RU51095U1

RU51095U1 - Borehole Filter

Info

Publication number: RU51095U1
Application number: RU2005111963/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Чигряй; Владимир Владимирович Ильюхин
Original assignee: Закрытое акционерное общество Производственное объединение "СТРОНГ"
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2006-01-27

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, опорной втулкой и сборной трубой - кожухом, 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 трубой - кожухом для размещения в последней электродвигателя 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 filter cartridges, 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 at least one intermediate ring, a thrust sleeve, a collection of mechanical impurities, a support sleeve and a collection pipe - a casing, while the collection of mechanical impurities is installed with the possibility of removal at the lower end of the pipe, the upper, lower and The intermediate rings are made with annular grooves into which the end sections of the filtering cartridges are inserted, the upper ring is rigidly fixed, for example by welding, to the pipe above the section of the perforation holes, and the intermediate and lower rings are fixed to the pipe by means of pins, the filtering rings being fixed to the pipe the cassettes in the axial direction are pressed to the rings from below by means of a thrust sleeve enclosing the pipe, mounted with the possibility of axial movement, fixing its by means of pins and connected by a threaded connection to the supporting sleeve enclosing the pipe, fixed to the latter by means of pins, and from the side of the upper end of the pipe is connected to the pipe - casing for placement in the last electric motor

и входного участка газосепаратора центробежного насоса скважинной насосной установки. В результате достигается упрощение эксплуатации скважинного фильтра и снижение трудозатрат при проведении регламентных работ по замене скважинного фильтра.and the inlet portion of the gas separator of the centrifugal pump of the downhole pumping unit. The result is a simplification of the operation of the downhole filter and a reduction in labor costs during routine maintenance 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 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, опорной втулкой и сборной трубой - кожухом, 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, 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, while the assembly is made in the form of at least two removable filter cartridges, screw cutting is made with a V-shaped transverse m cross-section, the cross-sectional wire has a triangular profile with a triangular profile apex 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, a support sleeve and a collection tube - a casing, wherein the collection of mechanical impurities is installed 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 rigidly, for example by welding, is fixed on the pipe above the portion of the perforations, and the intermediate and lower rings, after installation of the 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 which is installed with the possibility of axial movement, fixing its position by means of pins and connected by means of a threaded connection to the supporting sleeve enclosing the pipe,

зафиксированной на последней посредством штифтов, а со стороны верхнего конца труба соединена с трубой - кожухом для размещения в последней электродвигателя и входного участка газосепаратора центробежного насоса скважинной насосной установки.fixed on the latter by means of pins, and from the side of the upper end the pipe is connected to the pipe - a casing for placement in the last electric motor and the inlet section of the gas separator of the centrifugal pump of the downhole pump installation.

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. Кроме того, представляется возможность использовать отфильтрованную жидкую среду в качестве охлаждающей среды электродвигателя, приводящего в действие центробежный насос. При этом представляется возможность повысить надежность газосепаратора 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 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. In addition, it is possible to use the filtered liquid medium as a cooling medium for an electric motor driving a centrifugal pump. At the same time, it is possible to increase the reliability of the centrifugal pump gas separator 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 mode of operation. Fixing filter cartridges with

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.thrust and support sleeves allows you to securely fix the filter cartridge, while reducing the requirements for precision manufacturing filter cartridge height, and fixing the rings and sleeves with pins prevents their spontaneous displacement during operation of the well pump installation.

На чертеже представлен продольный разрез скважинного фильтра. 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 образованием 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 сборной трубой - кожухом 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 The drawing shows a longitudinal section of a downhole filter. The downhole filter contains a pipe 1, a part of which is perforated with holes 2, while longitudinal support rods 3 are placed on this part from the outside, on the outer surface of which there is made a screw thread for spiral coils 4 s located in it and rigidly connected to it, for example by welding, the formation of a filter assembly, 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 collection pipe - a casing 11. The collection 9 of mechanical impurities is mounted with the possibility of removal at the lower end of the pipe 1 The upper 5, lower 6 and intermediate 7 rings are made with annular grooves in which the end sections of the filter 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 rub 1 supporting sleeve 10, fixed on the latter by means of pins

14. Со стороны верхнего конца труба 1 соединена с трубой - кожухом 11 для размещения в последней электродвигателя 15 и входного участка газосепаратора 16 центробежного насоса скважинной насосной установки.14. From the upper end of the pipe 1 is connected to the pipe - the casing 11 for placement in the last electric motor 15 and the input section of the gas separator 16 of the centrifugal pump of the downhole pumping unit.

Скважинный фильтр работает следующим образом. Жидкость с механическими примесями различных размеров поступает извне через щелевые отверстия, образованные витками проволоки 3, при этом от откачиваемой центробежным насосом жидкой среды отделяются 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, протекая через трубу-кожух 11 и обтекая электродвигатель 15, охлаждает его, и затем поступает в газосепаратор 16 и далее очищенная от примесей газообразной среды поступает на вход центробежного насоса.Well filter works as follows. A fluid with mechanical impurities of various sizes comes from the outside through slotted holes formed by coils of wire 3, while large impurities are separated from the liquid medium pumped out by a centrifugal pump, the size of which exceeds the size of slotted 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, flowing through the casing pipe 11 and flowing around the electric motor 15, cools it, and then enters the gas separator 16 and then the gaseous medium purified from impurities enters 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 1.If 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 при откачке из скважин различного рода жидких сред с механическими примесями.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 when pumping various types of liquid media with mechanical impurities from wells.

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 If the filter has a top with 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, a support sleeve and a collection tube - a casing, while the collection of mechanical impurities is installed with the possibility removal at the lower end of the pipe, the upper, lower and intermediate rings are made with annular grooves in which the end sections of the filter cartridges are inserted, the upper ring is rigidly fixed, for example by welding, to the pipe be higher than the area of the 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 a thrust sleeve enclosing 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 to the latter by means of pins, and from the sides upper end of pipe is connected with a pipe - a casing for accommodation in the latter motor and the inlet portion of the gas separator of the centrifugal pump downhole pump device.