RU80496U1

RU80496U1 - Borehole Filter

Info

Publication number: RU80496U1
Application number: RU2008137736/22U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Original assignee: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2009-02-10

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при добыче нефти и газа для фильтрации от посторонних примесей.The utility model relates to the oil and gas industry, and can be used in the extraction of oil and gas for filtering from impurities.

Задачей создания полезной модели является упрощение конструкции и обеспечение технологичности изготовления скважинного фильтра.The task of creating a utility model is to simplify the design and ensure the manufacturability of the downhole filter.

Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре, содержащем трубу с отверстиями на боковой поверхности, муфту и ниппель, фильтрующий элемент и внешнюю перфорированную оболочку, установленные концентрично трубе на поддерживающих кольцах, отличающийся тем, что между трубой и фильтрующим элементом установлена внутренняя перфорированная оболочка. Фильтрующий элемент выполнен в виде отдельных отрезков сетки, которыми заполнен зазор между перфорированными оболочками. Фильтрующий элемент выполнен из сетки, намотанной в несколько слоев между перфорированными оболочками. Скважинный фильтр может содержать, по меньшей мере одну дренажную сетку, установленную концентрично внутренней перфорированной оболочке. Поддерживающие кольца выполнены ступенчатыми. Поддерживающие кольца приварены к трубе. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены с отгибными элементами, выполненными по всему периметру отверстий. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены с отгибными элементами, выполненными не по всему периметру отверстий. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены некруглой формы. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены прямоугольными.The solution to this problem was achieved in a downhole filter containing a pipe with holes on the side surface, a sleeve and a nipple, a filter element and an external perforated shell, mounted concentrically on the support rings, characterized in that an internal perforated shell is installed between the pipe and the filter element. The filter element is made in the form of separate sections of the mesh, which fill the gap between the perforated shells. The filter element is made of a grid wound in several layers between perforated shells. The downhole filter may contain at least one drainage mesh mounted concentrically to the inner perforated shell. The support rings are stepped. Support rings are welded to the pipe. The holes of the outer perforated shell can be made with folding elements made around the perimeter of the holes. The holes of the outer perforated shell can be made with folding elements made not along the entire perimeter of the holes. The holes of the outer perforated shell can be made non-circular in shape. The holes of the outer perforated shell can be made rectangular.

1 с.п.-кт ф.-лы, 9 зав. п.-ов, илл. 17.1 s.p.-kt f.-ly, 9 head. subsection, ill. 17.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности, конкретно к нефтегазодобывающей и может быть использована при освоении нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to the mining industry, specifically to the oil and gas industry and can be used in the development of oil and gas wells.

Известен скважинный фильтр по А.С. СССР №1788219, содержащий перфорированную трубу и съемные металлокерамические элементы, установленные с наружной стороны трубы. Недостаток такого фильтра это необходимость периодической замены фильтрующих элементов и низкая прочность при изгибающих нагрузках.Well-known filter according to A.S. USSR No. 1788219, containing a perforated pipe and removable cermet elements mounted on the outside of the pipe. The disadvantage of this filter is the need for periodic replacement of filter elements and low strength under bending loads.

Известен скважинный фильтр по А.С. СССР №1754884, содержащий фильтрующий элемент в виде дуговых пластин, с фильтрующими щелями. Кроме недостатков, присущих выше описанному фильтру, этот фильтр сложен в сборке, т.к. содержит большое количество мелких деталей, выполненных с высокой точностью.Well-known filter according to A.S. USSR No. 1754884, containing a filter element in the form of arc plates, with filter slots. In addition to the disadvantages inherent in the above described filter, this filter is difficult to assemble, because contains a large number of small parts made with high accuracy.

Известен скважинный фильтр по А.С. СССР №1645470, содержащий уложенный на перфорированный каркас проволочный фильтрующий элемент. Этот фильтр плохо работает при изгибающих нагрузках: с одной стороны проходное сечение щелей при изгибе уменьшается, а с другой - увеличивается и фильтр пропускает более крупные фракции примесей. При этом увеличивается износ оборудования, перекачивающего нефть.Well-known filter according to A.S. USSR No. 1645470, containing a wire filter element laid on a perforated frame. This filter does not work well under bending loads: on the one hand, the bore of the slots decreases when bending, and on the other hand, it increases and the filter passes larger fractions of impurities. This increases the wear of equipment pumping oil.

Недостатком этого фильтра является низкая степень фильтрации, которая лимитируется диаметром отверстий в пробках.The disadvantage of this filter is the low degree of filtration, which is limited by the diameter of the holes in the plugs.

Известен скважинный фильтр по св. РФ на полезную модель №16758, прототип. Этот фильтр содержит муфту, ниппель, перфорированную трубу, концентрично которой установлены, по меньшей мере, одна фильтрующая сетка и, по меньшей мере, одна дренажная сетка.Known downhole filter for St. RF for utility model No. 16758, prototype. This filter contains a sleeve, a nipple, a perforated pipe, concentric with which at least one filter screen and at least one drainage screen are installed.

Недостаток: сложная конструкция и плохая технологичность скважинного фильтра. Все операции по сборке скважинного фильтра осуществляются вручную. На перфорированную трубу сначала наматывают фильтрующую сетку, а потом устанавливают защитный кожух и сваривают листы, из которого он изготовлен по торцам и между собой. Изготовление скважинного фильтра не поддается автоматизации.Disadvantage: complex design and poor processability of the downhole filter. All assembly operations of the downhole filter are carried out manually. First, a filter mesh is wound on the perforated pipe, and then a protective casing is installed and sheets are welded from which it is made at the ends and between each other. The production of a downhole filter is not amenable to automation.

Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре, содержащем трубу с отверстиями на боковой поверхности, муфту и ниппель, фильтрующий элемент и внешнюю перфорированную оболочку, установленные концентрично трубе на поддерживающих кольцах, отличающийся тем, что между трубой и фильтрующим элементом установлена The solution to this problem was achieved in a downhole filter containing a pipe with holes on the side surface, a sleeve and a nipple, a filter element and an external perforated shell mounted concentrically on the support rings, characterized in that a pipe is installed between the pipe and the filter element

внутренняя перфорированная оболочка. Фильтрующий элемент выполнен в виде отдельных отрезков сетки, которыми заполнен зазор между перфорированными оболочками. Фильтрующий элемент выполнен из сетки, намотанной в несколько слоев между перфорированными оболочками. Скважинный фильтр может содержать, по меньшей мере одну дренажную сетку, установленную концентрично внутренней перфорированной оболочке. Поддерживающие кольца выполнены ступенчатыми. Поддерживающие кольца приварены к трубе. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены с отгибными элементами, выполненными по всему периметру отверстий. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены с отгибными элементами, выполненными не по всему периметру отверстий. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены некруглой формы. Отверстия внешней перфорированной оболочки могут быть выполнены прямоугольными.inner perforated shell. The filter element is made in the form of separate sections of the mesh, which fill the gap between the perforated shells. The filter element is made of a mesh wound in several layers between perforated shells. The downhole filter may include at least one drainage mesh mounted concentrically to the inner perforated casing. The support rings are stepped. Support rings are welded to the pipe. The holes of the outer perforated shell can be made with folding elements made around the perimeter of the holes. The holes of the outer perforated shell can be made with folding elements made not along the entire perimeter of the holes. The holes of the outer perforated shell can be made non-circular in shape. The holes of the outer perforated shell can be made rectangular.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась для скважинных фильтров, что в свою очередь позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию «новизна». Предложенное техническое решение также обладает критерием «промышленная применимость», т.к. фильтр может быть изготовлен с помощью стандартного оборудования из недифицитных материалов.Studies of patent and scientific and technical literature have shown that such a combination of essential features is new and has not previously been used for downhole filters, which in turn allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "novelty." The proposed technical solution also has the criterion of "industrial applicability", because the filter can be made using standard equipment from non-essential materials.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1...17, где:The essence of the utility model is illustrated in the drawings of figures 1 ... 17, where:

на фиг.1 приведена компоновка скважинного фильтра,figure 1 shows the layout of the downhole filter,

на фиг.2 приведен вид А скважинного фильтра без дренажной сетки,figure 2 shows a view of a well filter without drainage mesh,

на фиг.3 приведен вид А скважинного фильтра с дренажной сеткой,figure 3 shows a view of a well filter with a drainage mesh,

на фиг.4 приведены отрезки мелкодисперсной сетки,figure 4 shows the segments of the fine mesh,

на фиг.5 приведен внешний вид внешней перфорированной оболочки,figure 5 shows the appearance of the outer perforated shell,

на фиг.6 приведен фрагмент первого варианта исполнения внешней перфорированной оболочки,Fig.6 shows a fragment of the first embodiment of the outer perforated shell,

на фиг.7 приведен вид Б для первого варианта внешней перфорированной оболочки,Fig.7 shows a view B for the first variant of the outer perforated shell,

на фиг.8 приведен фрагмент второго варианта внешней перфорированной оболочки,on Fig shows a fragment of a second variant of the outer perforated shell,

на фиг.9 приведен фрагмент третьего варианта внешней перфорированной оболочки,figure 9 shows a fragment of a third variant of the outer perforated shell,

на фиг.10 приведен фрагмент четвертого варианта внешней перфорированной оболочки,figure 10 shows a fragment of the fourth variant of the outer perforated shell,

на фиг.11 приведен фрагмент пятого варианта внешней перфорированной оболочки,figure 11 shows a fragment of a fifth variant of the outer perforated shell,

на фиг.12 приведен фрагмент шестого варианта внешней перфорированной оболочки,Fig. 12 shows a fragment of a sixth embodiment of an external perforated shell,

на фиг.13 приведен фрагмент седьмого варианта внешней перфорированной оболочки,Fig.13 shows a fragment of a seventh variant of the outer perforated shell,

на фиг.14 приведен фрагмент восьмого варианта внешней перфорированной оболочки,Fig.14 shows a fragment of the eighth variant of the outer perforated shell,

на фиг.15 приведен фрагмент девятого варианта внешней перфорированной оболочки, on Fig a fragment of a ninth variant of the outer perforated shell,

на фиг.16 приведен фрагмент десятого варианта внешней перфорированной оболочки,Fig. 16 shows a fragment of a tenth embodiment of an external perforated shell,

на фиг.17 приведен фрагмент одиннадцатого варианта внешней перфорированной оболочки.on Fig shows a fragment of the eleventh variant of the outer perforated shell.

Скважинный фильтр (фиг.1...3) состоит из трубы 1, с муфтой 2 и ниппелем 3, в отверстия «В» на боковой поверхности трубы 1 могут быть установлены герметичные срезаемые пробки (на фиг.1...17 не показано). На трубе 1 концентрично ей установлены, фильтрующий элемент 4 (фиг.2), дополнительно может быть установлена, по меньшей мере одна дренажная сетка 5 (фиг.3). Концентрично трубе 1 выше фильтрующего элемента 4 установлена внешняя перфорированная оболочка 6 с отверстиями «Г». Между трубой 1 и фильтрующим элементом 4 установлена внутренняя перфорированная оболочка 7 (фиг.1...3). Внутренняя и внешняя перфорированные оболочки 6 и 7 установлены на поддерживающих кольцах 8, которые могут быть выполнены ступенчатыми, для центрирования оболочек 6 и 7.The downhole filter (Fig. 1 ... 3) consists of a pipe 1, with a sleeve 2 and a nipple 3, in the holes "B" on the side surface of the pipe 1 can be installed sealed cut-off plugs (Fig. 1 ... 17 not shown ) A filter element 4 (FIG. 2) is installed concentrically on the pipe 1, and at least one drainage mesh 5 (FIG. 3) can be additionally installed. Concentric to the pipe 1 above the filter element 4 has an external perforated shell 6 with holes "G". Between the pipe 1 and the filter element 4 is installed an inner perforated shell 7 (Fig.1 ... 3). The inner and outer perforated shells 6 and 7 are mounted on supporting rings 8, which can be stepped, to center the shells 6 and 7.

Конструктивно фильтрующий элемент 4 может быть выполнен в двух вариантах исполнения: из отдельных отрезков сетки 9 (фиг.4) или намотан в несколько слоев между перфорированными оболочками 6 и 7.Structurally, the filter element 4 can be made in two versions: from individual segments of the mesh 9 (figure 4) or wound in several layers between the perforated shells 6 and 7.

Размер ячеек мелкодисперсной фильтрующей сетки 9 составляет от 0,05 до 0,35 мм, размер ячеек дренажной сетки 5 составляет 0,9...1,3 мм. Материал сеток: нержавеющая сталь. Внешняя перфорированная оболочка 6 (фиг.5) выполнена с отверстиями «Г», имеющими отгибные элементы 10 или углубления 11, предотвращающие попадание породы внутрь фильтра при его спуске в скважину.The mesh size of the fine filter mesh 9 is from 0.05 to 0.35 mm, the mesh size of the drainage mesh 5 is 0.9 ... 1.3 mm. Mesh material: stainless steel. The outer perforated shell 6 (figure 5) is made with holes "G" having folding elements 10 or recesses 11, preventing rock from entering the filter when it is lowered into the well.

Первый вариант внешней перфорированной оболочки 6 (фиг.6 и 7) содержит отгибные элементы 10, вытянутые внутрь после просечки штамповкой и за счет этого образующие сквозные отверстия «Г». Второй вариант исполнения внешней перфорированной оболочки 6 приведен на (фиг.8) и отличается тем, что просечки перед штамповкой выполняют с одной стороны отгибного элемента 10.The first version of the outer perforated shell 6 (Fig.6 and 7) contains the folding elements 10, elongated inward after cutting by stamping and thereby forming through holes "G". The second embodiment of the outer perforated shell 6 is shown in (Fig. 8) and is characterized in that the notches before stamping are performed on one side of the folding element 10.

По третьему варианту (фиг.9) и четвертому варианту (фиг.10) на внешней перфорированной оболочке 6 выполнены углубления 11, соответственно прямоугольной или круглой формы. В углублениях 11 выполнены отверстия «Г». Углубления 11 направлены внутрь в сторону оси фильтра. Углубления 11 могут быть любой другой формы.According to the third variant (Fig. 9) and the fourth variant (Fig. 10), recesses 11, respectively of a rectangular or round shape, are made on the outer perforated shell 6. In the recesses 11 holes "G" are made. The recesses 11 are directed inward towards the axis of the filter. The recesses 11 may be of any other shape.

По пятому варианту (фиг.11) на внешней перфорированной оболочке 6 выполнены отгибные элементы 10 прямоугольной формы. По шестому варианту (фиг.12) отверстия «Г» и отгибные элементы 10 выполнены треугольными. По седьмому варианту (фиг.13) отверстия «Г» выполнены прямоугольными со скругленными углами, а отгибные элементы 10 выполнены по всему периметру отверстий «Г». По восьмому варианту (фиг.14) отверстия выполнены треугольной формы со округлениями по углам. По девятому, десятому и According to the fifth embodiment (Fig. 11), rectangular folding elements 10 are made on the outer perforated shell 6. According to the sixth embodiment (Fig. 12), the holes “G” and folding elements 10 are made triangular. In the seventh embodiment (Fig.13), the holes "G" are made rectangular with rounded corners, and the folding elements 10 are made around the perimeter of the holes "G". According to the eighth embodiment (Fig. 14), the holes are made triangular in shape with rounding at the corners. On the ninth, tenth and

одиннадцатому вариантам (фиг.15...17) отверстия «Г» выполнены прямоугольными, а отгибные элементы 10 не по всему периметру отверстий. При этом отгибные элементы 10 могут быть размещены параллельно оси фильтра (фиг.15) или перпендикулярно (фиг.16) или одновременно перпендикулярно и параллельно (фиг.17).the eleventh version (Fig.15 ... 17) of the hole "G" is made rectangular, and the folding elements 10 are not along the entire perimeter of the holes. In this case, the folding elements 10 can be placed parallel to the axis of the filter (Fig. 15) or perpendicularly (Fig. 16) or simultaneously perpendicularly and in parallel (Fig. 17).

Отгибные элементы 10 могут быть отогнуты как внутрь, так и наружу от наружной поверхности внешней перфорированной оболочки 6. Углубления 11 также могут быть выполнены как внутрь, в сторону оси фильтра, так и наружу. Отогнутые внутрь в сторону перфорированной трубы 1 на высоту «h» отгибные элементы 10 или углубления 11 образуют дренажный слой со строго регламентированной толщиной.The folding elements 10 can be bent both inward and outward from the outer surface of the outer perforated shell 6. The recesses 11 can also be made both inward, towards the filter axis, and outward. Bent inward towards the perforated pipe 1 to a height of "h" folding elements 10 or recesses 11 form a drainage layer with a strictly regulated thickness.

Скважинный фильтр работает следующим образом. Перед эксплуатацией скважинный фильтр устанавливается в колонну обсадных труб, скважину цементируют выше фильтра. Потом срезают пробки (при их наличии) механическим способом или вытравливают кислотой, в последнем случае их следует изготовить из магния. Скважина готова к работе. При добыче нефть (газ) проходят через отверстия «Г» внешней перфорированной оболочки 6, проходит через фильтрующий элемент 4, дренажную (ые) сетки 5, потом через отверстия «Г» внутренней перфорированной оболочки 7 и далее через отверстия «В» в трубе 1 поступает внутрь скважинного фильтра и на устье скважины.Well filter works as follows. Before operation, the well filter is installed in the casing string, the well is cemented above the filter. Then the plugs (if any) are cut off mechanically or etched with acid, in the latter case they should be made of magnesium. The well is ready to go. During production, oil (gas) passes through the holes “G” of the outer perforated shell 6, passes through the filter element 4, drainage mesh (s) 5, then through the holes “G” of the inner perforated shell 7 and then through the holes “B” in the pipe 1 enters the downhole filter and at the wellhead.

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

1. Упростить сборку скважинного фильтра.1. To simplify the assembly of the downhole filter.

2. Увеличить степень очистки продукта (нефти или газа) от примесей.2. To increase the degree of purification of the product (oil or gas) from impurities.

3. Обеспечить эксплуатацию скважинных фильтров в течение всего срока эксплуатации скважины.3. Ensure the operation of well filters throughout the life of the well.

4. Предотвратить коррозию фильтрующего элемента.4. Prevent corrosion of the filter element.

5. Снизить себестоимость устройства.5. Reduce the cost of the device.

6. Обеспечить надежность работы фильтра при изгибающих нагрузках.6. Ensure the reliability of the filter under bending loads.

7. Уменьшить стоимость фильтра за счет упрощения конструкции.7. Reduce the cost of the filter by simplifying the design.

Claims

1. A downhole filter comprising a pipe with holes on the side surface, a sleeve and a nipple, a filter element and an external perforated shell, mounted concentrically on the support rings of the pipe, characterized in that an inner perforated shell is installed between the pipe and the filter element.

2. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the filter element is made in the form of separate sections of the mesh, which fill the gap between the perforated shells.

3. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the filter element is made of a mesh wound in several layers between the perforated shells.

4. The downhole filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains at least one drainage grid mounted concentrically to the inner perforated shell.

5. The downhole filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the support rings are made stepwise.

6. The downhole filter according to claim 5, characterized in that the support rings are welded to the pipe.

7. The downhole filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the openings of the outer perforated shell are made with folding elements made around the perimeter of the holes.

8. The downhole filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the holes of the outer perforated shell are made with folding elements made not along the entire perimeter of the holes.

9. The downhole filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the holes of the outer perforated shell are non-circular.

10. The downhole filter according to claim 9, characterized in that the holes of the outer perforated shell are made rectangular.