RU50598U1

RU50598U1 - Borehole Filter

Info

Publication number: RU50598U1
Application number: RU2005111962/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Чигряй; Владимир Владимирович Ильюхин; Александр Владимирович Федотов; Владимир Алексеевич Большаков
Original assignee: Закрытое акционерное общество Производственное объединение "СТРОНГ"
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2006-01-20

Abstract

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована в строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Скважинный фильтр содержит трубу, часть которой перфорирована отверстиями, при этом на этой ее части снаружи размещены продольные опорные стержни, по наружной поверхности которых выполнена винтовая нарезка под расположенные в ней и жестко соединенные с ней, например сваркой, спиральные витки проволоки с образованием фильтрующей сборки. Сборка выполнена в виде, по крайней мере, двух съемных фильтрующих кассет, винтовая нарезка выполнена с V-образным поперечным сечением, проволока в поперечном сечении имеет треугольный профиль с вершиной треугольного профиля, размещенной в винтовой нарезке, фильтр снабжен, верхним, нижним и, по меньшей мере, одним промежуточным кольцом, упорной втулкой, сборником механических примесей и опорной втулкой, при этом сборник механических примесей установлен с возможностью съема на нижнем конце трубы, верхнее, нижнее и промежуточное кольца выполнены с кольцевыми пазами, в которые вставлены концевые участки фильтрующих кассет, верхнее кольцо жестко, например посредством сварки, закреплено на трубе выше участка перфорационных отверстий, а промежуточное и нижнее кольца после установки на трубе фильтрующих кассет зафиксированы относительно трубы посредством штифтов, причем фильтрующие кассеты в осевом направлении прижаты к кольцам снизу посредством охватывающей трубу упорной втулки, установленной с возможностью осевого перемещения, фиксации своего положения посредством штифтов и соединенной посредством резьбового соединения с охватывающей трубу опорной втулкой, зафиксированной на последней посредством штифтов, а со стороны верхнего конца труба соединена с подвешенным на перфорированной трубе пакером. В результате достигается упрощение эксплуатации скважинного фильтра и The utility model relates to the mining industry and can be used in the construction and operation of oil and gas wells. The downhole filter contains a pipe, part of which is perforated with holes, while longitudinal support rods are placed on this part of the well, on the outer surface of which there is a screw thread for spiral coils located in it and rigidly connected to it, for example by welding, to form a filter assembly. The assembly is made in the form of at least two removable filtering cassettes, screw cutting is made with a V-shaped cross section, the wire in the cross section has a triangular profile with a triangular profile apex located in the screw cutting, the filter is equipped with upper, lower and at least one intermediate ring, a thrust sleeve, a collection of mechanical impurities and a supporting sleeve, while the collection of mechanical impurities is mounted with the possibility of removal at the lower end of the pipe, the upper, lower and intermediate rings are filled with annular grooves into which the end sections of the filter cartridges are inserted, the upper ring is rigidly fixed, for example by welding, to the pipe above the portion of the perforation holes, and the intermediate and lower rings are fixed to the pipe by means of pins, the filter cartridges being fixed to the pipe axially directed to the rings from below by means of a thrust sleeve enclosing the pipe, mounted with the possibility of axial movement, fixing its position by means of a pin comrade and connected by a threaded connection with a sleeve embracing the support tube, fixed to the latter by means of pins, and from the upper end of the pipe is connected with a suspended in the perforated tube packer. The result is a simplified operation of the downhole filter and

снижение трудозатрат при проведении регламентных работ по замене скважинного фильтра.reduction of labor costs during routine work to replace the downhole filter.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована в строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to the mining industry and can be used in the construction and operation of oil and gas wells.

Известен скважинный фильтр, содержащий трубчатый перфорированный каркас, продольные опорные стержни с выполненной по их наружной поверхности резьбовой нарезкой (канавками) под витки обмоточной проволоки, причем витки обмоточной проволоки жестко закреплены в резьбовой нарезке с образованием технологической щели (зазора) между ними (см. Гаврилко В.М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин, Москва, 1968 г., с.77).A well-known filter containing a perforated tubular frame, longitudinal support rods with threaded threads (grooves) made on their outer surface for winding wire windings, and winding wire turns are rigidly fixed in threaded thread to form a technological gap (gap) between them (see Gavrilko V.M. Filters of water intake, water-reducing and hydrogeological wells, Moscow, 1968, p.77).

Однако конструкция фильтра недостаточно надежна, что связано с непрочным креплением витков обмоточной проволоки на продольных опорных стержнях. В случае обрыва витков обмоточной проволоки в нескольких местах по периметру происходит разматывание всего фильтра и, как следствие, возникновение аварийной ситуации в скважине.However, the design of the filter is not reliable enough, which is associated with weak mounting of the turns of the winding wire on the longitudinal support rods. In the event of a break in the turns of the winding wire in several places around the perimeter, the entire filter is unwound and, as a result, an emergency occurs in the well.

Наиболее близким к полезной модели по техническому результату и решаемой задаче является скважинный фильтр, содержащий трубу, часть которой перфорирована отверстиями, при этом на этой ее части снаружи размещены продольные опорные стержни, по наружной поверхности которых выполнена винтовая нарезка под расположенные в ней и жестко соединенные с ней, например сваркой, спиральные витки проволоки с образованием фильтрующей сборки (см. патент RU 2209299, кл. Е 21 В 43/08, 27.07.2003).The closest to the utility model in terms of the technical result and the problem to be solved is a downhole filter containing a pipe, part of which is perforated with holes, and longitudinal support rods are placed on this part from the outside, on the outer surface of which are made a screw thread for those located in it and rigidly connected to her, for example by welding, spiral coils of wire with the formation of a filter assembly (see patent RU 2209299, CL E 21 In 43/08, 07/27/2003).

Данный скважинный фильтр обеспечивает надежную фильтрацию откачиваемой из скважины среды. Однако жесткое крепление сборки на колонне труб затрудняет техническое обслуживание фильтра.This downhole filter provides reliable filtration of the medium pumped out of the well. However, rigidly securing the assembly to the pipe string makes filter maintenance difficult.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение эксплуатации скважинного фильтра и снижение The objective of which the present utility model is directed is to simplify the operation of a downhole filter and reduce

трудозатрат при проведении регламентных работ по замене скважинного фильтра.labor costs during routine work to replace the downhole filter.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данной полезной модели является снижение себестоимости работ при проведении ремонтных и регламентных работ по замене и восстановлению скважинного фильтра в случае повреждения его фильтрующей поверхности.The technical result achieved by using this utility model is to reduce the cost of work during the repair and maintenance work on replacing and restoring the well filter in case of damage to its filter surface.

Указанные задача и технический результат достигаются за счет того, что скважинный фильтр содержит трубу, часть которой перфорирована отверстиями, при этом на этой ее части снаружи размещены продольные опорные стержни, по наружной поверхности которых выполнена винтовая нарезка под расположенные в ней и жестко соединенные с ней, например сваркой, спиральные витки проволоки с образованием фильтрующей сборки, при этом последняя выполнена в виде, по крайней мере, двух съемных фильтрующих кассет, винтовая нарезка выполнена с V-образным поперечным сечением, проволока в поперечном сечении имеет треугольный профиль с вершиной треугольного профиля, размещенной в винтовой нарезке, фильтр снабжен, верхним, нижним и, по меньшей мере, одним промежуточным кольцом, упорной втулкой, сборником механических примесей и опорной втулкой, при этом сборник механических примесей установлен с возможностью съема на нижнем конце трубы, верхнее, нижнее и промежуточное кольца выполнены с кольцевыми пазами, в которые вставлены концевые участки фильтрующих кассет, верхнее кольцо жестко, например посредством сварки, закреплено на трубе выше участка перфорационных отверстий, а промежуточное и нижнее кольца после установки на трубе фильтрующих кассет зафиксированы относительно трубы посредством штифтов, причем фильтрующие кассеты в осевом направлении прижаты к кольцам снизу посредством охватывающей трубу упорной втулки, установленной с возможностью осевого перемещения, фиксации своего положения посредством штифтов и соединенной посредством резьбового соединения с охватывающей трубу опорной втулкой, зафиксированной на The specified task and the technical result are achieved due to the fact that the downhole filter contains a pipe, part of which is perforated with holes, while longitudinal support rods are placed on this part of it outside, on the outer surface of which there is a screw thread for located in it and rigidly connected to it, for example by welding, spiral coils of wire with the formation of a filter assembly, the latter being made in the form of at least two removable filter cassettes, screw cutting is made with a V-shaped cross cross section, the wire in cross section has a triangular profile with a vertex of a triangular profile located in a screw thread, the filter is equipped with an upper, lower and at least one intermediate ring, a thrust sleeve, a collection of mechanical impurities and a supporting sleeve, while the mechanical collection impurities are mounted with the possibility of removal at the lower end of the pipe, the upper, lower and intermediate rings are made with annular grooves into which the end sections of the filter cartridges are inserted, the upper ring is rigidly, for example, by means of welding, it is fixed on the pipe above the section of perforation holes, and the intermediate and lower rings, after installation of filter cartridges on the pipe, are fixed relative to the pipe by means of pins, the filter cartridges being axially pressed against the rings from below by means of an axial displacement sleeve covering the pipe, axially movable, fixing its position by means of pins and connected by a threaded connection to the supporting sleeve enclosing the pipe, fixed on

последней посредством штифтов, а со стороны верхнего конца труба соединена с подвешенным на перфорированной трубе пакером.the latter by means of pins, and from the side of the upper end of the pipe is connected to the packer suspended on the perforated pipe.

В ходе анализа работы различных конструкций скважинных фильтров было выявлено, что наиболее рациональным является выполнение скважинного фильтра в виде намотанной по спирали проволоки с треугольным поперечным сечением. В этом случае для нарезки на продольных опорных стержнях винтовой нарезки можно использовать стандартное оборудование. Проволока плотно прилегает к стенкам V-образных канавок. Проволоку легко фиксировать относительно продольных стержней посредством сварки, например контактной сварки, или посредством пайки. Кроме того, жесткая фиксация витков проволоки относительно продольных опорных стержней позволяет создать съемные фильтрующие кассеты. В результате представляется возможным быстро заменять фильтрующие кассеты в случае выхода их из строя в результате, например разрыва проволоки, образующей фильтрующую поверхность. Кроме того, в зависимости от состава откачиваемой среды и производительности центробежного насоса, который установлен над фильтрующими кассетами, представляется возможность устанавливать фильтрующие кассеты с различной величиной щелевых отверстий между витками проволоки, что дает возможность регулировать гидравлическое сопротивление, созданное фильтрующими элементами. При этом представляется возможность повысить надежность работы центробежного насоса, за счет предотвращения падения давления на входе в центробежный насос ниже допустимой величины, при которой центробежный насос может перейти в кавитационный режим работы. Фиксация фильтрующих кассет с помощью упорной и опорной втулок позволяет надежно фиксировать фильтрующие кассеты, при этом снижаются требования к точности изготовления фильтрующих кассет по высоте, а фиксацией колец и втулок с помощью штифтов предотвращается самопроизвольное их смещение в процессе работы скважинной насосной установки.During the analysis of the operation of various designs of well filters, it was found that the most rational is the implementation of the well filter in the form of a spiral wound wire with a triangular cross section. In this case, standard equipment can be used for cutting on the longitudinal support rods of the screw thread. The wire fits snugly against the walls of the V-grooves. The wire is easily fixed relative to the longitudinal rods by welding, for example resistance welding, or by soldering. In addition, the rigid fixation of the turns of wire relative to the longitudinal support rods allows you to create removable filter cartridges. As a result, it seems possible to quickly replace the filter cartridges in case of failure as a result of, for example, a wire breaking forming the filter surface. In addition, depending on the composition of the pumped medium and the performance of the centrifugal pump, which is installed above the filter cartridges, it is possible to install filter cartridges with different sizes of slit openings between the turns of wire, which makes it possible to adjust the hydraulic resistance created by the filter elements. At the same time, it seems possible to increase the reliability of the centrifugal pump by preventing the pressure drop at the inlet of the centrifugal pump below the permissible value at which the centrifugal pump can go into cavitation operation. Fixing the filter cartridges with the thrust and support sleeves allows you to reliably fix the filter cartridges, while reducing the accuracy requirements for the manufacture of filter cartridges in height, and fixing the rings and sleeves with the help of pins prevents their spontaneous displacement during operation of the downhole pump unit.

На чертеже представлен продольный разрез скважинного фильтра.The drawing shows a longitudinal section of a downhole filter.

Скважинный фильтр содержит трубу 1 часть которой перфорирована отверстиями 2, при этом на этой ее части снаружи размещены продольные опорные стержни 3 по наружной поверхности которых выполнена винтовая нарезка под расположенные в ней и жестко соединенные с ней, например сваркой, спиральные витки проволоки 4 с фильтрующей сборки, которая выполнена из отдельных съемных фильтрующих кассет. Винтовая нарезка выполнена с V-образным поперечным сечением. Проволока 4 в поперечном сечении имеет треугольный профиль с вершиной треугольного профиля, размещенной в винтовой нарезке. Фильтр снабжен верхним 5, нижним 6 и, по меньшей мере, одним промежуточным 7 кольцами, упорной втулкой 8, сборником 9 механических примесей, опорной втулкой 10 и пакером 11. Сборник 9 механических примесей установлен с возможностью съема на нижнем конце трубы 1. Верхнее 5, нижнее 6 и промежуточное 7 кольца выполнены с кольцевыми пазами, в которые вставлены концевые участки фильтрующих кассет. Верхнее кольцо 5 жестко, например посредством сварки, закреплено на трубе 1 выше участка перфорационных отверстий 2. Промежуточное 6 и нижнее 7 кольца после установки на трубе 1 фильтрующих кассет зафиксированы относительно трубы посредством штифтов 12, причем фильтрующие кассеты в осевом направлении прижаты к кольцам 5, 6, 7 снизу посредством охватывающей трубу 1 упорной втулки 8, установленной с возможностью осевого перемещения, фиксации своего положения посредством штифтов 13 и соединенной посредством резьбового соединения с охватывающей трубу 1 опорной втулкой 10, зафиксированной на последней посредством штифтов 14. Со стороны верхнего конца труба 1 соединена с подвешенным на перфорированной трубе 15 пакером 11.The downhole filter contains a pipe 1 part of which is perforated with holes 2, while longitudinal support rods 3 are placed on this part from the outside, and on their outer surface there is made a screw thread for spiral coils of wire 4 from the filter assembly located in it and rigidly connected thereto, for example by welding , which is made of separate removable filter cartridges. Screw cutting is made with a V-shaped cross section. The wire 4 in cross section has a triangular profile with a vertex of a triangular profile located in a screw thread. The filter is equipped with an upper 5, lower 6 and at least one intermediate 7 rings, a thrust sleeve 8, a collection of 9 mechanical impurities, a supporting sleeve 10 and a packer 11. The collection 9 of mechanical impurities is mounted with the possibility of removal on the lower end of the pipe 1. Top 5 , lower 6 and intermediate 7 rings are made with annular grooves into which end sections of filtering cartridges are inserted. The upper ring 5 is rigidly fixed, for example by welding, to the pipe 1 above the portion of the perforations 2. The intermediate 6 and lower 7 rings, after installing filter cartridges on the pipe 1, are fixed relative to the pipe by means of pins 12, and the filter cartridges are axially pressed against the rings 5, 6, 7 from below by means of a thrust sleeve 8 enclosing the pipe 1, mounted with axial movement, fixing its position by means of pins 13 and connected by means of a threaded connection to the covering t cutting 1 supporting sleeve 10, fixed on the latter by means of pins 14. From the upper end of the pipe 1 is connected to the packer 11 suspended on the perforated pipe 15.

Скважинный фильтр работает следующим образом.Well filter works as follows.

Жидкость с механическими примесями различных размеров поступает извне через щелевые отверстия, образованные витками проволоки 3, при этом от откачиваемой центробежным насосом жидкой среды отделяются A fluid with mechanical impurities of various sizes is supplied from the outside through slotted holes formed by coils of wire 3, while the liquid medium pumped out by a centrifugal pump is separated

крупные примеси, размер которых превышает размер щелевых отверстий. Частицы с размерами менее ширины щелевых отверстий совместно с продукцией скважины проходят сквозь скважинный фильтр, при этом более крупные частицы из тех, что прошли сквозь щелевые отверстия постепенно под действием собственного веса оседают в сборник 9 механических примесей. Далее очищенная от примесей жидкая среда протекает в перфорированную трубу 15 и из последней очищенная от примесей жидкая среда поступает на вход центробежного насоса. Пакер 11, разобщая затрубное пространство скважины, предотвращает поступление неочищенной от механических примесей жидкой среды на вход центробежного насоса.large impurities, the size of which exceeds the size of slot holes. Particles with sizes less than the width of the slit openings together with the well products pass through the well filter, while larger particles from those that pass through the slit openings gradually settle under the influence of their own weight into the collector 9 of mechanical impurities. Further, the liquid medium purified from impurities flows into the perforated pipe 15 and from the latter, the liquid medium purified from impurities enters the inlet of the centrifugal pump. The packer 11, separating the annulus of the well, prevents the entry of a liquid medium, unpurified from solids, to the inlet of the centrifugal pump.

При необходимости замены фильтрующих кассет от трубы 1 отсоединяют сборник 9 механических примесей. Далее отвинчивают штифты 13 и 14 и снимают опорную и упорную втулки 10 и 8. Далее отвинчивают штифты 12 на кольцах 6 и 7, после чего снимают с трубы 1 кольцо 6 и нижнюю фильтрующую кассету, промежуточное кольцо 7 и следующую фильтрующую кассету. После чего устанавливают другую верхнюю фильтрующую кассету, промежуточное кольцо 7 нижнюю фильтрующую кассету и нижнее кольцо 6. Затем устанавливают упорную втулку 8 вместе с опорной втулкой 10. Фиксируют положение опорной втулки 10 штифтами 14 относительно трубы 1 и, вращая упорную втулку 8, зажимают верхнюю фильтрующую кассету между верхним кольцом 5 и промежуточным кольцом 7 и нижнюю фильтрующую кассету между промежуточным кольцом 7 и нижним кольцом 6. После этого штифтами 12 и 13 фиксируют положение колец 7 и 6 и упорной втулки 8 относительно трубы 1If necessary, replace the filter cartridge from the pipe 1 disconnect the collection 9 of mechanical impurities. Next, the pins 13 and 14 are unscrewed and the support and thrust bushings 10 and 8 are removed. The pins 12 on the rings 6 and 7 are then unscrewed, after which the ring 6 and the lower filter cartridge, the intermediate ring 7 and the next filter cartridge are removed from the pipe 1. Then install the other upper filter cartridge, the intermediate ring 7 lower filter cartridge and the lower ring 6. Then install the thrust sleeve 8 together with the supporting sleeve 10. Fix the position of the supporting sleeve 10 with pins 14 relative to the pipe 1 and, rotating the thrust sleeve 8, clamp the upper filter the cartridge between the upper ring 5 and the intermediate ring 7 and the lower filter cartridge between the intermediate ring 7 and the lower ring 6. After that, the pins 12 and 13 fix the position of the rings 7 and 6 and the thrust sleeve 8 relative to t Uba 1

Таким образом, скважинный фильтр обеспечивает достижение требуемого технического результата при эксплуатации в комплекте с центробежным насосом. Данная полезная модель может быть использована в нефтегазовой, горной промышленности и других отраслях промышленности Thus, the well filter ensures the achievement of the required technical result during operation complete with a centrifugal pump. This utility model can be used in the oil and gas, mining and other industries.

при откачке из скважин различного рода жидких сред с механическими примесями.during pumping from wells of various kinds of liquid media with mechanical impurities.

Claims

A downhole filter containing a pipe, part of which is perforated with holes, while longitudinal support rods are placed on this part from the outside, on the outer surface of which are made a screw thread for spiral coils located in it and rigidly connected to it, for example by welding, to form a filter assembly characterized in that the assembly is made in the form of at least two removable filter cartridges, screw cutting is made with a V-shaped cross section, the wire in the cross section has a triangular A profile with a vertex of a triangular profile located in a screw thread, the filter is equipped with an upper, lower and at least one intermediate ring, a thrust sleeve, a collection of mechanical impurities and a supporting sleeve, while the collection of mechanical impurities is mounted with the possibility of removal at the lower end the pipes, the upper, lower and intermediate rings are made with annular grooves into which the end sections of the filter cartridges are inserted, the upper ring is rigidly fixed, for example by welding, to the pipe above the section of perforations ion holes, and the intermediate and lower rings, after installing filter cartridges on the pipe, are fixed relative to the pipe by means of pins, the filter cartridges being axially pressed against the rings from below by means of a thrust sleeve enclosing the pipe, axially movable, fixing its position by means of pins and connected by threaded connection with the supporting sleeve enclosing the pipe fixed on the latter by means of pins, and from the side of the upper end of the pipe with It is one with the packer suspended on a perforated pipe.