RU51664U1

RU51664U1 - Borehole Filter

Info

Publication number: RU51664U1
Application number: RU2005130053/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Васильевич Любимов
Original assignee: ООО "СибТЭК"
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2006-02-27

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при оборудовании скважины фильтрующими устройствами, отделяющими вредные примеси от флюида, поступающего из нефтегазоносного пласта. Скважинный фильтр содержит несущий каркас из перфорированной трубы, и фильтрующее покрытие из проволочного нетканого материала, выполненное в виде трубчатого элемента и установленное на несущем каркасе в пазах опорных колец, зафиксированных переводниками. Между фильтрующим покрытием и несущим каркасом установлен дренажный слой из проволоки, по спирали намотанной на каркас. Спираль, образующая дренажный слой, может быть выполнена из пружинной проволоки. Трубчатый фильтрующий элемент может быть изготовлен из проволочного нетканого материала, полученного путем прессования путанки из проволоки, или из металлорезины. Снаружи фильтр защищен кожухом с отверстиями. Технический результат - повышение надежности и эффективности работы скважинного фильтра. The utility model relates to the oil and gas industry and can be used to equip the well with filtering devices that separate harmful impurities from the fluid coming from the oil and gas reservoir. The downhole filter contains a supporting frame of perforated pipe, and a filter coating of wire non-woven material, made in the form of a tubular element and mounted on a supporting frame in the grooves of the support rings fixed by the sub. Between the filter coating and the supporting frame there is a drainage layer of wire, spiral wound around the frame. The spiral forming the drainage layer may be made of spring wire. The tubular filter element may be made of wire non-woven material obtained by pressing wire rope or metal rubber. Outside the filter is protected by a casing with holes. EFFECT: increased reliability and efficiency of a downhole filter.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при оборудовании скважины фильтрующими устройствами, отделяющими вредные примеси от флюида, поступающего из нефтегазоносного пласта.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used to equip the well with filtering devices that separate harmful impurities from the fluid coming from the oil and gas reservoir.

Известен скважинный фильтр, представляющий собой стальную трубу с отверстиями, на которую намотана профилированная проволока (Гаврилко В.М. Фильтры буровых скважин. М., «Недра», 1985, с.7-9).Known downhole filter, which is a steel pipe with holes on which a profiled wire is wound (Gavrilko V.M. Filters for boreholes. M., "Nedra", 1985, p.7-9).

Основным недостатком такой конструкции является изменение величины межвитковых промежутков при установке фильтра в скважину, особенно в горизонтальную, что отрицательно сказывается на качестве фильтрации.The main disadvantage of this design is the change in the size of the inter-turn gaps when installing the filter in the well, especially in the horizontal, which negatively affects the quality of the filtration.

Известен скважинный фильтр, содержащий перфорированную трубу, на которой установлен фильтрующий элемент из пенометалла с уменьшающимся размером пор в радиальном направлении от наружной поверхности к внутренней (заявка на изобретение РФ №2004100973, МПК 7 Е 21 В 43/08, опубл. 2005 г.).A well-known well filter containing a perforated pipe on which a filter element is made of foam metal with a decreasing pore size in the radial direction from the outer surface to the inner one (application for invention of the Russian Federation No. 2004100973, IPC 7 E 21 V 43/08, publ. 2005) .

Уменьшение размера пор в радиальном направлении от наружной поверхности к внутренней приведет к засорению фильтра, т.к. частицы механических примесей смогут проникнуть внутрь порового пространства и перекрыть его в сужающейся части. Таким образом, открытые поры станут тупиковыми и скорость фильтрации значительно снизится.Reducing the size of the pores in the radial direction from the outer surface to the inner will clog the filter, as particles of mechanical impurities will be able to penetrate into the pore space and block it in the tapering part. Thus, open pores will become dead ends and the filtration rate will decrease significantly.

Наиболее близкой является конструкция скважинного фильтра, состоящего из несущего трубчатого перфорированного каркаса и волокнистого фильтрующего покрытия, выполненного в виде отдельных пластин из проволочного нетканого материала, жестко закрепленных внахлест при помощи сварки и пайки на трубчатом каркасе фильтра против The closest is the design of the downhole filter, consisting of a supporting tubular perforated frame and a fibrous filter coating made in the form of individual plates of wire nonwoven material, rigidly lapped by welding and soldering on the filter tubular frame against

перфорационных отверстий (авт. свидетельство СССР №941548, МКИ 3 Е 21 В 43/08, опубл. 1982 г.).perforations (USSR author's certificate No. 941548, MKI 3 E 21 V 43/08, publ. 1982).

Недостатком известной конструкции является наличие сварных и паяных зон, активирующих процессы электрохимической коррозии, возникающие вследствие применения в фильтрах металлов с различными электрическими потенциалами. Крепление отдельных пластин из проволочного нетканого материала на поверхности фильтра недостаточно надежно и при установке фильтра в скважину может произойти отрыв фильтрующих элементов. Плотное прилегание фильтрующих элементов к перфорированной трубе снижает эффективность работы фильтра, ограничивая его полезную площадь площадью отверстия. Вне зон отверстий фильтрующий материал «прилипает» к трубе и препятствует прохождению флюида. Фильтрующие элементы не имеют защиты и могут быть повреждены при монтаже и в процессе эксплуатации от эрозионного воздействия механических примесей. Кроме того, происходит механическое засорение фильтра, характерное для всех фильтров с проволочной или сетчатой наружной поверхностью.A disadvantage of the known design is the presence of welded and soldered zones, activating the processes of electrochemical corrosion resulting from the use of metals with various electric potentials in filters. The fastening of individual plates of wire non-woven material on the surface of the filter is not reliable enough, and when the filter is installed in the well, separation of filter elements may occur. The tight fit of the filter elements to the perforated pipe reduces the efficiency of the filter, limiting its useful area to the area of the hole. Outside the zones of the openings, the filter material “sticks” to the pipe and prevents the passage of fluid. The filter elements are not protected and can be damaged during installation and during operation from erosion by mechanical impurities. In addition, a mechanical clogging of the filter occurs, which is characteristic of all filters with a wire or mesh outer surface.

Задачей, на решение которой направлено создание полезной модели, является повышение надежности и эффективности работы скважинного фильтра.The task to which the creation of a utility model is aimed is to increase the reliability and efficiency of the downhole filter.

Решение поставленной задачи достигнуто тем, что в скважинном фильтре, содержащем несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и фильтрующее покрытие из проволочного нетканого материала, фильтрующее покрытие выполнено в виде трубчатого элемента и установлено на несущем каркасе в пазах опорных колец, зафиксированных переводниками. Между фильтрующим покрытием и несущим каркасом установлен дренажный слой, выполненный в виде спирали из проволоки, намотанной на несущий каркас. Эта спираль, образующая дренажный слой, может быть выполнена из пружинной проволоки. Трубчатый фильтрующий элемент может быть изготовлен из проволочного нетканого материала, The solution to this problem was achieved in that in a well filter containing a supporting frame made of perforated pipe and a filter coating of wire nonwoven material, the filter coating is made in the form of a tubular element and is installed on the supporting frame in the grooves of the support rings fixed by the sub. Between the filter coating and the supporting frame there is a drainage layer made in the form of a spiral of wire wound on a supporting frame. This spiral forming the drainage layer may be made of spring wire. The tubular filter element may be made of wire non-woven material,

полученного путем прессования путанки из проволоки, или из металлорезины. Снаружи фильтр защищен кожухом с отверстиями.obtained by pressing wire rope, or from metal rubber. Outside the filter is protected by a casing with holes.

Сущность полезной модели поясняет чертеж.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

На фиг.1 представлен скважинный фильтр.Figure 1 presents the downhole filter.

Скважинный фильтр содержит выполненный из перфорированной трубы несущий каркас 1, концентрично которому установлен трубчатый фильтрующий элемент 2 из проволочного нетканого материала. Между каркасом 1 и фильтрующим элементом 2 имеется дренажный слой, образованный проволокой 3, намотанной по спирали на каркас. Трубчатый фильтрующий элемент 2 установлен на несущем каркасе 1 с помощью опорных колец 4, имеющих пазы 5 под фильтрующий элемент. Опорные кольца 4 зафиксированы на несущем каркасе 1 переводниками 6, которые служат также для соединения скважинного фильтра с другими секциями и с пакером. Спираль из проволоки 3, образующая дренажный слой, может быть изготовлена из пружинной проволоки и обладать свойствами пружины сжатия или пружины кручения. Снаружи фильтр защищен кожухом 7 с отверстиями 8. Кожух 7 может быть установлен с радиальным зазором 9 по отношению к фильтрующему элементу.The downhole filter comprises a support frame 1 made of a perforated pipe, concentrically to which a tubular filter element 2 of wire nonwoven material is installed. Between the frame 1 and the filter element 2 there is a drainage layer formed by a wire 3 wound in a spiral fashion on the frame. The tubular filter element 2 is mounted on the supporting frame 1 using support rings 4 having grooves 5 for the filter element. Support rings 4 are fixed on the supporting frame 1 by sub 6, which also serve to connect the downhole filter with other sections and with the packer. The spiral of wire 3 forming the drainage layer can be made of spring wire and have the properties of a compression spring or torsion spring. Outside the filter is protected by a casing 7 with holes 8. The casing 7 can be installed with a radial clearance 9 in relation to the filter element.

Трубчатый фильтрующий элемент 2 может быть изготовлен из проволочного нетканого материала, полученного путем прессования путанки из проволоки, или из металлорезины, представляющей собой прессованные проволочные спирали. Такой материал отличается высокой пористостью, при этом все поры являются открытыми, что гарантирует его высокую пропускную способность. Кроме того, фильтрующие элементы, изготовленные из таких материалов, обладают пружинистыми свойствами, как в осевом, так и в поперечном направлении. Находясь в условиях нестационарного давления работающей скважины, трубчатый фильтрующий элемент совершает колебания, изменяющие конфигурацию межпроволочного пространства, что способствует самоочищению фильтра. Для усиления этого эффекта спираль из проволоки 3, намотанной на трубчатый The tubular filter element 2 can be made of wire non-woven material obtained by pressing a wire rope, or of metal rubber, which is a pressed wire spiral. Such material is characterized by high porosity, while all pores are open, which guarantees its high throughput. In addition, filter elements made of such materials have springy properties, both in the axial and transverse directions. Being in the conditions of unsteady pressure of a working well, the tubular filter element vibrates, changing the configuration of the interwire space, which contributes to the self-cleaning of the filter. To enhance this effect, a spiral of wire 3 wound around a tubular

перфорированный каркас 1 в качестве дренажа, может быть выполнена из пружинной проволоки и обладать свойствами пружины сжатия или пружины кручения. Трубчатый фильтрующий элемент может состоять из нескольких отдельных кольцевых фрагментов, установленных на несущем каркасе в опорных кольцах. Кожух 7 установлен концентрично наружной поверхности фильтра и служит для отфильтровывания крупных фракций механических примесей и защиты фильтрующего слоя.perforated frame 1 as drainage, can be made of spring wire and have the properties of a compression spring or torsion spring. The tubular filter element may consist of several separate annular fragments mounted on a supporting frame in the support rings. The casing 7 is mounted concentrically on the outer surface of the filter and serves to filter out large fractions of mechanical impurities and protect the filter layer.

Скважинный фильтр устанавливают в составе обсадной эксплуатационной колонны в области продуктивного пласта нефтегазодобывающей скважины. В зависимости от дебита скважины фильтр может состоять из нескольких секций, соединенных последовательно или равномерно распределенных вдоль продуктивного пласта.A downhole filter is installed as part of a casing production string in the field of a productive formation of an oil and gas producing well. Depending on the flow rate of the well, the filter may consist of several sections connected in series or evenly distributed along the reservoir.

Благодаря отсутствию сварных и паяных зон, повышена коррозионная стойкость скважинного фильтра. Использование трубчатого фильтрующего элемента гарантирует надежное крепление к несущему каркасу. Изготовление фильтрующего элемента из металлорезины или из материала, полученного путем прессования путанки из проволоки, создает условия для самоочищения фильтра. Наличие дренажного слоя обеспечивает работу всей поверхности фильтрующего элемента, не ограничивая ее зонами отверстий перфорированного каркаса. Кожух фильтра служит для отфильтровывания крупных фракций механических примесей и защиты фильтрующего слоя от эрозии и от повреждений при монтаже. Конструкция скважинного фильтра обеспечивает его многократное использование, т.к. фильтрующие элементы из прессованной проволоки обладают высокой износостойкостью и полностью восстанавливают свои свойства после промывки. Поэтому предлагаемый скважинный фильтр отличается высокой надежностью и весьма эффективен в работе.Due to the absence of welded and soldered zones, the corrosion resistance of the downhole filter is increased. The use of a tubular filter element ensures reliable fastening to the supporting frame. The manufacture of a filter element from metal rubber or from a material obtained by pressing a wire rope, creates the conditions for self-cleaning the filter. The presence of a drainage layer ensures the operation of the entire surface of the filter element without limiting it to the zones of the holes of the perforated frame. The filter cover serves to filter out large fractions of mechanical impurities and protect the filter layer from erosion and damage during installation. The design of the downhole filter ensures its repeated use, as extruded wire filter elements have high wear resistance and completely restore their properties after washing. Therefore, the proposed downhole filter is highly reliable and highly efficient in operation.

Claims

1. A downhole filter comprising a supporting frame made of a perforated pipe and a filter coating of wire nonwoven material, characterized in that the filter coating is made in the form of a tubular element mounted on a supporting frame in the grooves of the support rings fixed by the sub between the supporting frame and a filter layer has a drainage layer made in the form of a spiral made of wire wound on a supporting frame, and the outside of the filter is protected by a casing with holes.

2. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the filter coating is made of metal rubber.

3. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the filter coating is made of pressed wire trowel.

4. The downhole filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the spiral forming the drainage layer is made of a spring wire.