RU77343U1

RU77343U1 - WELL FILTER COLUMN

Info

Publication number: RU77343U1
Application number: RU2008124294/22U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Original assignee: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2008-10-20

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти и газа. Задача создания полезной модели: повышение пропускной способности колонны скважинных фильтров при работе в продуктивном пласте с переменным давлением. Решение указанных задач достигнуто в колонне скважинных фильтров, включающей фильтры, имеющие несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и фильтрующего элемента отличающаяся тем, что перфорация фильтров имеет переменную скважинность по высоте, увеличивающуюся к ее нижней части. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличиваться за счет увеличения диаметра отверстий перфорации. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличивается за счет увеличения количества отверстий перфорации. Все скважинные фильтры имеют маркировку для правильной установки. У всех фильтров фильтрующий элемент может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки и, по меньшей мере, одной дренажной сетки. Над фильтрующим элементом концентрично ему может быть установлен защитный перфорированный кожух. Защитный перфорированный кожух может быть выполнен их просечно-вытяжного листа. Фильтрующий элемент может быть выполнен в виде проволоки, намотанной с зазором на продольные стрингеры, установленные вдоль перфорированной трубы. Фильтрующий элемент всех фильтров может быть выполнен из спрессованной проволоки, или из пористого металла, или из пористой керамики. 1 с.п.-кт ф.-лы, 9 зав. п.-кт, илл. 7.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used in oil and gas production. The task of creating a utility model: increasing the throughput of the column of well filters when working in a reservoir with variable pressure. The solution of these problems was achieved in a well filter string, including filters having a supporting frame made of a perforated pipe, and a filter element, characterized in that the perforation of the filters has a variable porosity in height, increasing to its lower part. The downhole filter can increase by increasing the diameter of the perforation holes. The filter downhole can be increased by increasing the number of perforation holes. All downhole filters are marked for proper installation. For all filters, the filter element can be made in the form of at least one filter mesh and at least one drainage mesh. A protective perforated casing can be installed concentrically over the filter element. A protective perforated casing may be made of their expanded metal sheet. The filter element can be made in the form of a wire wound with a gap on the longitudinal stringers installed along the perforated pipe. The filter element of all filters can be made of pressed wire, or of porous metal, or of porous ceramics. 1 s.p.-kt f.-ly, 9 head. P.C., ill. 7.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче воды, нефти и газа из недр.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used in the extraction of water, oil and gas from the bowels.

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 межвитковых промежутков при установке фильтра в скважину, отсутствие защиты фильтрующей сетки от механических воздействий в процессе транспортировке и установке фильтра, что отрицательно сказывается на качестве фильтрации.The main disadvantage of this design is the change in the inter-turn gaps when installing the filter in the well, the lack of protection of the filter mesh from mechanical influences during transportation and installation of the filter, which negatively affects the quality of filtration.

Известен скважинный фильтр, состоящий 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 перфорационных отверстий (авт.Свидетельство СССР №941548, МКИ 3 Е21В 43/08, опубл. 1982 г.).Known downhole filter, consisting of a supporting tubular perforated frame and a fibrous filter coating, made in the form of individual plates of wire non-woven material, rigidly lapped by welding and soldering on a tubular frame of the filter against perforations (ed. USSR Certificate No. 941548, MKI 3 ЕВВ 43/08, publ. 1982).

Основным недостатком данной конструкции является наличие сварных зон, что со временем активизирует процессы коррозии металла. Плотное прилегание фильтрующего элемента к перфорированной трубе существенно уменьшает зону фильтрации, которая ограничена площадью отверстия в трубе. Отсутствует защита фильтрующего элемента от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра.The main disadvantage of this design is the presence of welded zones, which over time activates the processes of metal corrosion. The snug fit of the filter element to the perforated pipe significantly reduces the filtration zone, which is limited by the area of the hole in the pipe. There is no protection of the filter element from mechanical influences during transportation and installation of the filter.

Известна конструкция фильтра по патенту РФ на полезную модель №51664, состоящего из несущего каркаса, выполненного 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 изготовлен из проволочного нетканого материала, полученного путем прессования проволоки (металлорезины). Металлорезина разработана в Самарском государственном аэрокосмическом университете (ранее Куйбышевский авиационный институт) и применялась преимущественно для демпферов опор двигателей. Скважинный фильтр защищен кожухом с отверстиями.A known filter design according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 51644, consisting of a supporting frame made of perforated pipe, and a filter coating of wire non-woven material, the filter coating is made in the form of a tubular element and is mounted 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 is made of wire non-woven material obtained by pressing wire (metal rubber). Metal rubber was developed at the Samara State Aerospace University (formerly Kuibyshev Aviation Institute) and was used primarily for engine mount dampers. The downhole filter is protected by a casing with holes.

Недостатком известной конструкции фильтра является быстрое засорение фильтрующего элемента механическими примесями. Защитный кожух с отверстиями (радиальными зазорами) не выполняет функцию защиты фильтрующего элемента от засорения крупными частицами механических примесей, выполняя функцию защиты фильтра от механических повреждений в процессе транспортировки и установки. Кроме этого, защитный кожух с радиальными зазорами создает повышенное сопротивление при прохождении жидкости через защитный кожух, что снижает скорость поступления жидкости к фильтрующему элементу и, соответственно, уменьшает пропускную способность скважинного фильтра.A disadvantage of the known filter design is the rapid clogging of the filter element with mechanical impurities. The protective casing with holes (radial gaps) does not fulfill the function of protecting the filter element from clogging of mechanical particles by large particles, performing the function of protecting the filter from mechanical damage during transportation and installation. In addition, the protective casing with radial clearances creates increased resistance when the fluid passes through the protective casing, which reduces the rate of fluid flow to the filter element and, accordingly, reduces the throughput of the downhole filter.

Известны щелевые скважинные фильтры по патенту США №4771829. Эти фильтры содержат перфорированную трубу и проволоку, намотанную по спирали с зазором между ними. Проволока намотана на продольные элементы.Known downhole well filters according to US patent No. 4771829. These filters contain a perforated pipe and a wire wound in a spiral with a gap between them. The wire is wound on the longitudinal elements.

Недостатки: большой допуск на ширину щели между рядами проволоки (до 40%), что приводит к тому, что фильтр пропускает частицы на 40% больше заявленных и кроме того, если при транспортировке фильтра или его спуске происходит местное увеличение зазора между рядами проволоки в несколько раз, соответственно более крупные абразивные частицы проникают с добываемым продуктом за фильтр, что вызывает износ наземного оборудования: насоса и арматуры.Disadvantages: large tolerance on the width of the gap between the rows of wires (up to 40%), which leads to the fact that the filter allows particles to pass 40% more than the declared ones, and in addition, if the filter is transported or lowered, there is a local increase in the gap between the rows of wires by several times, respectively, larger abrasive particles penetrate with the produced product behind the filter, which causes wear on the ground equipment: pump and valves.

Известна колонна скважинных фильтров по патенту РФ №2222692. Эта колонна содержит последовательно установленные между собой скважинные фильтры.Known column well filters according to the patent of Russian Federation No. 2222692. This column contains successively installed downhole filters.

Недостаток перетекание добываемого продукта в затрубном пространстве.The lack of flow of the extracted product in the annulus.

Этот недостаток устранен в компоновке скважинных фильтров по патенту РФ №2260679, прототип. Колонна скважинных фильтров содержит несколько скважинных фильтров, свинченных между собой одинаковой конструкции и упругое уплотнительное кольцо, установленное на них.This disadvantage is eliminated in the layout of the downhole filters according to the patent of the Russian Federation No. 2260679, prototype. The column of downhole filters contains several downhole filters screwed together of the same design and an elastic o-ring mounted on them.

Задача создания полезной модели повышение пропускной способности колонны скважинных фильтров.The task of creating a utility model is to increase the throughput of the column of well filters.

Решение указанной задачи достигнуто в колонне скважинных фильтров, включающей фильтры, имеющие несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и фильтрующего элемента отличающаяся тем, что перфорация фильтров имеет переменную скважинность по высоте, увеличивающуюся к ее нижней части. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличиваться за счет увеличения диаметра отверстий перфорации. Скважинность фильтров сверху вниз может увеличивается за счет увеличения количества отверстий перфорации. Все скважинные фильтры имеют маркировку для правильной установки. У всех фильтров фильтрующий элемент может The solution to this problem was achieved in a column of downhole filters, including filters having a supporting frame made of a perforated pipe, and a filter element, characterized in that the perforation of the filters has a variable downhole height increasing to its lower part. The downhole filter can increase by increasing the diameter of the perforation holes. The filter downhole can be increased by increasing the number of perforation holes. All downhole filters are marked for proper installation. For all filters, the filter element can

быть выполнен в виде, по меньшей мере, одной фильтрующей сетки и, по меньшей мере, одной дренажной сетки. Над фильтрующим элементом концентрично ему может быть установлен защитный перфорированный кожух. Защитный перфорированный кожух может быть выполнен их просечно-вытяжного листа. Фильтрующий элемент может быть выполнен в виде проволоки, намотанной с зазором на продольные стрингеры, установленные вдоль перфорированной трубы. Фильтрующий элемент всех фильтров может быть выполнен из спрессованной проволоки, или из пористого металла, или из пористой керамики.be made in the form of at least one filter mesh and at least one drainage mesh. A protective perforated casing can be installed concentrically over the filter element. A protective perforated casing may be made of their expanded metal sheet. The filter element can be made in the form of a wire wound with a gap on the longitudinal stringers installed along the perforated pipe. The filter element of all filters can be made of pressed wire, or of porous metal, or of porous ceramics.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели.The proposed technical solution has novelty and industrial applicability, i.e. all the criteria of a utility model.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1...9. где:The essence of the utility model is illustrated in the drawings of figures 1 ... 9. Where:

на фиг.1 - представлена колонна скважинных фильтров в сборе,figure 1 - presents a column of well filters in the Assembly,

на фиг.2 - приведена колонна скважинных фильтров с группами фильтров,figure 2 - shows a column of well filters with filter groups,

на фиг.3 - приведены диаграммы изменения диаметра отверстий перфорации и количества отверстий для фильтров в колонне,figure 3 - shows a diagram of changes in the diameter of the perforation holes and the number of holes for filters in the column,

на фиг.4 - приведен первый вариант фильтрующего элемента, вид А,figure 4 - shows the first version of the filter element, type A,

на фиг.5 - представлен второй варианта фильтрующего элемента, вид А,figure 5 - presents a second variant of the filter element, type A,

на фиг.6 - представлен третий вариант фильтрующего элемента, вид А,figure 6 presents a third variant of the filter element, type A,

на фиг.7 - представлен четвертый вариант фильтрующего элемента, вид А,Fig.7 - shows a fourth variant of the filter element, view A,

на фиг.8 - приведен пятый вариант фильтрующего элемента, вид А,Fig. 8 shows a fifth embodiment of a filter element, view A,

на фиг.9 - приведен шестой вариант фильтрующего элемента, вид А.figure 9 - shows the sixth version of the filter element, type A.

Колонна скважинных фильтров (фиг.1 и 2) содержит несколько свинченных между собой последовательно фильтров 1 (или групп фильтров), каждый из которых имеет несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы 2 с отверстиями «Б» и фильтрующий элемент 3. В отверстиях «Б» могут быть установлены пробки, срезаемые перед эксплуатацией (на фиг.1...9 не показано). Для правильной установки все скважинные фильтры имеют на наружной поверхности маркировку 4, например, номер фильтра, или номер группы фильтров. Перед нижним фильтром 1 может быть установлен башмак 5.The column of well filters (FIGS. 1 and 2) contains several filters 1 (or filter groups) screwed together in series, each of which has a supporting frame made of perforated pipe 2 with holes "B" and a filter element 3. In holes "B "Plugs can be installed that are cut off before use (not shown in FIGS. 1 ... 9). For proper installation, all downhole filters are labeled 4 on the outer surface, for example, the filter number, or the filter group number. A shoe 5 may be installed in front of the lower filter 1.

Фильтры 1 (или группы фильтров) имеют разную скважинность, при этом она уменьшается снизу вверх. Изменение скважинности по длине колонны скважинных фильтров может быть выполнено непрерывно или дискретно, т.е. фильтры с одинаковой скважинностью сгруппированы и установлены соответственно так, чтобы из скважинность уменьшалась снизу вверх. При этом скважинные фильтры могут быть сгруппированы в группы, имеющие одинаковую скважинность (фиг.2).Filters 1 (or filter groups) have different duty cycle, while it decreases from bottom to top. Changing the downhole along the length of the column of downhole filters can be performed continuously or discretely, i.e. filters with the same duty cycle are grouped and installed accordingly so that the duty cycle decreases from bottom to top. When this downhole filters can be grouped into groups having the same downhole (figure 2).

Изменение скважинности фильтров 1 может быть достигнуто или изменением диаметра отверстий перфорации «Б» - поз 6 на фиг.3, или изменением количества отверстий на единицу поверхности - поз.7.A change in the duty cycle of the filters 1 can be achieved either by changing the diameter of the perforation holes “B” - pos. 6 in FIG. 3, or by changing the number of holes per unit surface - pos. 7.

Фильтрующий элемент 3 может быть выполнен любой конструкции. Для примера приведены шесть вариантов фильтрующего элемента 3 (фиг.4...9).The filter element 3 can be made of any design. For example, six options of the filter element 3 are shown (Figs. 4 ... 9).

На фиг.4 приведен фильтрующий элемент 3 содержащий фильтрующую сетку 8 и дренажную сетку 9, на фиг.5 - этот же фильтрующий элемент 3 имеет перфорированный защитный кожух 10. На фиг.6 приведен фильтрующий элемент имеющий защитный кожух из просечно-вытяжного листа 11. На фиг.7 приведен фильтрующий элемент 3, выполненный из проволоки 12, намотанной на продольные элементы 13 по спирали. На фиг.8 приведен фильтрующий элемент 3, выполненный из пористого металла 14, а на фиг.9 - фильтрующий элемент 3, выполненный из пористой керамики 15.Figure 4 shows the filter element 3 containing the filter mesh 8 and the drainage mesh 9, figure 5 - the same filter element 3 has a perforated protective casing 10. Figure 6 shows the filter element having a protective casing of expanded metal sheet 11. 7 shows a filter element 3 made of wire 12, wound on the longitudinal elements 13 in a spiral. In Fig.8 shows a filter element 3 made of porous metal 14, and Fig.9 is a filter element 3 made of porous ceramic 15.

Перед эксплуатацией к башмаку 5 привинчивают первый скважинный фильтр 1 (или первую группу фильтров, фиг.2), потом второй скважинный фильтр 1, или вторую группу фильтров с одинаковой скважинностью, но меньшей, чем для первого скважинного фильтра 1 (группы фильтров). Колону скважинных фильтров опускают в скважину для добычи нефти или газа.Before operation, the first downhole filter 1 (or the first group of filters, Fig. 2) is screwed to the shoe 5, then the second downhole filter 1, or the second group of filters with the same downhole but less than for the first downhole filter 1 (filter group). The column of downhole filters is lowered into the well for oil or gas production.

Применение полезной модели позволило:Application of the utility model allowed:

1. Повысить пропускную способность скважинных фильтров1. Increase the throughput of downhole filters

2. Создать колонну скважинных фильтров, имеющую очень высокую пропускную способность и обладающую хорошими фильтрующими свойствами.2. Create a column of downhole filters that has a very high throughput and has good filtering properties.

3. Обеспечить длительную эксплуатацию фильтра без засорения фильтрующего элемента.3. Ensure long-term operation of the filter without clogging the filter element.

4. Снизить себестоимость фильтров.4. Reduce the cost of filters.

Скважинный фильтр прошел стендовые и промышленные испытания и показал высокую фильтрующую способность и надежность в эксплуатации.The well filter passed bench and industrial tests and showed high filtering ability and operational reliability.

Claims

1. The column of downhole filters, including filters having a supporting frame made of a perforated pipe and a filter element, characterized in that the perforation of the filters has a variable duty cycle in height, increasing to its lower part.

2. The column of well filters according to claim 1, characterized in that the duty cycle of the filters from top to bottom increases due to an increase in the diameter of the perforation holes.

3. The column of well filters according to claim 1, characterized in that the duty cycle of the filters from top to bottom increases due to an increase in the number of perforation holes.

4. The column of well filters according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that all the well filters are marked for proper installation.

5. The column of downhole filters according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that for all filters the filter element is made in the form of at least one filter mesh and at least one drainage mesh.

6. The column of well filters according to claim 5, characterized in that a protective perforated casing is concentrically mounted above the filter element.

7. The column of downhole filters according to claim 6, characterized in that the protective perforated casing is made of expanded metal sheet.

8. The column of well filters according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the filter element is made in the form of a wire wound with a gap on the longitudinal stringers installed along the perforated pipe.

9. The column of well filters according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the filter element of all filters is made of compressed wire.

10. The column of downhole filters according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the filter element of all filters is made of porous metal.

11. The column of well filters according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the filter element of all filters is made of porous ceramic.