RU72269U1

RU72269U1 - SUBMERSIBLE Borehole PUMP UNIT FILTER FOR OIL PRODUCTION

Info

Publication number: RU72269U1
Application number: RU2007143580/22U
Authority: RU
Inventors: Артем Савельевич Говберг (RU); Артем Савельевич Говберг; Вячеслав Абельевич ТЕРПУНОВ (RU); Вячеслав Абельевич Терпунов
Original assignee: Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно)
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2008-04-10

Abstract

1. Фильтр погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти, включающий в себя патрубок, верхний относительно рабочего положения насосного агрегата в скважине конец которого гидравлически связан с приемом насоса, а на нижнем конце патрубка выполнено, по меньшей мере, одно приемное отверстие и закреплен фильтрующий элемент, фильтр содержит полую вставную трубу расположенную внутри патрубка в зоне приемного отверстия с образованием кольцевого зазора между внешней стенкой вставной трубы и внутренней стенкой патрубка, предназначенного для прохода перекачиваемой жидкости, причем указанный кольцевой зазор по существу герметично закрыт с нижней стороны, фильтр также включает в себя предохранительный перепускной клапан, выполненный с возможностью гидравлического соединения затрубного пространства с внутренней полостью вставной трубы при повышении давления в затрубном пространстве выше заданного значения, отличающиеся тем, что вставная труба открыта со стороны ее верхнего конца, а наружный диаметр вставной трубы выбран из условия обеспечения скорости потока в кольцевом зазоре большей скорости осаждения неотфильтрованных частиц мехпримесей при расчетной подаче насоса.2. Фильтр по п.1, отличающиеся тем, что предохранительный перепускной клапан размещен на нижнем торце патрубка.3. Фильтр по п.1, отличающиеся тем, что вставная труба расположена коаксиально внутри патрубка.4. Фильтр по п.1, отличающиеся тем, что на верхнем конце вставной трубы закреплены два ограничительных стержня, расположенных перпендикулярно друг другу и продольной оси вставной трубы, таким образом, что концы каждого из стержней �1. The filter of a submersible borehole pumping unit for oil production, including a nozzle, the upper end of which is relative to the working position of the pumping unit in the well, hydraulically connected to the pump intake, and at least one receiving hole is made at the lower end of the nozzle and a filter element is fixed , the filter contains a hollow insert pipe located inside the pipe in the area of the receiving hole with the formation of an annular gap between the outer wall of the insert pipe and the inner wall of the pipe, for the passage of the pumped liquid, wherein said annular gap is essentially hermetically closed from the lower side, the filter also includes a safety bypass valve made with the possibility of hydraulic connection of the annulus with the internal cavity of the insert pipe when the pressure in the annulus increases above a predetermined value, differing the fact that the insertion pipe is open from the side of its upper end, and the outer diameter of the insertion pipe is selected from the condition of ensuring a flow rate of an annular gap of a greater rate of deposition of unfiltered particles of mechanical impurities during the calculated pump flow. 2. The filter according to claim 1, characterized in that the safety bypass valve is located on the lower end of the nozzle. 3. The filter according to claim 1, characterized in that the plug-in pipe is located coaxially inside the pipe. The filter according to claim 1, characterized in that at the upper end of the insertion pipe two restrictive rods are fixed, located perpendicular to each other and the longitudinal axis of the insertion pipe, so that the ends of each of the rods �

Description

Техническое решение относится к устройствам для фильтрации пластовой жидкости в скважине и может быть использовано в нефтяной промышленности при добыче нефти из пескопроявляющих скважин для защиты погружного насосного оборудования от воздействия мехпримесей, а также для защиты от нештатных режимов работы при засорении фильтрующих элементов.The technical solution relates to devices for filtering formation fluid in a well and can be used in the oil industry for oil production from sand-producing wells to protect submersible pumping equipment from mechanical impurities, as well as to protect against abnormal operating conditions when filter elements are clogged.

Известен фильтр погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти, описанный в патенте RU 2230181 С2, 20.02.2004, включающий в себя патрубок, верхний относительно рабочего положения насосного агрегата в скважине конец которого гидравлически связан с приемом насоса, а на нижнем конце патрубка в боковой стенке выполнены приемные отверстия и закреплены фильтрующие элементы. Фильтр включает в себя также магнитоактиватор в виде вставной трубы, расположенной коаксиально внутри патрубка в зоне размещения фильтрующих элементов с образованием кольцевого зазора для прохода перекачиваемой жидкости между внешней стенкой вставной трубы и внутренней стенкой патрубка. Внутри вставной трубы установлены постоянные термостойкие магниты, обеспечивающие магнитную обработку перекачиваемой жидкости. Патрубок выполнен с A known filter of a submersible borehole pumping unit for oil production, described in patent RU 2230181 C2, 02.20.2004, including a pipe, the upper end of which is relative to the working position of the pumping unit in the well, is hydraulically connected to the pump inlet, and at the lower end of the pipe in the side wall made receiving holes and fixed filter elements. The filter also includes a magnetoactivator in the form of an insert pipe located coaxially inside the nozzle in the area where the filter elements are arranged to form an annular gap for the pumped liquid to pass between the outer wall of the insert pipe and the inner wall of the nozzle. Permanent heat-resistant magnets are installed inside the insertion pipe, which provide magnetic processing of the pumped liquid. The pipe is made with

возможностью закрепления на нижнем конце полого цилиндрического кожуха с обеспечением движения потока пластовой жидкости через нижний конец патрубка. Кожух выполнен с возможностью размещения внутри него погружного электродвигателя насосного агрегата таким образом, что обеспечивается возможность движения потока перекачиваемой жидкости через зазор между кожухом и электродвигателем, при этом кожух выполнен с возможностью герметичного закрепления своим верхним концом выше приемного отверстия насоса перед спуском насосного агрегата в скважину.the possibility of fixing at the lower end of the hollow cylindrical casing with the movement of the flow of formation fluid through the lower end of the pipe. The casing is made with the possibility of placing the submersible electric motor of the pump unit inside it so that the flow of the pumped liquid through the gap between the casing and the motor is possible, while the casing is sealed with its upper end above the pump inlet hole before the pump unit is lowered into the well.

Основным недостатком аналога является отсутствие средств защиты насоса от срыва подачи и защиты погружного электродвигателя от перегрева при забивании фильтрующих элементов частицами мехпримесей.The main disadvantage of the analogue is the lack of means of protecting the pump from supply disruption and protecting the submersible motor from overheating when the filter elements are clogged by particles of solids.

Известен фильтр погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти (см. патент на полезную модель RU 60613 U1, 27.01.2007), включающие в себя патрубок, верхний конец которого гидравлически связан с приемом насоса, а на нижнем конце патрубка в боковой стенке выполнены приемные отверстия и закреплены фильтрующие элементы. Фильтр также включают в себя предохранительный перепускной клапан, размещенный на нижнем торце патрубка и выполненный с возможностью соединения с затрубным пространством полости насосного агрегата, находящейся за фильтрующими элементами по ходу движения перекачиваемой жидкости, при повышении давления в затрубном пространстве выше заданного значения. Патрубок выполнен с возможностью закрепления на нижнем конце полого цилиндрического кожуха, аналогичного описанному выше или выполнен с A well-known filter of a submersible borehole pumping unit for oil production (see patent for utility model RU 60613 U1, January 27, 2007), including a pipe, the upper end of which is hydraulically connected to the pump intake, and receiving holes are made at the lower end of the pipe in the side wall and fixed filter elements. The filter also includes a safety bypass valve located on the lower end of the nozzle and configured to connect to the annular space of the cavity of the pump unit located behind the filter elements in the direction of the pumped liquid, with an increase in pressure in the annulus above a predetermined value. The pipe is made with the possibility of fixing on the lower end of the hollow cylindrical casing, similar to that described above or made with

возможность закрепления верхнего конца патрубка на нижнем модуле насосного агрегата перед спуском насосного агрегата в скважину. В последнем случае в средней части патрубка должны быть выполнены перфорации, а между перфорациями и приемным узлом расположено устройство для герметизации кольцевого зазора, выполненное с возможностью герметичной установки в эксплуатационной колонне при размещении насосного агрегата в скважине.the possibility of fixing the upper end of the pipe to the lower module of the pumping unit before lowering the pumping unit into the well. In the latter case, perforations must be made in the middle part of the nozzle, and between the perforations and the receiving unit there is a device for sealing the annular gap, made with the possibility of tight installation in the production string when placing the pump unit in the well.

Основным недостатком аналога является высокая вероятность засорения фильтрующих элементов, особенно в скважинах с низким дебитом и, соответственно, низкой скоростью движения жидкости через фильтр. Кроме того, в процессе эксплуатации из проходящей через фильтроэлементы скважинной жидкости вследствие снижения скорости фильтрации оседает неотфильтрованный песок мелких фракций и забивает предохранительный клапан, что может препятствовать его срабатыванию.The main disadvantage of the analogue is the high likelihood of clogging of the filter elements, especially in wells with a low flow rate and, accordingly, a low speed of fluid flow through the filter. In addition, during operation, unfiltered sand of fine fractions settles out of the well fluid passing through the filter elements due to a decrease in the filtration rate and clogs the safety valve, which may interfere with its operation.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является фильтр погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти, описанный в патенте SU 973926 А1, 15.11.1982, включающий в себя патрубок, верхний относительно рабочего положения насосного агрегата в скважине конец которого гидравлически связан с приемом насоса, а на нижнем конце патрубка в боковой стенке выполнено, по меньшей мере, одно приемное отверстие и закреплен фильтрующий элемент. Фильтр содержит полую перфорированную вставную трубу коаксиально расположенную внутри патрубка в зоне размещения фильтрующего элемента с образованием кольцевого зазора для прохода перекачиваемой жидкости между внешней стенкой вставной трубы и The closest analogue (prototype) is the filter of a submersible borehole pumping unit for oil production, described in patent SU 973926 A1, 11/15/1982, including a pipe whose end relative to the working position of the pumping unit in the well is hydraulically connected to the pump inlet, and on at the lower end of the pipe in the side wall is made at least one receiving hole and the filter element is fixed. The filter contains a hollow perforated insertion pipe coaxially located inside the pipe in the area of the filter element with the formation of an annular gap for the passage of the pumped fluid between the outer wall of the insertion pipe and

внутренней стенкой патрубка. Фильтр также включает в себя предохранительный перепускной клапан, размещенный на нижнем торце патрубка. Предохранительный клапан выполнен с возможностью гидравлического соединения затрубного пространства с внутренней полостью вставной трубы при повышении давления в затрубном пространстве выше заданного значения. Верхний конец трубы и кольцевой зазор со стороны перепускного клапана по существу герметично закрыты. Предохранительный клапан представляет собой шариковый обратный калан, причем шариковый запорный орган выполнен с возможностью перемещения внутри вставной трубы вдоль перфораций, предназначенных для прохода скважинной жидкости из полости вставной трубы в кольцевой зазор при срабатывании клапана. При частичном заполнении фильтра мехпримесями происходит подъем шарового обратного клапана, благодаря чему открывается соответствующий ряд отверстий, через которые жидкость попадает в кольцевой канал и далее на прием насоса. Таким образом, заполненная мехпримесями часть кольцевого канала промывается через отверстия расположенные выше текущего уровня загрязнения.the inner wall of the pipe. The filter also includes a safety bypass valve located on the lower end of the pipe. The safety valve is made with the possibility of hydraulic connection of the annular space with the internal cavity of the insert pipe with increasing pressure in the annular space above a predetermined value. The upper end of the pipe and the annular gap on the side of the bypass valve are essentially hermetically closed. The safety valve is a ball check valve, and the ball shut-off element is arranged to move inside the insert pipe along the perforations intended for the passage of the borehole fluid from the cavity of the insert pipe into the annular gap when the valve is actuated. When the filter is partially filled with mechanical impurities, the ball check valve rises, thereby opening a corresponding series of holes through which liquid enters the annular channel and then to the pump intake. Thus, the part of the annular channel filled with mechanical impurities is washed through openings located above the current pollution level.

Основным недостатком прототипа является невозможность свободного перемещения шарика внутри вставной трубе при наличии в ней мехпримесей и парафиновых отложений, а также высокая вероятность забивания перфораций вставной трубы неотфильтрованными частицами мехпримесей, что снижает надежность предохранительного клапана, а в некоторых случаях может препятствовать его срабатыванию.The main disadvantage of the prototype is the impossibility of free movement of the ball inside the insert pipe in the presence of mechanical impurities and paraffin deposits, as well as the high likelihood of plugging the perforations of the insert pipe with unfiltered particles of mechanical impurities, which reduces the reliability of the safety valve, and in some cases may interfere with its operation.

Таким образом, задача, на решение которой направлена заявленная Thus, the task to which the stated

полезная модель, состоит в создании фильтра погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти, обеспечивающего возможность осуществления добычи нефти из пескопроявляющих скважин, а также защиту насосного агрегата от нештатных режимов работы при загрязнении фильтровальных устройств.A useful model is to create a filter of a submersible borehole pumping unit for oil production, which provides the possibility of oil production from sand-producing wells, as well as protecting the pumping unit from abnormal operating conditions when the filter devices are dirty.

Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении долговечности и надежности насосного агрегата, эксплуатируемого в сложных условиях, характеризующихся высоком содержанием в перекачиваемой жидкости частиц механических примесей, в том числе мелкодисперсных, за счет снижения вероятности засорения фильтрующих элементов, а также повышения надежности защиты насосного агрегата от нештатных режимов работы в случае засорения фильтрующих элементов.The technical result achieved by the implementation of the utility model is to increase the durability and reliability of the pump unit, operating in difficult conditions, characterized by a high content of particles of mechanical impurities in the pumped liquid, including fine particles, by reducing the likelihood of clogging of the filter elements, as well as increasing reliability protect the pump unit from abnormal operating conditions in the event of clogging of the filter elements.

Фильтр погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти, обеспечивающее достижение указанного выше технического результата, включает в себя патрубок, верхний относительно рабочего положения насосного агрегата в скважине конец которого гидравлически связан с приемом насоса, а на нижнем конце патрубка выполнено, по меньшей мере, одно приемное отверстие и закреплен фильтрующий элемент. Фильтр содержит полую вставную трубу расположенную внутри патрубка в зоне приемного отверстия патрубка с образованием кольцевого зазора между внешней стенкой вставной трубы и внутренней стенкой патрубка, предназначенного для прохода перекачиваемой жидкости, причем указанный кольцевой зазор по The filter of a submersible borehole pumping unit for oil production, ensuring the achievement of the above technical result, includes a pipe, the upper end of which is relative to the working position of the pumping unit in the well, hydraulically connected to the pump inlet, and at least one inlet is made at the lower end of the pipe hole and fixed filter element. The filter contains a hollow insert pipe located inside the nozzle in the area of the inlet of the nozzle with the formation of an annular gap between the outer wall of the insert pipe and the inner wall of the nozzle designed for the passage of the pumped liquid, and the specified annular gap

существу герметично закрыт с нижней стороны. Фильтр также включает в себя предохранительный перепускной клапан, выполненный с возможностью гидравлического соединения затрубного пространства с внутренней полостью вставной трубы при повышении давления в затрубном пространстве выше заданного значения. При этом в отличии от прототипа вставная труба открыта со стороны ее верхнего конца, а наружный диаметр вставной трубы выбран из условия обеспечения скорости потока в кольцевом зазоре большей скорости осаждения неотфильтрованных частиц мехпримесей при расчетной подаче насоса.essentially sealed on the underside. The filter also includes a safety bypass valve, made with the possibility of hydraulic connection of the annulus with the internal cavity of the insert pipe when the pressure in the annulus increases above a predetermined value. In this case, unlike the prototype, the insertion pipe is open from the side of its upper end, and the outer diameter of the insertion pipe is selected from the condition that the flow rate in the annular gap is greater than the deposition rate of unfiltered particles of mechanical impurities during the calculated pump flow.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели предохранительный перепускной клапан размещен на нижнем торце патрубка.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, a safety bypass valve is located on the lower end of the pipe.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели вставная труба расположена коаксиально внутри патрубка.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the insertion pipe is located coaxially inside the pipe.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели на верхнем конце вставной трубы закреплены два ограничительных стержня, расположенных перпендикулярно друг другу и продольной оси вставной трубы, таким образом, что концы каждого из стержней расположены вблизи внутренней стенки патрубка.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, two restrictive rods are fixed at the upper end of the insertion pipe, located perpendicular to each other and the longitudinal axis of the insertion pipe, so that the ends of each of the rods are located near the inner wall of the nozzle.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели верхний конец патрубка выполнен с возможностью закрепления на нижнем модуле насосного агрегата перед спуском насосного агрегата в скважину, в средней части патрубка выполнены перфорации, а между перфорациями и приемным узлом расположено устройство для герметизации кольцевого зазора, In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the upper end of the nozzle is configured to be fixed on the lower module of the pump unit before the pump unit is lowered into the well, perforations are made in the middle part of the nozzle, and a device for sealing the annular gap is located between the perforations and the receiving unit,

выполненное с возможностью по существу герметичной установки в эксплуатационной колонне при размещении насосного агрегата в скважине.made with the possibility of essentially sealed installation in the production string when placing the pump unit in the well.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели патрубок выполнен с возможностью закрепления на нижнем конце полого цилиндрического кожуха с обеспечением движения потока пластовой жидкости через нижний конец патрубка, кожух выполнен с возможностью размещения внутри него погружного электродвигателя насосного агрегата таким образом, что обеспечивается возможность движения потока перекачиваемой жидкости через зазор между кожухом и электродвигателем, при этом кожух выполнен с возможностью закрепления своим верхним концом выше приемного отверстия насоса перед спуском насосного агрегата в скважину.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the nozzle is configured to be mounted on the lower end of the hollow cylindrical casing to ensure the flow of formation fluid through the lower end of the nozzle, the casing is arranged to accommodate the submersible motor of the pump unit inside it so that flow is possible the pumped liquid through the gap between the casing and the motor, while the casing is made with the possibility of fixing its upper end above the receiving inlet of the pump before lowering the pump unit into the well.

Благодаря существенному увеличению скорости движения жидкости в кольцевом зазоре между патрубком и вставной трубой за счет соответствующего подбора внешнего диаметра вставной трубы значительно замедляется оседание мехпримесей во внутренней кольцевой полости фильтра и существенно снижается вероятность забивания фильтрующих элементов мехпримесями и асфальтосмолопарафиновыми веществами (АСПВ). При этом, в случае забивании фильтрующих элементов предохранительный клапан обеспечивает обратный поток жидкости через щели фильтроэлементов и их промывку.Due to a significant increase in the fluid velocity in the annular gap between the nozzle and the insertion pipe, due to the appropriate selection of the outer diameter of the insertion pipe, sedimentation of the solids in the inner annular cavity of the filter is significantly slowed down and the likelihood of clogging of the filter elements with mechanical impurities and asphalt-resin-paraffin substances (ASSP) is significantly reduced. In this case, in the case of clogging of the filter elements, the safety valve provides a reverse fluid flow through the slots of the filter elements and their washing.

Наличие вставной трубы позволяет также свести к минимуму вероятности забивания предохранительного клапана песком. Благодаря этому в случае заполнения полости кольцевого зазора неотфильтрованными The presence of an insert pipe also minimizes the likelihood of clogging of the safety valve with sand. Due to this, in the case of filling the annular gap cavity with unfiltered

частицами мехпримесей произойдет нормальное срабатывание предохранительного клапана и пластовая жидкость по вставной трубе с высокой скоростью направится на прием насоса. При этом открытая сверху вставная труба образует своего рода кольцевое сопло струйного насоса, благодаря чему мехпримеси из кольцевого зазора будут выносится потоком на поверхность. Когда фильтр очистится настолько, что предохранительный клапан закроется, фильтр продолжит функционировать в штатном режиме.particles of mechanical impurities will normally operate the safety valve and the formation fluid through the insert pipe will be sent to the pump intake at high speed. At the same time, the insertion pipe open on top forms a kind of annular nozzle of the jet pump, so that the solids from the annular gap will be carried by the flow to the surface. When the filter is so clean that the safety valve closes, the filter will continue to function normally.

Возможность осуществления полезной модели, охарактеризованной приведенной выше совокупностью признаков, подтверждается описанием фильтра погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти, выполненного в соответствии с настоящей полезной моделью.The possibility of implementing a utility model, characterized by the above set of features, is confirmed by the description of the filter of a submersible borehole pumping unit for oil production, made in accordance with this utility model.

Описание сопровождается графическими материалами, на которых изображено следующее.The description is accompanied by graphic materials, which depict the following.

На Фиг.1 изображен фильтр в сборе.Figure 1 shows the filter assembly.

На Фиг.2 и 3 изображен скважинный насосный агрегат с фильтром.Figure 2 and 3 shows a downhole pumping unit with a filter.

Фильтр 1 погружного скважинного насосного агрегата для добычи нефти включает в себя патрубок 2, верхний конец которого гидравлически связан с приемом насоса (на чертежах не показан), а на нижнем конце патрубка в боковой стенке выполнены приемные отверстия 3 и закреплен фильтрующий элемент 4. На внешней поверхности патрубка установлен центратор 21.The filter 1 of a submersible borehole pumping unit for oil production includes a pipe 2, the upper end of which is hydraulically connected to the pump intake (not shown in the drawings), and at the lower end of the pipe in the side wall there are receiving holes 3 and a filter element 4 is fixed. On the outer the surface of the pipe mounted centralizer 21.

Верхний конец патрубка перед спуском насосного агрегата в скважину может быть закреплен непосредственно на нижнем фланце электродвигателя (компенсатора гидрозащиты, блока погружной телеметрии и т.п.) с The upper end of the pipe before lowering the pump unit into the well can be fixed directly to the lower flange of the electric motor (hydroprotection compensator, immersion telemetry unit, etc.) with

помощью фланцевой муфты 5. В этом случае средней части патрубка должны быть выполнены перфорации 6, а между перфорациями и приемным узлом располагают устройство (пакер-пробку) 7 для герметизации кольцевого зазора между патрубком и эксплуатационной колонной (см. патент на полезную модель RU 60613 U1, 27.01.2007). Устройство 7 препятствует обратному перетоку жидкости из части затрубного пространства, в которую выходят перфорации 6 патрубка и приемные отверстия насоса, в нижнюю часть затрубного пространства, где находится интервал перфорации скважины, из которого пластовая жидкость поступает в приемные отверстия 3 фильтра и поднимается по патрубку 2 к перфорациям 6, заполняя верхнюю часть затрубного пространства.by means of a flange coupling 5. In this case, perforations 6 must be made in the middle part of the nozzle, and a device (packer plug) 7 for sealing the annular gap between the nozzle and production casing should be located between the perforations and the nozzle (see utility model patent RU 60613 U1 January 27, 2007). The device 7 prevents the backflow of fluid from the part of the annulus, into which the perforations 6 of the nozzle and the receiving holes of the pump exit, to the lower part of the annular space, where the perforation interval of the well is located, from which the reservoir fluid enters the receiving holes 3 of the filter and rises through the nozzle 2 perforations 6, filling the upper part of the annulus.

В том случае, если насосный агрегат размещают ниже интервала перфорации, патрубок 2 закрепляют на нижнем конце полого цилиндрического кожуха 8 (см. Фиг.3). Внутри кожуха размещают погружной электродвигатель насосного агрегата с гидрозащитой (на чертежах не показан) таким образом, что обеспечивается возможность движения потока перекачиваемой жидкости через зазор между кожухом и электродвигателем (см., в частности, патент на полезную модель RU 43320 U1, 2005.01.10 и RU 60613 U1, 27.01.2007), при этом кожух 8 закрепляют верхним концом выше приемного отверстия насоса. Конструкция кожуха 8 может предусматривать герметизацию отверстия для прохода кабеля-удлинителя, но герметизация этого отверстия не является обязательной т.к. небольшой переток жидкости не влияет на работу насосного агрегата. В процессе работы насосного агрегата поток пластовой жидкости In the event that the pump unit is placed below the perforation interval, the pipe 2 is fixed at the lower end of the hollow cylindrical casing 8 (see Figure 3). A submersible motor of the pump unit with hydraulic protection (not shown in the drawings) is placed inside the casing in such a way that the flow of the pumped liquid through the gap between the casing and the motor is possible (see, in particular, utility patent RU 43320 U1, 2005.01.10 and RU 60613 U1, 01/27/2007), while the casing 8 is fixed with its upper end above the pump inlet. The design of the casing 8 may include sealing the hole for the passage of the extension cable, but sealing this hole is not necessary because a small fluid flow does not affect the operation of the pump unit. During the operation of the pumping unit, the flow of formation fluid

из интервала перфорации скважины за счет депрессии, создаваемой насосным агрегатом, будет двигаться в направлении нижнего конца патрубка 2 и приемных отверстий 3, а затем по патрубку и зазору между кожухом и электродвигателем поступать на прием насоса.from the interval of perforation of the well due to the depression created by the pump unit, it will move towards the lower end of the nozzle 2 and the receiving holes 3, and then through the nozzle and the gap between the casing and the electric motor to the pump intake.

Щелевой фильтрующий элемент 4 включающий в себя два кольцевых бандажа 9 закрепленные с двух сторон от приемных отверстий 3, а в бандажах закреплены концы проволочной навивки 10 фильтра. Может быть использован также фильтрующий элемент с гравийной засыпкой.The slotted filter element 4 including two annular bandages 9 fixed on both sides of the receiving holes 3, and in the bandages the ends of the wire winding 10 of the filter are fixed. A gravel pack filter element may also be used.

Фильтр содержит полую вставную трубу 11 расположенную коаксиально внутри патрубка в зоне размещения фильтрующего элемента 4 с образованием кольцевого зазора для прохода перекачиваемой жидкости между внешней стенкой вставной трубы 11 и внутренней стенкой патрубка 2. Кольцевой зазор по существу герметично закрыт с нижней стороны, а вставная труба 11 открыта со стороны ее верхнего конца. Наружный диаметр вставной трубы выбран из условия обеспечения скорости потока в кольцевом зазоре большей скорости осаждения неотфильтрованных мехпримесей при расчетной подаче насоса.The filter contains a hollow insert pipe 11 located coaxially inside the pipe in the area of the filter element 4 with the formation of an annular gap for the passage of the pumped fluid between the outer wall of the insert pipe 11 and the inner wall of the pipe 2. The annular gap is essentially hermetically closed from the bottom side, and the insert pipe 11 open from its upper end. The outer diameter of the insertion pipe is selected from the condition that the flow rate in the annular gap is greater than the deposition rate of unfiltered mechanical impurities during the calculated pump flow.

Площадь кольцевого зазора (S) рассчитывают исходя из значения критической скорости потока, соответсвующей скорости осаждения неотфильтрованных частиц мехпримесей при расчетной подаче насоса (по известным данным критическая скорость должна быть не менее 2,5 м/с)The annular gap area (S) is calculated based on the critical flow velocity corresponding to the deposition rate of unfiltered particles of mechanical impurities during the calculated pump flow (according to known data, the critical velocity should be at least 2.5 m / s)

S=Q/V_к,S = Q / V _k ,

гдеWhere

S - площадь кольцевого зазора,S is the area of the annular gap,

Q - расход жидкости,Q is the flow rate

v_к - критическая скорость потока.v _to - critical flow rate.

На верхнем конце вставной трубы закреплены два ограничительных стержня 12, расположенных перпендикулярно друг другу и продольной оси вставной трубы, таким образом, что концы каждого из стержней расположены вблизи внутренней стенки патрубка Стержни 12 предназначен для ограничения смещения верхнего конца вставной трубы в радиальном направлении.At the upper end of the insertion pipe, two restriction rods 12 are fixed perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the insertion pipe, so that the ends of each of the rods are located near the inner wall of the nozzle. The rods 12 are designed to limit radial displacement of the upper end of the insertion pipe.

Фильтр 1 также включает в себя предохранительный перепускной клапан 13, размещенный на нижнем торце патрубка 2. Клапан 13 выполнен с возможностью гидравлического соединения затрубного пространства с внутренней полостью вставной трубы 11 при повышении давления в затрубном пространстве выше заданного значения, происходящем вследствие засорения фильтрующих элементов и снижения их пропускной способности.The filter 1 also includes a safety bypass valve 13 located on the lower end of the nozzle 2. The valve 13 is configured to hydraulically connect the annulus to the internal cavity of the insert pipe 11 when the pressure in the annulus increases above a predetermined value due to clogging of the filter elements and reduction their bandwidth.

Предохранительный клапан 13 включает в себя закрепляемый на конце патрубка 2 корпус 14 и крышку 15. Полость клапана гидравлически связана с полостью вставной трубы. Внутри корпуса размещен запорный орган 16 и выполнено отверстие 17, связывающее полость корпуса с затрубным пространством. Запорный орган 16 с помощью винтовой цилиндрической пружины 18 прижат к внутренней стенке крышки 15 с заданным усилием, определяемым характеристиками пружины, что обеспечивает открытие отверстия The safety valve 13 includes a housing 14 fixed to the end of the pipe 2 and a cover 15. The valve cavity is hydraulically connected to the cavity of the insertion pipe. A locking member 16 is placed inside the housing and an opening 17 is made connecting the body cavity with the annulus. The locking body 16 using a coil spring 18 is pressed against the inner wall of the cover 15 with a predetermined force determined by the characteristics of the spring, which ensures opening of the hole

при заданном значении давления. Запорный орган 16 представляет собой полый цилиндрический поршень, размещенный в соответствующем отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения. Центральное осевое 19 отверстие запорного органа закрыто со стороны торца, которым запорный орган прижат к крышке 15, а в боковой стенке выполнены радиальные каналы 20, связывающие центральное отверстие с полостью корпуса 14, в которой выполнено отверстие 17. Пружина 18 размещена в кольцевой полости между внешней стенкой запорного органа и внутренней стенкой отверстия корпуса. При повышении давления в затрубном пространстве выше заданного значения пружина сжимается под действием усилия со стороны нижнего торца запорного органа, который поднимается с седла и пластовая жидкость минуя фильтрующие элементы через отверстия 17, 20 и 19 поступает во вставную трубу 11, а оттуда в патрубок 2.at a given pressure value. The locking element 16 is a hollow cylindrical piston placed in the corresponding hole of the housing with the possibility of axial movement. The Central axial 19 hole of the locking member is closed from the end side, by which the locking member is pressed against the cover 15, and radial channels 20 are made in the side wall, connecting the central hole with the cavity of the housing 14, in which the hole 17 is made. The spring 18 is placed in the annular cavity between the outer the wall of the locking member and the inner wall of the opening of the housing. When the pressure in the annulus increases above a predetermined value, the spring is compressed under the action of the force from the lower end of the shut-off element, which rises from the saddle and the formation fluid bypassing the filter elements through holes 17, 20 and 19 enters the insertion pipe 11, and from there into the pipe 2.

Применение фильтров предложенной конструкции позволяет существенно увеличить межремонтный период работы скважины.The use of filters of the proposed design can significantly increase the overhaul period of the well.

Claims

1. The filter of a submersible borehole pumping unit for oil production, including a nozzle, the upper end of which is relative to the working position of the pumping unit in the well, hydraulically connected to the pump intake, and at least one receiving hole is made at the lower end of the nozzle and a filter element is fixed , the filter contains a hollow insert pipe located inside the pipe in the area of the receiving hole with the formation of an annular gap between the outer wall of the insert pipe and the inner wall of the pipe, for the passage of the pumped liquid, wherein said annular gap is essentially hermetically closed from the lower side, the filter also includes a safety bypass valve made with the possibility of hydraulic connection of the annulus with the internal cavity of the insert pipe when the pressure in the annulus increases above a predetermined value, differing the fact that the insertion pipe is open from the side of its upper end, and the outer diameter of the insertion pipe is selected from the condition of ensuring a flow rate of an annular gap of a greater rate of deposition of unfiltered particles of mechanical impurities during the calculated pump flow.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the safety bypass valve is located on the lower end of the pipe.

3. The filter according to claim 1, characterized in that the plug-in pipe is located coaxially inside the pipe.

4. The filter according to claim 1, characterized in that on the upper end of the insertion pipe there are fixed two restrictive rods located perpendicular to each other and the longitudinal axis of the insertion pipe, so that the ends of each of the rods are located near the inner wall of the pipe.

5. The filter according to claim 1, characterized in that the upper end of the nozzle is adapted to be fixed on the lower module of the pump unit before the pump unit is lowered into the well, perforations are made in the middle of the nozzle, and a device for sealing the annular gap is located between the perforations and the receiving unit made with the possibility of essentially sealed installation in the production string when placing the pump unit in the well.

6. The filter according to claim 1, characterized in that the nozzle is configured to be mounted on the lower end of the hollow cylindrical casing to ensure the flow of formation fluid through the lower end of the nozzle, the casing is arranged to accommodate the submersible motor of the pump unit inside it so that the possibility of movement of the fluid flow through the gap between the casing and the motor, while the casing is made with the possibility of fixing its upper end above the inlet I pump before lowering the pump unit into the well.