RU57808U1

RU57808U1 - Borehole Filter

Info

Publication number: RU57808U1
Application number: RU2006118557/22U
Authority: RU
Inventors: Рафиль Гиниятуллович Абдулмазитов; Рашит Газнавиевич Рамазанов; Владимир Иванович Кострач; Дмитрий Витальевич Страхов; Радик Зяузятович Зиятдинов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Предложение относится к технике добычи продукта из скважин, а именно к скважинным фильтрам для фильтрации продукта, добываемого из нефтяных, водяных и газовых скважин.The proposal relates to techniques for extracting a product from wells, namely, downhole filters for filtering a product extracted from oil, water and gas wells.

Скважинный фильтр состоит из перфорированной трубы с навернутой на нее сверху муфтой и металлической сеткой снаружи. Металлическая сетка охватывает наружную поверхность перфорированной трубы. Снизу на перфорированную трубу навернута дополнительная муфта. Снаружи металлической сетки между муфтой и дополнительной муфтой установлен перфорированный патрубок. Перфорационные отверстия в перфорированной трубе и перфорационном патрубке выполнены виде сквозных продольных пазов.The downhole filter consists of a perforated pipe with a sleeve screwed onto it from above and a metal mesh on the outside. A metal mesh covers the outer surface of the perforated pipe. An additional sleeve is screwed onto the perforated pipe below. Outside the metal mesh, a perforated pipe is installed between the coupling and the additional coupling. Perforation holes in the perforated pipe and perforation pipe are made in the form of through longitudinal grooves.

Перфорированная труба по периметру снабжена верхним и нижним рядами отверстий, напротив которых в перфорированном патрубке выполнены верхнее и нижнее отверстия соответственно, в которые ввернуты винты, фиксирующие соосно перфорационные отверстия перфорированной трубы и перфорированного патрубка соответственно в любом из отверстий верхнего и нижнего ряда по периметру перфорированной трубы.The perforated pipe around the perimeter is equipped with upper and lower rows of holes, opposite which the upper and lower holes are made in the perforated pipe, respectively, into which screws are screwed that fix the coaxially perforated holes of the perforated pipe and perforated pipe, respectively, in any of the holes of the upper and lower rows around the perimeter of the perforated pipe .

Снизу к дополнительной муфте присоединен узел перепуска скважинной жидкости, состоящий из полой втулки с верхним и нижним рядами радиальных каналов и шибера. Снаружи полая втулка снабжена цилиндрической выборкой, в которую с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен шибер, герметично перекрывающий нижний ряд радиальных каналов полой втулки и образующий камеру, гидравлически сообщающуюся с помощью верхних радиальных отверстий полой втулки с внутренним пространством перфорированной трубы.Bottom to the additional coupling is connected to the well fluid bypass assembly, consisting of a hollow sleeve with upper and lower rows of radial channels and a gate. Outside, the hollow sleeve is equipped with a cylindrical selection, in which, with limited axial movement, a slide is installed that seals the lower row of radial channels of the hollow sleeve and forms a chamber hydraulically communicating via the upper radial holes of the hollow sleeve with the interior of the perforated pipe.

Предлагаемый скважинный фильтр прост в изготовлении и легок в сборке, которую можно осуществить в полевых условиях, кроме того, он имеет возможность самоочистки ячеек металлической сетки от осевшего на них фильтрата в процессе работы скважины, что позволяет избежать привлечения бригады подземного ремонта скважины для извлечения, очистки и повторного спуска скважинного фильтра, а значит сэкономить значительные материальные и финансовые средства.The proposed downhole filter is simple to manufacture and easy to assemble, which can be carried out in the field, in addition, it has the ability to self-clean the mesh of the mesh from the permeate that has settled on them during the operation of the well, which avoids the involvement of an underground well repair team for extraction, cleaning and re-lowering the downhole filter, which means saving significant material and financial resources.

2 ил.на 1 л.2 il.on 1 liter

Description

Известен скважинный фильтр (патент RU №2190758, МПК 7 Е 21 В 43/08; Е 03 В 3/18 опубл. в бюл. №28 от 10.10.2002 г.), состоящий из корпуса с перфорационными отверстиями, фильтрующей оболочки, сформированной витками обмоточной проволоки на продольных стержнях- стрингерах, кожуха, образующего с корпусом камеру, гидравлически связанную перфорационными отверстиями с осевым каналом, при этом кожух выполнен в виде составных элементов, установленных под витками фильтрующей оболочки, при этом составные элементы кожуха выполнены в виде полуцилиндра треугольной или трапецеидальной формы и установлены с зазором относительно витков обмоточной проволоки.Known downhole filter (patent RU No. 2190758, IPC 7 E 21 V 43/08; E 03 3/18 publ. In bull. No. 28 of 10/10/2002), consisting of a housing with perforation holes, a filter shell formed turns of a winding wire on longitudinal rods-stringers, a casing forming a chamber with a housing hydraulically connected by perforations with an axial channel, the casing being made in the form of components installed under the turns of the filter shell, while the constituent elements of the casing are made in the form of a triangular or t apetseidalnoy shape and installed with a gap relative to the turns of the winding wire.

Недостатками данного скважинного фильтра являются:The disadvantages of this downhole filter are:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;- firstly, the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts;

- во-вторых, технологически сложные в изготовлении детали (стрингеры, каркас, составные элементы кожуха), что повышает стоимость готового изделия, кроме того, сборку фильтра необходимо проводить в специализированных мастерских (укладка витков обмоточной проволки).- secondly, technologically difficult to manufacture parts (stringers, frame, constituent elements of the casing), which increases the cost of the finished product, in addition, the filter must be assembled in specialized workshops (laying turns of the winding wire).

Наиболее близким по технической сущности является скважинный фильтр (патент RU №2097533, МКИ 6 Е 21 В 43/08 опубл. в бюл. №33 от 27.11.1997 г.), включающий перфорированную трубу с муфтой, металлическую сетку, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы и проволочную обмотку, при этом перфорированная труба на ее наружной поверхности выполнена с ребрами, высота которых определяется расчетным путем, при этом ребра расположены по спирали с шагом на ширину сетки.The closest in technical essence is the downhole filter (patent RU No. 2097533, MKI 6 E 21 V 43/08 published in Bulletin No. 33 of 11/27/1997), including a perforated pipe with a sleeve, a metal mesh covering the outer surface of the perforated pipe and wire winding, while the perforated pipe on its outer surface is made with ribs, the height of which is determined by calculation, while the ribs are arranged in a spiral with a step to the width of the grid.

- во-первых, сложность изготовления и установки ребер на наружной поверхности перфорированной трубы с определенным шагом, а также сложность сборки, обусловленная навивкой проволочной обмотки на металлическую сетку;- firstly, the complexity of manufacturing and installing the ribs on the outer surface of the perforated pipe with a certain step, as well as the complexity of the assembly due to the winding of the wire winding on a metal mesh;

- во-вторых, в процессе работы скважины ячейки металлической сетки забиваются очищаемым фильтратом (стружкой, грязью, шлаком), в связи с чем падает дебит - secondly, during the operation of the well, the cells of the metal mesh are clogged with the cleaned filtrate (chips, dirt, slag), and therefore the flow rate decreases

добываемой продукции скважины, а это требует извлечения скважинного фильтра вместе со всей внутрискважинной компоновкой из скважины, очистки ячеек металлической сетки, а затем повторного спуска скважинного фильтра с внутрискважинной компоновкой в скважину, а для этого необходимо привлечение бригады подземного ремонта скважины, что ведет к дополнительным материальным и финансовым затратам.well production, and this requires removing the well filter along with the entire downhole assembly from the well, cleaning the mesh cells, and then re-lowering the well filter with the downhole assembly into the well, and this requires the involvement of an underground well repair team, which leads to additional material and financial costs.

Технической задачей полезной модели является упрощение технологии изготовления и сборки скважинного фильтра с возможностью самоочистки ячеек металлической сетки от фильтрата в процессе работы скважины, а также повышение его ремонтопригодности.The technical task of the utility model is to simplify the technology of manufacturing and assembling a well filter with the possibility of self-cleaning the mesh of the metal mesh from the filtrate during the operation of the well, as well as increasing its maintainability.

Поставленная техническая задача решается скважинным фильтром, включающим перфорированную трубу с муфтой, металлическую сетку, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы.The stated technical problem is solved by a downhole filter, including a perforated pipe with a sleeve, a metal mesh covering the outer surface of the perforated pipe.

Новым является то, что снизу на перфорированную трубу навернута дополнительная муфта, при этом снаружи металлической сетки между муфтой и дополнительной муфтой установлен перфорированный патрубок, причем перфорационные отверстия в перфорированной трубе и перфорационном патрубке выполнены в виде сквозных продольных пазов, при этом перфорированная труба по периметру снабжена верхним и нижним рядами отверстий, напротив которых в перфорированном патрубке выполнены верхнее и нижнее отверстия, в которые ввернуты винты, фиксирующие соосно перфорационные отверстия перфорированной трубы и перфорированного патрубка в любом из отверстий верхнего и нижнего ряда по периметру перфорированной трубы, при этом снизу к дополнительной муфте присоединен узел перепуска скважинной жидкости, состоящий из полой втулки с верхним и нижним рядами радиальных каналов и шибера, причем снаружи полая втулка снабжена цилиндрической выборкой, в которую с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен вышеупомянутый шибер, герметично перекрывающий нижний ряд радиальных каналов полой втулки и образующий камеру, гидравлически сообщающуюся с помощью верхних радиальных отверстий полой втулки с внутренним пространством перфорированной трубы.What is new is that an additional sleeve is screwed on the bottom of the perforated pipe, while on the outside of the metal mesh between the sleeve and the additional sleeve there is a perforated pipe, and the perforated holes in the perforated pipe and the perforated pipe are made in the form of through longitudinal grooves, while the perforated pipe is provided around the perimeter the upper and lower rows of holes, opposite which the upper and lower holes are made in the perforated nozzle, into which screws are screwed to fix the coaxial perforation holes of the perforated pipe and perforated pipe in any of the holes of the upper and lower rows along the perimeter of the perforated pipe, while a bottom hole assembly is connected to the additional sleeve from the bottom, consisting of a hollow sleeve with upper and lower rows of radial channels and a gate, with a hollow sleeve outside equipped with a cylindrical selection, in which with the possibility of limited axial displacement installed the above-mentioned gate, hermetically overlapping the lower row of radial channels along and forming a second hub chamber fluidly communicating with the upper radial holes of the hollow bushings with an internal space of the perforated pipe.

На фигуре 1 изображен предлагаемый фильтр в продольном разрезе.The figure 1 shows the proposed filter in longitudinal section.

На фигуре 2 изображен вид - А металлической сетки скважинного фильтра.The figure 2 shows a view - a metal mesh well filter.

Скважинный фильтр (см. фиг.1) состоит из перфорированной трубы 1 с навернутой на нее сверху муфтой 2 и металлической сеткой 3 (см. фиг.2) снаружи.The downhole filter (see figure 1) consists of a perforated pipe 1 with a sleeve 2 screwed onto it from above and a metal mesh 3 (see figure 2) from the outside.

Металлическая сетка 3 (см фиг.1) охватывает наружную поверхность перфорированной трубы 1. Снизу на перфорированную трубу 1 навернута дополнительная муфта 4. The metal mesh 3 (see figure 1) covers the outer surface of the perforated pipe 1. From below, an additional sleeve 4 is screwed onto the perforated pipe 1.

Снаружи металлической сетки 3 между муфтой 2 и дополнительной муфтой 4 установлен перфорированный патрубок 5.Outside the metal mesh 3 between the clutch 2 and the additional clutch 4 is installed perforated pipe 5.

Перфорационные отверстия 6 и 7 соответственно в перфорированной трубе 1 и перфорированном патрубке 5 выполнены в виде сквозных продольных пазов.Perforation holes 6 and 7, respectively, in the perforated pipe 1 and perforated pipe 5 are made in the form of through longitudinal grooves.

Перфорированная труба 1 по периметру снабжена верхним 8 и нижним 9 рядами отверстий, напротив которых в перфорированном патрубке 5 выполнены верхнее 10 и нижнее 11 отверстия соответственно, в которые ввернуты винты 12, фиксирующие соосно перфорационные отверстия 6 и 7 перфорированной трубы 1 и перфорированного патрубка 5 соответственно в любом из отверстий верхнего 8 и нижнего 9 ряда по периметру перфорированной трубы 1.The perforated pipe 1 along the perimeter is provided with upper 8 and lower 9 rows of holes, opposite which the upper 10 and lower 11 holes are made in the perforated pipe 5, into which screws 12 are screwed, which fix the coaxially perforated holes 6 and 7 of the perforated pipe 1 and perforated pipe 5, respectively in any of the holes of the upper 8 and lower 9 rows around the perimeter of the perforated pipe 1.

Снизу к дополнительной муфте присоединен узел перепуска 13 скважинной жидкости, состоящий из полой втулки 14 с верхним 15 и нижним 16 рядами радиальных каналов и шибера 17.Bottom to the additional coupling is connected to the bypass assembly 13 of the well fluid, consisting of a hollow sleeve 14 with the upper 15 and lower 16 rows of radial channels and the gate 17.

Снаружи полая втулка 14 снабжена цилиндрической выборкой 18, в которую с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен шибер 17, герметично перекрывающий нижний ряд радиальных каналов 16 полой втулки 14 и образующий камеру 19, гидравлически сообщающуюся с помощью верхних радиальных отверстий 15 полой втулки 14 с внутренним пространством 20 перфорированной трубы 1.Outside, the hollow sleeve 14 is provided with a cylindrical selection 18, into which, with limited axial movement, a slide 17 is installed that seals the lower row of radial channels 16 of the hollow sleeve 14 and forms a chamber 19 hydraulically communicating via the upper radial holes 15 of the hollow sleeve 14 with the inner space 20 perforated pipe 1.

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

В зависимости от условий эксплуатации продуктивного пласта, а именно дебита, фракционного состава механических частиц, вязкости, обводненности и т.д., осуществляется подбор размеров ячеек 21 металлической сетки 3 (см. фиг.2).Depending on the operating conditions of the reservoir, namely the flow rate, the fractional composition of mechanical particles, viscosity, water cut, etc., the mesh sizes are selected 21 of the metal mesh 3 (see figure 2).

Скважинный фильтр в сборе, как показано на фигуре 1, установленный в составе компоновки внутрискважинного оборудования, например, ниже глубинного штангового насоса (на фиг.1 и 2 не показано), спускается в скважину и устанавливается в заданном интервале продуктивного пласта. Осуществляют монтаж устьевого оборудования и запуск скважины в работу. При этом пластовый флюид сквозь перфорированные отверстия 7, выполненные в виде сквозных продольных пазов перфорированного патрубка 5 попадает на ячейки 21 металлической сетки 3, где происходит фильтрация пластового флюида. Далее прошедший сквозь металлическую сетку 3 очищенный пластовый флюид через перфорированные отверстия 6, выполненные в виде сквозных продольных пазов перфорированной трубы 1 поступает во внутреннее пространство перфорированной трубы 20, откуда попадает в осевой канал лифтовой колонны труб (на фиг.1 и 2 не показано).The downhole filter assembly, as shown in FIG. 1, installed as part of the layout of downhole equipment, for example, below the downhole sucker rod pump (not shown in FIGS. 1 and 2), is lowered into the well and installed in a predetermined interval of the reservoir. Wellhead equipment is installed and the well is put into operation. In this case, the formation fluid through the perforated holes 7, made in the form of through longitudinal grooves of the perforated nozzle 5, enters the cells 21 of the metal mesh 3, where the formation fluid is filtered. Then, the cleaned formation fluid passing through the metal mesh 3 through the perforated holes 6, made in the form of through longitudinal grooves of the perforated pipe 1, enters the inner space of the perforated pipe 20, from where it enters the axial channel of the pipe tubing string (not shown in Figs. 1 and 2).

В процессе работы скважинного фильтра происходит забивание ячеек 21 металлической сетки 3 очищаемым фильтратом (стружкой, шлаком, грязью), при этом снижается During the operation of the downhole filter, the cells 21 of the metal mesh 3 are clogged by the filtrate being cleaned (chips, slag, dirt), while this decreases

пропускная способность скважинного фильтра и происходит снижение дебита добываемой продукции скважины, при этом глубинный штанговый насос, находящийся выше скважинного фильтра, продолжает работать, в связи с чем давление внутри перфорированной трубы 1 падает (происходит разряжение) и становится ниже, чем давление в скважине (на фиг.1 и 2 не показано) за скважинным фильтром. Это приводит к тому, что в определенный момент шибер 17 перемещается вверх до упора в верхний торец цилиндрической выборки 18, выдавливая скважинную жидкость из камеры 19 сквозь верхний ряд радиальных каналов 15 полой втулки 14 во внутреннее пространство 20 перфорированной трубы 1, при этом открывается нижний ряд радиальных каналов 16 полой втулки 14, через которые скважинная жидкость поступает из скважины внутрь перфорированного патрубка 1, очищая потоком скважинной жидкости ячейки 21 металлической сетки 3.the throughput of the well filter and the production rate of the produced well products decreases, while the deep-well sucker pump located above the well filter continues to work, and therefore the pressure inside the perforated pipe 1 drops (there is a vacuum) and becomes lower than the pressure in the well ( figure 1 and 2 not shown) downhole filter. This leads to the fact that at a certain moment the gate 17 moves up to the stop in the upper end of the cylindrical sample 18, squeezing the borehole fluid from the chamber 19 through the upper row of radial channels 15 of the hollow sleeve 14 into the inner space 20 of the perforated pipe 1, and the bottom row opens radial channels 16 of the hollow sleeve 14, through which the borehole fluid enters from the borehole into the perforated pipe 1, cleaning the cell 21 of the metal mesh 3 with the borehole fluid.

Как только давление внутри перфорированного патрубка 1 скважинного фильтра и в скважине выравнивается, то шибер 17 под собственным весом опускается вниз и занимает первоначально положение (см. фиг.1), герметично перекрывая нижний ряд радиальных каналов 16 полой втулки 14, а камера 19 посредством верхнего ряда радиальных каналов 15 полой втулки 14 вновь заполняется скважинной жидкостью.As soon as the pressure inside the perforated pipe 1 of the downhole filter and in the borehole is equalized, the gate 17 under its own weight drops down and takes its initial position (see Fig. 1), hermetically blocking the lower row of radial channels 16 of the hollow sleeve 14, and the chamber 19 by means of the upper a number of radial channels 15 of the hollow sleeve 14 is again filled with borehole fluid.

Таким образом, в процессе работы штангового глубинного насоса происходит самоочистка ячеек металлической сетки от осевшего на них фильтрата.Thus, during the operation of the sucker rod pump, the cells of the metal mesh are self-cleaning from the filtrate settled on them.

В случае повреждении ячеек 21 металлической сетки 3 в процессе эксплуатации скважинного фильтра необходимо извлечь его из скважины. Отвернуть винты 12 из отверстий верхнего 8 и нижнего 9 рядов перфорированной трубы 1 повернуть перфорированный патрубок 5 с металлической сеткой 3 на определенный угол до тех пор, пока напротив перфорационных отверстий 6 и 7 перфорированной трубы 1 и перфорированного патрубка 5 соответственно не установится металлическая сетка 3 с неповрежденными ячейками 21. Затем ввернуть винты 12 в следующие отверстия верхнего 8 и нижнего 9 рядов перфорированной трубы 1, при этом перфорационные отверстия 6 и 7 перфорированной трубы 1 и перфорированного патрубка 5 соответственно совмещаются. В связи с вышеизложенным повышается ремонтопригодность скважинного фильтра. Далее скважинный фильтр вновь спускается в скважину, которую запускают в эксплуатацию.In case of damage to the cells 21 of the metal mesh 3 during operation of the downhole filter, it is necessary to remove it from the well. Remove the screws 12 from the holes of the upper 8 and lower 9 rows of the perforated pipe 1; rotate the perforated pipe 5 with metal mesh 3 by a certain angle until a metal mesh 3 s is installed opposite the perforations 6 and 7 of perforated pipe 1 and perforated pipe 5 undamaged cells 21. Then screw the screws 12 into the following holes of the upper 8 and lower 9 rows of the perforated pipe 1, while the perforations 6 and 7 of the perforated pipe 1 and the perforated pipe 5, respectively, are combined. In connection with the foregoing, the maintainability of the downhole filter is increased. Next, the downhole filter is again lowered into the well, which is put into operation.

Claims

A downhole filter, including a perforated pipe with a sleeve, a metal mesh covering the outer surface of the perforated pipe, characterized in that an additional sleeve is screwed on the bottom of the perforated pipe, while a perforated pipe is installed between the sleeve and the additional sleeve on the outside of the metal mesh, with perforated holes in the perforated pipe and perforation nozzle are made in the form of through longitudinal grooves, while the perforated pipe along the perimeter is provided with an upper and lower row holes, opposite which the upper and lower holes are made in the perforated nozzle, into which screws are screwed, which fix the coaxially perforated holes of the perforated tube and the perforated nozzle in any of the holes of the upper and lower rows along the perimeter of the perforated pipe, with a bypass assembly attached to the bottom of the additional coupling borehole fluid, consisting of a hollow sleeve with upper and lower rows of radial channels and a gate, with the hollow sleeve being provided on the outside with a cylindrical sample into which with the possibility of limited axial movement, the aforementioned gate is installed, hermetically closing the lower row of radial channels of the hollow sleeve and forming a chamber hydraulically communicating by means of the upper radial holes of the hollow sleeve with the interior of the perforated pipe.