the test chamber, is connected through the top cover and, accordingly, the upper end of the test chamber with one of the ends of the filter under test, while the lower end of the test chamber with the bottom cover through the second pipeline, configured to supply the working fluid to the test chamber or drain the working fluid from the test chamber of the used liquid, and the first pipeline for draining the used liquid is connected to the inlet to the used liquid tank, and the test chamber with its upper end and, accordingly, the upper cover through the first pipeline, configured to supply the working fluid to the test chamber or drain the used liquid from the test chamber , is connected to the second pipeline for draining the used fluid, which in turn is connected to the inlet to the used liquid container, and with its second end with the bottom cover, the test chamber through the second pipeline, configured to supply the working fluid to the test chamber or drain the used fluid from the test chamber , is connected to the second pipeline for supplying the working fluid, which, in turn, through the first and third pipelines for supplying the working fluid, is connected to the outlet of the tank for preparing the working fluid, in addition, the inlet of the tank for preparing the working fluid through the third and first th working fluid discharge pipelines, the first working fluid supply pipeline and the washing liquid supply pipeline are connected to the outlet of the washing liquid container.
На чертеже представлена схема предлагаемого стенда для испытаний гидромеханических характеристик скважинных фильтров, который состоит из:The drawing shows a diagram of the proposed stand for testing the hydromechanical characteristics of well filters, which consists of:
- испытательная камера (1) с верхней и нижней крышками (2, 3), закрывающими соответственно верхний и нижний торцы испытательной камеры (1);- test chamber (1) with upper and lower covers (2, 3), respectively, covering the upper and lower ends of the test chamber (1);
- испытываемый фильтр (4);- tested filter (4);
- насосный агрегат (5);- pump unit (5);
- емкость (6) для приготовления рабочей жидкости, в верхней части которой установлен электродвигатель 7 с мешалкой на валу электродвигателя, которая предназначена для предотвращения оседания твердых частиц;- container (6) for preparation of the working fluid, in the upper part of which an
- емкость (8) с промывочной жидкостью;- container (8) with washing liquid;
- емкость (9) для отработанной жидкости;- capacity (9) for waste fluid;
- первый трубопровод (10) подачи рабочей жидкости;- the first pipeline (10) for supplying the working fluid;
- первый, второй и третий трубопроводы (11, 12, 13) отвода рабочей жидкости;- the first, second and third pipelines (11, 12, 13) for the removal of the working fluid;
- второй трубопровод (14) подачи рабочей жидкости;- the second pipeline (14) for supplying the working fluid;
- первый трубопровод (15), выполненный с возможностью подвода в камеру (1) рабочей жидкости или отвода из камеры (1) отработанной жидкости;- the first pipeline (15), made with the possibility of supplying the working fluid to the chamber (1) or draining the waste fluid from the chamber (1);
- второй трубопровод (16), выполненный с возможностью подвода в камеру (1) рабочей жидкости или отвода из камеры (1) отработанной жидкости;- the second pipeline (16), made with the possibility of supplying the working fluid to the chamber (1) or draining the waste fluid from the chamber (1);
- первый трубопровод (17) для слива отработанной жидкости;- the first pipeline (17) for draining the waste liquid;
- трубопровод (18) подачи промывочной жидкости;- pipeline (18) for supplying flushing liquid;
- третий трубопровод (19) подачи рабочей жидкости;- the third pipeline (19) for supplying the working fluid;
- датчики (20, 21) давления на концах испытательной камеры;- pressure sensors (20, 21) at the ends of the test chamber;
- запорная арматура (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32);- stop valves (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32);
- второй трубопровод (33) для слива отработанной жидкости. Кроме того, в составе стенда дополнительно для наглядности могут быть установлены манометры (на схеме не указано).- the second pipeline (33) for draining the waste liquid. In addition, pressure gauges (not indicated in the diagram) can be additionally installed in the stand for clarity.
Стенд для исследования гидромеханических характеристик скважинных фильтров включает в себя испытательную камеру (1) с верхней и нижней крышками (2, 3) на концах, при этом со стороны крышек (2, 3) каждый из обоих торцов испытательной камеры (1) служит как входом рабочей жидкости, так и выходом отработанной жидкости в зависимости от направления поступающей в камеру (1) жидкости, кроме того стенд включает в себя испытываемый фильтр (4), установленный в испытательной камере (1), насосный агрегат (5), емкость (6) для приготовления рабочей жидкости, в верхней части которой установлен электродвигатель (7) с мешалкой на валу, емкость (8) с промывочной жидкостью, емкость (9) для отработанной жидкости, а также одиннадцать трубопроводов (10-19), запорную арматуру (22-30), установленную на указанных трубопроводах, и два датчика (20, 21) давления на концах испытательной камеры (1). Выход емкости (8) подачи промывочной жидкости через трубопровод (18) подачи промывочной жидкости соединен со входом насосного агрегата (5), с которым через третий трубопровод (19) подачи рабочей жидкости соединен выход емкости (6) для приготовления рабочей жидкости. При этом выход насосного агрегата (5) через первый трубопровод (10) подачи рабочей жидкости и первый трубопровод (15), выполненный с возможностью подвода рабочей жидкости или отвода отработанной жидкости, соединен через верхнюю крышку и, соответственно, первый торец испытательной камеры (1) с одним торцом испытуемого фильтра (4), при этом второй торец испытательной камеры (1) с нижней крышкой через второй трубопровод (16), выполненный с возможностью подвода рабочей жидкости или отвода отработанной жидкости, и первый трубопровод (17) слива отработанной жидкости соединен с входом в емкость (9) отработанной жидкости. При этом испытательная камера (1) своим верхним торцом и, соответственно, верхней крышкой соединена с вторым трубопроводом (33) слива отработанной жидкости, который в свою очередь связан с входом в емкость (9) отработанной жидкости, а своим вторым торцом с нижней крышкой испытательная камера (1) через второй трубопровод (16), выполненный с возможностью подвода рабочей жидкости или отвода отработанной жидкости, и второй трубопровод (14) подачи рабочей жидкости соединена с первым трубопроводом (10) подачи рабочей жидкости, который в свою очередь через третий трубопровод (19) подачи рабочей жидкости соединен с выходом емкости (6) для приготовления рабочей жидкости. При этом, вход емкости (6) для приготовления рабочей жидкости через третий и первый трубопроводы (13, 11) отвода рабочей жидкости, первый трубопровод (10) подачи рабочей жидкости и трубопровод (18) подачи промывочной жидкости соединен с выходом емкости (8) с промывочной жидкостью.The stand for studying the hydromechanical characteristics of well filters includes a test chamber (1) with upper and lower covers (2, 3) at the ends, while on the side of the covers (2, 3) each of both ends of the test chamber (1) serves as an input working fluid, and the outlet of the waste fluid, depending on the direction of the fluid entering the chamber (1), in addition, the stand includes a test filter (4) installed in the test chamber (1), a pump unit (5), a container (6) for the preparation of the working fluid, in the upper part of which there is an electric motor (7) with a stirrer on the shaft, a container (8) with washing liquid, a container (9) for the waste liquid, as well as eleven pipelines (10-19), shut-off valves (22- 30) installed on said pipelines and two pressure sensors (20, 21) at the ends of the test chamber (1). The outlet of the reservoir (8) for supplying the flushing fluid through the pipeline (18) for supplying the flushing fluid is connected to the inlet of the pumping unit (5), with which the outlet of the reservoir (6) for preparing the working fluid is connected through the third pipeline (19) for supplying the working fluid. At the same time, the output of the pumping unit (5) through the first pipeline (10) for supplying the working fluid and the first pipeline (15), configured to supply the working fluid or drain the waste fluid, is connected through the top cover and, accordingly, the first end of the test chamber (1) with one end of the tested filter (4), while the second end of the test chamber (1) with the bottom cover is connected to the the entrance to the container (9) of the waste liquid. At the same time, the test chamber (1) with its upper end and, accordingly, the upper cover is connected to the second pipeline (33) for draining the waste liquid, which in turn is connected to the inlet to the waste liquid tank (9), and with its second end with the bottom cover, the test chamber chamber (1) through the second pipeline (16), configured to supply the working fluid or drain the waste fluid, and the second pipeline (14) for supplying the working fluid is connected to the first pipeline (10) for supplying the working fluid, which in turn through the third pipeline ( 19) of the working fluid supply is connected to the outlet of the tank (6) for the preparation of the working fluid. At the same time, the inlet of the container (6) for preparing the working fluid through the third and first pipelines (13, 11) for removing the working fluid, the first pipeline (10) for supplying the working fluid and the pipeline (18) for supplying the flushing fluid is connected to the outlet of the container (8) with washing liquid.
Работа заявленного стенда осуществляется следующим образом.The work of the declared stand is carried out as follows.
Перед сборкой стенда узлы проходят проверку на прочность и герметичность. В предлагаемом стенде для испытаний гидромеханических характеристик скважинных фильтров испытания могут проводиться как с жидкостью, так и с жидкостью вместе с механическими примесями в различных пропорциях. При этом трубопроводы, примыкающие к испытательной камере (1) являются гибкими и позволяют устанавливать ее в любом положении (вертикально, горизонтально или под углом).Before assembling the stand, the components are tested for strength and tightness. In the proposed stand for testing the hydromechanical characteristics of downhole filters, tests can be carried out both with liquid and with liquid along with mechanical impurities in various proportions. At the same time, the pipelines adjacent to the test chamber (1) are flexible and allow it to be installed in any position (vertically, horizontally or at an angle).
Проверяют закрытие всей запорной арматуры (22-30). В испытательную камеру (1) помещают испытуемый фильтр (4), который в нижней части с одной стороны наглухо закрыт.Обеспечивают закрытие крышками (2 и 3). Устанавливают камеру (1) в требуемом положении (вертикально, горизонтально или под углом). В емкость (6) для приготовления рабочей жидкости заливают необходимое количество жидкости. В емкость (8) с промывочной жидкостью заливают необходимое количество промывочной жидкости. Включают электродвигатель (7) и путем добавления в емкость (6) для приготовления рабочей жидкости необходимых компонентов (химические реагенты и твердые частицы) в требуемых пропорциях приготавливают рабочую жидкость с заданными характеристиками (плотность, вязкость, концентрация твердых частиц). Объем рабочей жидкости должен превышать объем, требуемый для заполнения всей системы стенда. В случае необходимости, (например, емкость (6) осталась заполненной после проведения предыдущих испытаний), из емкости (9) для отработанной жидкости сливают жидкость и, при необходимости, очищают от твердых частиц. Далее проводят испытания либо на давление смятия, либо на давления разрыва.Check the closure of all shut-off valves (22-30). The tested filter (4) is placed in the test chamber (1), which is tightly closed in the lower part on one side. Covers (2 and 3) are provided. Install the camera (1) in the required position (vertically, horizontally or at an angle). The required amount of liquid is poured into the container (6) for preparing the working fluid. The necessary amount of washing liquid is poured into the container (8) with the washing liquid. The electric motor (7) is turned on and by adding the necessary components (chemical reagents and solid particles) to the container (6) for preparing the working fluid in the required proportions, the working fluid is prepared with the specified characteristics (density, viscosity, concentration of solid particles). The volume of the working fluid must exceed the volume required to fill the entire system of the stand. If necessary (for example, the container (6) remained full after previous tests), the waste liquid container (9) is drained of the liquid and, if necessary, cleaned of solid particles. Next, tests are carried out either for crushing pressure or burst pressure.
Испытания на давление смятия.Collapse pressure tests.
Открывают запорную арматуру (23, 25, 26, 28, 30) и заполняют систему рабочей жидкостью. Включают насосный агрегат (5), задают необходимый расход жидкости и начинают нагнетать рабочую жидкость из емкости (6) для приготовления рабочей жидкости сначала по трубопроводу (19, 10) подачи рабочей жидкости и затем по трубопроводу (14) подачи рабочей жидкости для испытаний на давление смятия и трубопроводу (16) подвода рабочей жидкости в испытуемую камеру (1) через нижнюю крышку (3). Жидкость начинает фильтроваться через фильтр во внутренней его части, после чего выходит через верхнюю крышку (2) по трубопроводам (15, 11, 13) отвода рабочей жидкости и попадает в емкость (6) для приготовления рабочей жидкости. Жидкость начинает циркулировать по замкнутому циклу. Контролируют соответствие характеристики рабочей жидкости в емкости (6) для приготовления рабочей жидкости и при необходимости поддерживают их на заданном уровне, добавляя необходимое количество химических реагентов или разбавляя рабочую жидкость водой. Циркуляция жидкости проводится до резкого повышения давления нагнетания, определяемого по датчику (20) давления, которое сигнализирует о кольматации фильтра твердыми частицами из рабочей жидкости (степень кольматации оценивается по разности показаний датчиков (20, 21) давления). После этого нагнетание жидкости продолжается до повышения давления до тех пор, пока не будет достигнуто необходимое значение, определенное заводом-изготовителем или пока не будет зафиксирована потеря контроля над фильтрацией песка (оценивается по резкому падению значения давления на датчике (20) давления). В ходе проведения испытаний постоянно фиксируются значения давления датчиками (20 и 21) давления, по разности значений которых определяется перепад давления на фильтре. По окончании испытаний отключают электродвигатель (7) и открывают запорную арматуру (22 и 27), закрывают запорную арматуру (30). Промывают трубопровод (14) подачи рабочей жидкости для испытаний на давление смятия, жидкость при этом поступает в емкость (9) для отработанной жидкости. Затем открывают запорную арматуру (24), закрывают запорную арматуру (25) и промывают трубопроводы (15, 11 и 13) отвода рабочей жидкости, при этом жидкость сливается в емкость (6) для приготовления рабочей жидкости. Затем открывают запорную арматуру (30), закрывают запорную арматуру (26) и промывают фильтр (4) и испытательную камеру (1), жидкость при этом сливается в емкость (9) для отработанной жидкости. После чего отключают насосный агрегат (5) и закрывают всю запорную арматуру. После чего жидкость из емкости (9) для отработанной жидкости сливают путем открытия запорного устройства (32), перерабатывают или утилизируют.Open the shut-off valves (23, 25, 26, 28, 30) and fill the system with working fluid. The pumping unit (5) is switched on, the required fluid flow is set, and the working fluid is pumped from the tank (6) to prepare the working fluid, first through the pipeline (19, 10) for supplying the working fluid and then through the pipeline (14) for supplying the working fluid for pressure testing collapse and the pipeline (16) for supplying the working fluid to the test chamber (1) through the bottom cover (3). The liquid begins to be filtered through the filter in its inner part, after which it exits through the top cover (2) through pipelines (15, 11, 13) for removing the working fluid and enters the container (6) for preparing the working fluid. The liquid begins to circulate in a closed cycle. The conformity of the characteristics of the working fluid in the container (6) for preparing the working fluid is monitored and, if necessary, maintained at a given level by adding the required amount of chemical reagents or diluting the working fluid with water. The liquid circulation is carried out until a sharp increase in the discharge pressure, determined by the pressure sensor (20), which indicates that the filter is clogged with solid particles from the working fluid (the degree of clogging is estimated from the difference in the readings of the pressure sensors (20, 21). After that, the injection of fluid continues until the pressure increases until the required value is reached, determined by the manufacturer, or until a loss of control over sand filtration is recorded (assessed by a sharp drop in the pressure value on the pressure sensor (20)). During the tests, pressure values are constantly recorded by pressure sensors (20 and 21), the difference in values of which is used to determine the pressure drop across the filter. At the end of the test, turn off the electric motor (7) and open the shut-off valves (22 and 27), close the shut-off valves (30). The pipeline (14) for supplying the working fluid for testing the collapse pressure is flushed, while the fluid enters the container (9) for the waste fluid. Then the shut-off valve (24) is opened, the shut-off valve (25) is closed and the pipelines (15, 11 and 13) for the removal of the working fluid are washed, while the liquid is drained into a container (6) for preparing the working fluid. Then the shut-off valve (30) is opened, the shut-off valve (26) is closed and the filter (4) and the test chamber (1) are washed, while the liquid is drained into the container (9) for the waste liquid. After that, the pumping unit (5) is turned off and all valves are closed. After that, the liquid from the container (9) for the waste liquid is drained by opening the locking device (32), processed or disposed of.
Испытания на давление разрыва.burst pressure tests.
Открывают запорную арматуру (23, 24, 29, 30) и заполняют систему рабочей жидкостью. Включают насосный агрегат (5), задают необходимый расход жидкости и начинают нагнетать рабочую жидкость из емкости (6) для приготовления рабочей жидкости сначала по трубопроводу (19, 10) подачи рабочей жидкости и трубопроводу (15) подвода рабочей жидкости в испытуемую камеру (1) через верхнюю крышку (2) во внутреннюю полость испытуемого фильтра (4). Жидкость начинает фильтроваться во внутренней полости фильтра, выходит через нижнюю крышку (3) по трубопроводам (16, 12, 13) и попадает в емкость (16) для приготовления рабочей жидкости. Жидкость начинает циркулировать по замкнутому циклу. Контролируют соответствие характеристик рабочей жидкости в емкости для приготовления рабочей жидкости (6) и при необходимости поддерживают их на заданном уровне, добавляя необходимое количество химических реагентов или разбавляя рабочую жидкость водой. Циркуляция жидкости проводится до резкого повышения давления нагнетания, определяемого по датчику (21) давления, которое сигнализирует о кольматации фильтра (степень кольматации оценивается по разности показаний датчиков (20 и 21) давления). После чего нагнетание жидкости продолжается до повышения давления до тех пор, пока не будет достигнуто необходимое значение, определенное заводом-изготовителем или пока не будет зафиксирована потеря контроля над фильтрацией песка (оценивается по резкому падению значения давления на датчике (21) давления). В ходе проведения испытаний постоянно фиксируются значения давления датчиками (20 и 21) давления, по разности значений которых определяется перепад давления на фильтре. По окончании испытаний отключают электродвигатель (7) и открывают запорную арматуру (22 и 25, 28), закрывают запорную арматуру (24, 30). Промывают трубопроводы (12 и 13) отвода рабочей жидкости, при этом жидкость сливается в емкость (6) для приготовления рабочей жидкости. Затем открывают запорную арматуру (30, 31) и закрывают (29). Далее промывают фильтр (4) и испытательную камеру (1), жидкость при этом сливается в емкость (9) для отработанной жидкости. После чего отключают насосный агрегат (5) и закрывают всю запорную арматуру. Жидкость из емкости (9) для отработанной жидкости сливают путем открытия запорного устройства (32), перерабатывают или утилизируют.Open the shut-off valves (23, 24, 29, 30) and fill the system with working fluid. The pumping unit (5) is switched on, the required fluid flow is set, and the working fluid is pumped from the tank (6) to prepare the working fluid, first through the pipeline (19, 10) for supplying the working fluid and the pipeline (15) for supplying the working fluid to the test chamber (1) through the top cover (2) into the inner cavity of the tested filter (4). The liquid begins to be filtered in the internal cavity of the filter, exits through the bottom cover (3) through the pipelines (16, 12, 13) and enters the tank (16) for the preparation of the working fluid. The liquid begins to circulate in a closed cycle. The conformity of the characteristics of the working fluid in the tank for preparing the working fluid (6) is monitored and, if necessary, maintained at a given level by adding the required amount of chemical reagents or diluting the working fluid with water. The fluid circulation is carried out until a sharp increase in the discharge pressure, determined by the pressure sensor (21), which signals filter clogging (the degree of clogging is estimated from the difference in readings of the pressure sensors (20 and 21). After that, the injection of liquid continues until the pressure increases until the required value is reached, determined by the manufacturer, or until a loss of control over sand filtration is recorded (estimated by a sharp drop in the pressure value on the pressure sensor (21)). During the tests, pressure values are constantly recorded by pressure sensors (20 and 21), the difference in values of which is used to determine the pressure drop across the filter. At the end of the test, turn off the electric motor (7) and open the shut-off valves (22 and 25, 28), close the shut-off valves (24, 30). The pipelines (12 and 13) for the removal of the working fluid are washed, while the liquid is drained into a container (6) for preparing the working fluid. Then open the stop valves (30, 31) and close (29). Next, the filter (4) and the test chamber (1) are washed, while the liquid is drained into a container (9) for the waste liquid. After that, the pumping unit (5) is turned off and all valves are closed. The liquid from the container (9) for the waste liquid is drained by opening the locking device (32), recycled or disposed of.
В ходе испытаний в зависимости от выбранного режима проведения испытаний, (расхода жидкости, концентрации твердых частиц и давления) проводится оценка основных характеристик испытуемого фильтра 4 в испытательном блоке 1: номинальное давление смятия; номинальное давление разрыва; сопоставление максимальных фактических и паспортных значений давлений, при которых не происходит потеря способности фильтра удерживать механические примеси при фильтрации флюида; гидравлическое сопротивление фильтра.During the tests, depending on the selected test mode (fluid flow rate, solids concentration and pressure), the main characteristics of the tested
По результатам испытаний дается заключение о соответствии заявленных производителем гидромеханических характеристик испытуемого фильтра фактическим. После испытаний открывается верхняя крышки 2 (или верхняя (2) и нижняя (3)) и происходит извлечение фильтра (4).Based on the test results, a conclusion is made on the conformity of the hydromechanical characteristics of the tested filter declared by the manufacturer with the actual one. After testing, the top cover 2 (or the top cover (2) and the bottom cover (3)) opens and the filter (4) is removed.
В случае необходимости испытательную камеру (1) могут демонтировать и смонтировать снова.If necessary, the test chamber (1) can be dismantled and reassembled.
В случае необходимости в испытательную камеру (1) устанавливается новый образец фильтра и повторяются испытания.If necessary, a new filter sample is installed in the test chamber (1) and the tests are repeated.
Испытания предлагаемой полезной модели проводились следующим образом.Tests of the proposed utility model were carried out as follows.
Перед исследованием установлен испытуемый образец скважинного фильтра (4) в горизонтальном положении и подготовлена рабочая жидкость. Затем стенд был заполнен рабочей жидкостью до давления до 2 атмосфер. При этом была проведена проверка работоспособности манометров. По показаниям датчиков (20, 21) давления фиксировалась герметичность системы (значение давления, равное 2 атмосферам держится на протяжении 10-15 минут). Далее путем включения насосного агрегата (5) поднималось значение давления до резкого скачка, т.е. определяемого условиями проводимого эксперимента, например, до 120 атмосфер, которое тоже фиксировалось по показаниям датчика (20 или 21) давления на входе в испытательную камеру (1). Стенд работал до резкого скачка давления в течение 1 часа. При этом с частотой 1 минута датчиками (20, 21) давления фиксировали значение давления на входе в испытательную камеру (1), которое составило 120 атмосфер, и на выходе, значение которого соответствовало 100 атмосфер. Перепад давления на фильтре (4) составил - 20 атмосфер. Для повторения исследования могут быть изменены условия проведения эксперимента. Были также проведены исследования при измененном значении давления на входе в испытательную камеру (1), например, со 120 атмосфер до 170 атмосфер, по итогам которого получили потерю контроля над фильтрацией песка (оценивалось по резкому снижению значений давления на входе и увеличению на выходе из фильтра, которое изменилось со 170 до 140 атмосфер на входе и со 120 до 140 атмосфер на выходе).Before the study, the test sample of the well filter (4) was installed in a horizontal position and the working fluid was prepared. Then the stand was filled with working fluid to a pressure of up to 2 atmospheres. At the same time, the performance of the manometers was checked. According to the readings of pressure sensors (20, 21), the tightness of the system was recorded (pressure value equal to 2 atmospheres is maintained for 10-15 minutes). Further, by turning on the pumping unit (5), the pressure value was raised to a sharp jump, i.e. determined by the conditions of the experiment, for example, up to 120 atmospheres, which was also recorded according to the readings of the pressure sensor (20 or 21) at the entrance to the test chamber (1). The stand worked up to a sharp pressure jump for 1 hour. At the same time, with a frequency of 1 minute, pressure sensors (20, 21) recorded the pressure value at the inlet to the test chamber (1), which amounted to 120 atmospheres, and at the outlet, the value of which corresponded to 100 atmospheres. The pressure drop across the filter (4) was - 20 atmospheres. To repeat the study, the conditions of the experiment can be changed. Studies were also carried out with a changed pressure value at the entrance to the test chamber (1), for example, from 120 atmospheres to 170 atmospheres, as a result of which a loss of control over sand filtration was obtained (estimated by a sharp decrease in inlet pressure and an increase in the outlet of the filter , which changed from 170 to 140 atmospheres at the inlet and from 120 to 140 atmospheres at the outlet).
Предлагаемый стенд имеет конструкцию, позволяющую оперативно менять углы наклона испытательной камеры (1) и проводить испытания гидромеханических характеристик скважинных фильтров (4).The proposed stand has a design that allows you to quickly change the angles of inclination of the test chamber (1) and test the hydromechanical characteristics of well filters (4).
Таким образом, налицо расширение функциональных возможностей стенда, которые заключаются в возможности проведения испытаний скважинных фильтров в условиях, характерных как для вертикальных скважин, так и для горизонтальных и наклонно-направленных скважин. Другими словами, проведение испытаний с помощью предлагаемого стенда позволяет определить эффективность работы скважинного фильтра, определить условия и их длительность, при которых кольматируется фильтр, а также получить сопоставление максимальных фактических и паспортных значений давлений, при которых не происходит потеря способности фильтра удерживать механические примеси при фильтрации флюида.Thus, there is an expansion of the bench's functionality, which consists in the possibility of testing borehole filters in conditions typical of both vertical wells and horizontal and directional wells. In other words, testing using the proposed stand allows you to determine the efficiency of the well filter, determine the conditions and their duration under which the filter is clogged, and also obtain a comparison of the maximum actual and passport pressure values at which there is no loss of the filter's ability to retain mechanical impurities during filtration fluid.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775583C1 true RU2775583C1 (en) | 2022-07-05 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1612241A1 (en) * | 1989-01-25 | 1990-12-07 | Предприятие П/Я Р-6429 | Bed for testing filter elements |
RU118355U1 (en) * | 2012-03-05 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | STAND FOR STUDYING LIQUID FILTRATION |
CN204718824U (en) * | 2015-06-29 | 2015-10-21 | 新乡天翼过滤技术检测有限公司 | Pollutant injected system in a kind of metre filter performance test |
DE102014012784A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Method and device for performing an integrity check of a filter element |
RU2687690C1 (en) * | 2018-07-10 | 2019-05-15 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Test bench for filters of downhole pumping units |
RU195635U1 (en) * | 2019-07-22 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "ЕвроТехнологии" | Test bench for liquid and gas filters |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1612241A1 (en) * | 1989-01-25 | 1990-12-07 | Предприятие П/Я Р-6429 | Bed for testing filter elements |
RU118355U1 (en) * | 2012-03-05 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | STAND FOR STUDYING LIQUID FILTRATION |
DE102014012784A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Method and device for performing an integrity check of a filter element |
CN204718824U (en) * | 2015-06-29 | 2015-10-21 | 新乡天翼过滤技术检测有限公司 | Pollutant injected system in a kind of metre filter performance test |
RU2687690C1 (en) * | 2018-07-10 | 2019-05-15 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Test bench for filters of downhole pumping units |
RU195635U1 (en) * | 2019-07-22 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "ЕвроТехнологии" | Test bench for liquid and gas filters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112627783B (en) | Experimental device for low-frequency pressure transformation improves gas injection recovery ratio | |
CN109541175B (en) | Device and method for simulating circulation of underground drilling fluid to form mud cakes | |
CN111764885A (en) | Visual gas well intermittent production simulation experiment device and method | |
CN109745760B (en) | Performance test system and method for marine ballast water filter | |
RU2775583C1 (en) | Stand for the study of hydromechanical characteristics of well filters | |
CN108413032A (en) | A kind of tower pressure vessel and its working method | |
CN113622900A (en) | Stratum simulator and crack plugging instrument | |
RU2788100C1 (en) | Method for studying the hydromechanical characteristics of well filters | |
RU2792856C1 (en) | Method for studying the hydromechanical characteristics of downhole filters | |
RU2470283C2 (en) | Device for sampling from discharge pipeline (versions) | |
CN108927387A (en) | The tubing of automatic control vibrates rinse-system | |
RU146825U1 (en) | DEVICE FOR TESTING SEPARATION EQUIPMENT | |
KR100855447B1 (en) | Apparatus for testing capability of pump | |
JP4405036B2 (en) | Test method for reactor containment vessel | |
RU48581U1 (en) | INSTALLATION FOR MODELING NATURAL CONDITIONS FOR WORKING GAS, GAS-CONDENSATE AND OIL DEPOSITS | |
RU2698345C1 (en) | Enhanced oil recovery method | |
CN108802343B (en) | Device and method for testing compatibility of lubricating oil and working medium of high-temperature heat pump | |
RU46034U1 (en) | STAND FOR RESEARCH OF RADIUS OF EFFECTIVE ACTION OF AMPLITUDE-FREQUENCY COMPONENTS OF CAVITATION LIQUIDS | |
RU146826U1 (en) | DEVICE FOR TESTING SEPARATION EQUIPMENT | |
CN110018103B (en) | Building foundation on-site penetration test device and test method thereof | |
CN105510209B (en) | A kind of disposing polluted water in oil filtering material experimental rig | |
RU109289U1 (en) | DEVICE FOR TAKING SAMPLES FROM HEAD PIPELINE (OPTION) | |
CN113899643B (en) | Device and method for evaluating erosion resistance of chemical sand control consolidated core | |
CN112394018B (en) | Measuring instrument and method for filtering loss | |
RU150054U1 (en) | DEVICE FOR TESTING SEPARATION EQUIPMENT |