RU94627U1

RU94627U1 - Borehole Filter

Info

Publication number: RU94627U1
Application number: RU2010101739/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Ильюхин; Александр Владимирович Федотов
Original assignee: Владимир Владимирович Ильюхин; Александр Владимирович Федотов
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2010-05-27

Abstract

Предложен скважинный фильтр, содержащий выполненный в виде трубы корпус с циркуляционными отверстиями и фильтрующий элемент, установленный на корпусе. В циркуляционных отверстиях корпуса установлены герметизирующие колпачки. Колпачок выполнен, из материала способного к пластической деформации, резьба выполнена конической, длина конической резьбовой части колпачка не больше толщины трубы корпуса фильтра, а глубина глухого отверстия больше длины конической резьбовой части колпачка, максимальный размер шестигранника глухого отверстия меньше наружного диаметра выступающей внутрь корпуса донной части герметизирующего колпачка, который в свою очередь меньше внутреннего диаметра конического резьбового отверстия, расположенного с внутренней стороны корпуса. Предлагаемая конструкция фильтра обеспечивает надежную герметизацию циркуляционного отверстия колпачком, в том числе при срезании его донной части. A downhole filter is proposed comprising a housing made in the form of a pipe with circulation holes and a filter element mounted on the housing. Sealing caps are installed in the circulation openings of the housing. The cap is made of a material capable of plastic deformation, the thread is tapered, the length of the tapered threaded portion of the cap is not greater than the thickness of the filter housing pipe, and the depth of the blind hole is greater than the length of the tapered threaded portion of the cap, the maximum size of the hexagon of the blind hole is smaller than the outer diameter of the bottom protruding inside the housing a sealing cap, which in turn is smaller than the inner diameter of the conical threaded hole located on the inside of the housing. The proposed filter design provides reliable sealing of the circulation opening with a cap, including when cutting its bottom.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, оборудованию и эксплуатации скважин, а именно к конструкциям скважинных фильтров.The utility model relates to the oil and gas industry, equipment and operation of wells, namely, the design of well filters.

Уровень техникиState of the art

Фильтры - один из важнейших элементов конструкции скважин, определяющий эффективность буровых работ и качество исследований.Filters are one of the most important elements of well construction that determines the efficiency of drilling operations and the quality of research.

Известен скважинный фильтр, содержащий трубу с герметичными срезаемыми пробками (стаканами). Колонну обсадных труб с фильтром опускают в скважину. Скважину цементируют выше фильтра. После схватывания цементного раствора в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб с воронкой. Скважину промывают. Срезают воронкой концы пробок. Скважину промывают вторично. Разгерметизируют продуктивный пласт и одновременно с этим пускают скважину в работу (патент РФ №2108447, МПК Е21В 43/00, Е21В 43/11, опубликовано: 10.04.1998).Known downhole filter containing a pipe with sealed cut-off plugs (glasses). The casing string with the filter is lowered into the well. The well is cemented above the filter. After setting the cement slurry, a tubing string with a funnel is lowered into the well. The well is washed. Cut off the ends of the plugs with a funnel. The well is washed a second time. The reservoir is depressurized and at the same time the well is put into operation (RF patent No. 2108447, IPC ЕВВ 43/00, Е21В 43/11, published: 04/10/1998).

Известен скважинный фильтр, содержащий трубу с выполненными на ее боковой поверхности рядами отверстий, в которых герметично установлены срезаемые пробки, по меньшей мере одну фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями, установленные концентрично на трубе, при этом защитный кожух выполнен из нескольких уложенных встык по длине трубы листов, при этом продольные стыки листов, а также ряды отверстий на соседних листах смещены относительно друг друга в окружном направлении. Отверстия в защитном кожухе и трубе смещены относительно друг друга. Концы указанного кожуха и фильтрующей сетки с торцов закрыты ограничительными кольцами, зафиксированными на указанной трубе. Фильтрующая сетка с мелкими ячейками установлена между двумя слоями фильтрующей сетки с крупными ячейками. Пробки могут быть выполнены пустотелыми. Площадь отверстий защитного кожуха предпочтительно выполнить больше площади проходного сечения трубы (патент РФ №2259472, МПК Е21В 43/08, Е03В 3/18 опубликовано: 27.08.2005).A well-known filter containing a pipe with rows of holes made on its side surface, in which shear plugs, at least one filter screen and a protective casing with holes are installed concentrically on the pipe, the protective casing is made of several stacked end-to-end pipe sheets, while the longitudinal joints of the sheets, as well as the rows of holes on adjacent sheets are offset relative to each other in the circumferential direction. The holes in the protective casing and the pipe are offset relative to each other. The ends of the specified casing and the filter mesh from the ends are closed by restrictive rings fixed on the specified pipe. A fine mesh filter mesh is installed between two layers of a large mesh filter mesh. Traffic jams can be hollow. The hole area of the protective casing is preferably performed larger than the pipe cross-sectional area (RF patent No. 2259472, IPC EV 43/08, EV 3/18 published: 08/27/2005).

Известен скважинный фильтр, включающий трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с трубкой, выполненными с возможностью их совместного выдвижения из отверстий, удаляемую пробку, помещенную с внутренней стороны корпуса и стопорный элемент втулки в ее рабочем положении, согласно изобретению удаляемая пробка размещена во втулке, а трубка жестко связана со втулкой и зафиксирована относительно корпуса, при этом стопорный элемент втулки в ее рабочем положении установлен в трубчатом корпусе (патент РФ №2085708, МПК Е21В 43/08, опубликовано: 27.07.1997).Known downhole filter, comprising a tubular housing with holes covered by plugs, each of which contains a sleeve with a tube made with the possibility of their joint extension from the holes, a removable plug placed on the inside of the housing and a locking element of the sleeve in its working position, according to the invention, removable the plug is placed in the sleeve, and the tube is rigidly connected to the sleeve and fixed relative to the housing, while the locking element of the sleeve in its working position is installed in the tubular housing (pa RF awning No. 2085708, IPC Е21В 43/08, published: 07/27/1997).

Во всех вышеуказанных решениях способ установки и крепления пробок и прочих герметизирующих компонентов в отверстиях колонны не раскрыт.В то же время способ установки подобных элементов неочевиден, так как необходимо, с одной стороны, обеспечить герметичность до вскрытия скважины, и в то же время, с другой стороны обеспечить простоту вскрытия. Также требуется обеспечить надежную фиксацию герметизирующих элементов в процессе транспортировки и установки фильтра.In all the above solutions, the method of installing and fixing plugs and other sealing components in the holes of the column is not disclosed. At the same time, the method of installing such elements is not obvious, since it is necessary, on the one hand, to ensure tightness before opening the well, and at the same time, with the other hand to ensure ease of opening. It is also required to ensure reliable fixation of the sealing elements during the transportation and installation of the filter.

Известен скважинный фильтр, содержащий выполненный в виде трубы корпус с циркуляционными отверстиями, фильтрующий элемент, установленный на корпусе и образованный стрингерами, расположенными вдоль корпуса, и закрепленной на них проволочной навивки, а торцевые поверхности навивки размещены в кольцевых бандажах и концы проволочной навивки закреплены в последних, при этом в циркуляционных отверстиях корпуса установлены цилиндрические герметизирующие колпачки с глухим отверстием, выступающие внутрь корпуса фильтра донной частью с возможностью среза этой части после монтажа и сообщения внутреннего пространства корпуса с наружным окружающим фильтр пространством (патент РФ №2182960, МПК Е21В 43/11, опубл. 27.05.2002). В этом решении каждое из отверстий имеет с наружной стороны корпуса кольцевую проточку, образующую в стенке корпуса опорную кольцевую площадку, где размещено уплотнительное кольцо. Колпачки, в свою очередь, имеют со стороны, противоположной от его срезаемой части, наружный кольцевой бурт под опорную кольцевую площадку, деформирующий уплотнительное кольцо и жестко закрепленный в радиальном отверстии корпуса. Колпачки могут быть закреплены в радиальном отверстии корпуса посредством чеканки или вальцевания кромки стенки корпуса, примыкающей к наружному кольцевому бурту со стороны радиального отверстия.A well-known filter containing a tube-shaped body with circulation holes, a filter element mounted on the body and formed by stringers located along the body and a wire winding attached to them, and the end surfaces of the winding are placed in annular bandages and the ends of the wire winding are fixed in the latter while cylindrical sealing caps with a blind hole are installed in the circulation openings of the housing, protruding into the filter housing with a bottom part with a possible the cutoff of this part after installation and communication of the inner space of the housing with the outer surrounding filter space (RF patent No. 2182960, IPC ЕВВ 43/11, publ. 27.05.2002). In this solution, each of the openings has an annular groove on the outside of the housing, which forms a support annular area in the housing wall where the o-ring is located. The caps, in turn, have an outer annular collar under the supporting annular platform, which deforms the sealing ring and is rigidly fixed in the radial hole of the casing, from the side opposite from its sheared part. The caps can be fixed in the radial hole of the housing by minting or rolling the edges of the wall of the housing adjacent to the outer annular collar from the side of the radial hole.

Такое выполнение колпачков с кольцевым буртом, упирающимся в уплотнительное кольцо приводит к снижению надежности работы фильтра, так как герметичность конструкции в целом зависит от качества вальцовки, правильно подобранного размера уплотнительного кольца. Кроме того, со временем уплотнительное кольцо может потерять эластичность, что также может ухудшить герметизирующие свойства. Более того, при таком креплении возможно выпадение колпачка из отверстия при срезании. Также следует отметить, что предлагаемая конструкция является достаточно сложной и дорогой, так как для каждой скважины необходимо подбирать не только колпачки, но и уплотнительное кольцо.This embodiment of the caps with an annular collar abutting against the sealing ring leads to a decrease in the reliability of the filter, since the tightness of the structure as a whole depends on the quality of the rolling, the correctly selected size of the sealing ring. In addition, over time, the o-ring can lose elasticity, which can also degrade the sealing properties. Moreover, with this fastening, the cap may fall out of the hole during cutting. It should also be noted that the proposed design is quite complex and expensive, since for each well it is necessary to select not only caps, but also an o-ring.

Известен скважинный фильтр, содержащий выполненный в виде трубы корпус с циркуляционными отверстиями, фильтрующий элемент, установленный на корпусе и образованный стрингерами, расположенными вдоль корпуса, и закрепленной на них проволочной навивки, а торцевые поверхности навивки размещены в кольцевых бандажах и концы проволочной навивки закреплены в последних, при этом в циркуляционных отверстиях корпуса установлены цилиндрические герметизирующие колпачки с глухим отверстием, выступающие внутрь корпуса фильтра донной частью с возможностью среза этой части после монтажа и сообщения внутреннего пространства корпуса с наружным окружающим фильтр пространством, при этом в каждом циркуляционном отверстии герметизирующий колпачок установлен на резьбе, причем длина резьбового участка колпачка и глубина глухого отверстия равны толщине стенки трубы корпуса фильтра в месте выполнения циркуляционного отверстия, а наружный диаметр выступающей внутрь корпуса донной части колпачка больше максимального поперечного размера глухого отверстия, но не больше внутреннего диаметра резьбы на наружной боковой поверхности колпачка (патент РФ на полезную модель №52095, МПК Е21В 43/11 опубл. 10.03.2006). Данное решение рассматривается в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели.A well-known filter containing a tube-shaped body with circulation holes, a filter element mounted on the body and formed by stringers located along the body and a wire winding attached to them, and the end surfaces of the winding are placed in annular bandages and the ends of the wire winding are fixed in the latter while cylindrical sealing caps with a blind hole are installed in the circulation openings of the housing, protruding into the filter housing with a bottom part with a possible It is necessary to cut off this part after mounting and communicating the inner space of the housing with the outer surrounding filter space, and in each circulation hole the sealing cap is mounted on the thread, the length of the threaded portion of the cap and the depth of the blind hole equal to the wall thickness of the filter housing pipe at the location of the circulation hole, and the outer diameter of the bottom part of the cap protruding inside the case is larger than the maximum transverse size of the blind hole, but not larger than thread thread on the outer side surface of the cap (RF patent for utility model No. 52095, IPC EV 43/11 publ. 03/10/2006). This solution is considered as the closest analogue of this utility model.

Такое решение упрощает конструкцию скважинного фильтра. Недостатком этого решения является тот факт, что само по себе резьбовое крепление герметизирующего колпачка в циркуляционном отверстии не обеспечивает достаточной герметичности. Кроме того, колпачки могут выскочить из отверстия при транспортировке фильтра, так как труба, образующая корпус фильтра, достаточно длинная, и при транспортировке может прогибаться.This solution simplifies the design of the downhole filter. The disadvantage of this solution is the fact that the threaded fastening of the sealing cap in the circulation hole does not provide sufficient tightness. In addition, the caps may pop out of the hole during transportation of the filter, since the pipe forming the filter housing is quite long, and may bend during transportation.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей полезной модели является повышение надежности работы скважинного фильтра. Кроме того, задачей также является создание простой и недорогой конструкции скважинного фильтра.The objective of the utility model is to increase the reliability of the downhole filter. In addition, the task is also to create a simple and inexpensive design of the downhole filter.

Поставленная задача решается за счет того, что в скважинном фильтре, содержащем выполненный в виде трубы корпус с циркуляционными отверстиями, фильтрующий элемент, установленный на корпусе, а в циркуляционных отверстиях корпуса установлены герметизирующие колпачки с глухим отверстием, установленные на резьбе, выступающие внутрь корпуса фильтра донной частью с возможностью среза этой части после монтажа и сообщения внутреннего пространства корпуса с наружным окружающим фильтр пространством, колпачок выполнен, из материала способного к пластической деформации, резьба выполнена конической, длина конической резьбовой части колпачка не больше толщины трубы корпуса фильтра, а глубина глухого отверстия больше длины конической резьбовой части колпачка, максимальный размер шестигранника глухого отверстия меньше наружного диаметра выступающей внутрь корпуса донной части герметизирующего колпачка, который в свою очередь меньше внутреннего диаметра конического резьбового отверстия, расположенного с внутренней стороны корпуса.The problem is solved due to the fact that in the downhole filter containing a housing made in the form of a pipe with circulation holes, a filter element mounted on the housing, and in the circulation holes of the housing there are sealing caps with a blind hole mounted on a thread protruding inside the bottom of the filter housing part with the possibility of cutting this part after installation and communication of the inner space of the housing with the outer space surrounding the filter, the cap is made of material capable of to plastic deformation, the thread is tapered, the length of the tapered threaded portion of the cap is not greater than the thickness of the filter housing pipe, and the depth of the blind hole is greater than the length of the tapered threaded portion of the cap, the maximum size of the hexagon of the blind hole is smaller than the outer diameter of the bottom of the sealing cap protruding inside the housing, which the turn is smaller than the inner diameter of the conical threaded hole located on the inside of the housing.

Кроме того наружный торец колпачка может проходить в области основной плоскости конической резьбы, а между резьбой герметизирующего колпачка и резьбой циркуляционного отверстия нанесен герметизирующий материал.In addition, the outer end of the cap may extend in the region of the main plane of the tapered thread, and sealing material is applied between the thread of the sealing cap and the thread of the circulation hole.

В одном из вариантов осуществления колпачок может быть выполнен из материала, способного к пластической деформации.In one embodiment, the cap may be made of a material capable of plastic deformation.

Кроме того торец колпачка может заканчиваться сбегом резьбы при этом крепление колпачка в трубе осуществляется за счет пластической деформации материала колпачка, за счет смятия неполных витков резьбы колпачка витками резьбы отверстия.In addition, the end face of the cap can end with a run of thread, while fixing the cap in the pipe is carried out due to plastic deformation of the material of the cap, by squeezing incomplete turns of the thread of the cap with thread turns of the hole.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении надежной герметизации циркуляционного отверстия колпачком, в том числе при срезании его донной части.The technical result achieved is to ensure reliable sealing of the circulation opening with a cap, including when cutting its bottom.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Полезная модель поясняется чертежами:The utility model is illustrated by drawings:

Фиг.1 - поперечный разрез скважинного фильтра в области расположения герметизирующего колпачка.Figure 1 is a cross section of a downhole filter in the area of the sealing cap.

Фиг.2 - герметизирующий колпачок.Figure 2 - sealing cap.

Фиг.3 - герметизирующий колпачок(вариант)Figure 3 - sealing cap (option)

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Конструкция скважинного фильтра включает следующие основные элементы; корпус 1, фильтрующий элемент (на чертеже не показан), закрепленный на корпусе, корпус 1 выполнен в виде трубы с циркуляционными отверстиями 2, в которые устанавливаются герметизирующие колпачки 3, с выполненным в форме шестигранника глухим отверстием 4, выступающие внутрь корпуса 1 фильтра донной частью 5 с возможностью среза этой части после монтажа и сообщения внутреннего пространства корпуса 1 с наружным пространством, окружающим фильтр. В каждом циркуляционном отверстии выполнена коническая резьба, и герметизирующий колпачок 3, выполненный из материала, способного к пластической деформации, установлен на конической резьбе. Возможны следующие варианты выполнения герметизирующего колпачка.The design of the downhole filter includes the following main elements; housing 1, a filter element (not shown in the drawing) mounted on the housing, housing 1 is made in the form of a pipe with circulation holes 2 into which the sealing caps 3 are installed, with a blind hole 4 made in the shape of a hexagon, protruding into the filter housing 1 by the bottom 5 with the possibility of cutting off this part after installation and communication of the inner space of the housing 1 with the outer space surrounding the filter. A conical thread is made in each circulation hole, and a sealing cap 3 made of a material capable of plastic deformation is mounted on a conical thread. The following embodiments of the sealing cap are possible.

В первом варианте наружный торец 6 колпачка 3 проходит в области основной плоскости конической резьбы, при этом длина h конической резьбовой части колпачка не больше толщины S трубы корпуса фильтра, а глубина глухого отверстия 4 h1 больше длины h конической резьбовой части колпачка, максимальный размер b шестигранника глухого отверстия меньше наружного диаметра d выступающей внутрь корпуса донной части 5 герметизирующего колпачка 3, который в свою очередь меньше внутреннего диаметра конического резьбового отверстия, расположенного с внутренней стороны корпуса. Между резьбой герметизирующего колпачка и резьбой циркуляционного отверстия может быть нанесен герметизирующий материал.In the first embodiment, the outer end 6 of cap 3 extends in the region of the main plane of the conical thread, while the length h of the conical threaded part of the cap is not greater than the thickness S of the filter housing pipe, and the depth of the blind hole 4 h1 is greater than the length h of the conical threaded part of the cap, the maximum size b of the hexagon the blind hole is smaller than the outer diameter d of the bottom portion 5 of the sealing cap 3 protruding into the housing, which in turn is smaller than the inner diameter of the conical threaded hole located on the inside her side of the case. Between the threads of the sealing cap and the threads of the circulation opening, sealing material may be applied.

Во втором варианте торец 6 колпачка 3 заканчивается сбегом резьбы, при этом длина h конической резьбовой части колпачка не больше толщины S трубы корпуса фильтра, а глубина глухого отверстия 4 h1 больше длины h конической резьбовой части колпачка, максимальный размер b шестигранника глухого отверстия меньше наружного диаметра d выступающей внутрь корпуса донной части 5 герметизирующего колпачка 3, который в свою очередь меньше внутреннего диаметра конического резьбового отверстия, расположенного с внутренней стороны корпуса.In the second version, the end face 6 of cap 3 ends with a thread run, while the length h of the conical threaded part of the cap is not greater than the thickness S of the filter housing pipe S, and the depth of the blind hole 4 h1 is greater than the length h of the conical threaded part of the cap, the maximum size b of the hexagon of the blind hole is less than the outer diameter d protruding into the case of the bottom part 5 of the sealing cap 3, which in turn is smaller than the inner diameter of the conical threaded hole located on the inside of the case.

При этом крепление колпачка в трубе осуществляется за счет пластической деформации материала колпачка, при завертывании колпачка в циркуляционное отверстие 2 происходит смятие неполных витков резьбы колпачка витками резьбы отверстия. Скважинный фильтр предварительно собирают, как показано на фиг.1. Герметизирующие колпачки 3 закреплены посредством резьбы в циркуляционных отверстиях корпуса 1. После сборки скважинного фильтра проводят его опрессовку на заданное внутреннее давление. В процессе спуска скважинного фильтра в скважину на колонне труб возможна периодическая промывка скважины через башмак обсадной колонны на различных гидродинамических режимах до стабилизации показателей промывочной жидкости, выходящей на устье скважины. После установки скважинного фильтра на заданной глубине, например против продуктивного пласта, осуществляют срез донной части 5 герметизирующих колпачков 3 путем спуска в колонну труб предназначенного для этого инструмента. Осуществляют собственно вскрытие продуктивного пласта скважины. Скважинная пластовая среда, например нефть или газ, поступают через фильтрующую поверхность и далее через циркуляционные отверстия в полость корпуса 1 и далее по назначению.In this case, the cap is fastened in the pipe due to plastic deformation of the cap material; when the cap is screwed into the circulation hole 2, incomplete turns of the cap thread are crushed by turns of the hole thread. The downhole filter is pre-assembled as shown in FIG. The sealing caps 3 are fixed by means of a thread in the circulation holes of the housing 1. After assembling the downhole filter, it is crimped to a predetermined internal pressure. During the descent of the well filter into the well on the pipe string, it is possible to periodically flush the well through the casing shoe in various hydrodynamic modes until the parameters of the flushing fluid emerging at the wellhead are stabilized. After installing the downhole filter at a predetermined depth, for example, against the reservoir, a bottom section 5 of the sealing caps 3 is cut by lowering the pipe of the tool intended for this into the column. Carry out the actual opening of the reservoir. A wellbore formation medium, for example, oil or gas, enters through the filtering surface and then through the circulation holes into the cavity of the housing 1 and then to the destination.

В ходе проведенного исследования было установлено, что конструктивные особенности выполнения герметизирующего колпачка и технологические особенности установки конических герметизирующих колпачков в циркуляционных отверстиях являются определяющими для надежной работы скважинного фильтра. Установка в каждом циркуляционном отверстии герметизирующих колпачков на конической резьбе позволяет исключить выпадение их из циркуляционного отверстия после срезания донной части колпачка.In the course of the study, it was found that the design features of the sealing cap and the technological features of the installation of conical sealing caps in the circulation holes are crucial for the reliable operation of the downhole filter. The installation in each circulation hole of sealing caps on a tapered thread eliminates their loss from the circulation hole after cutting the bottom of the cap.

Claims

1. A downhole filter, comprising a housing made in the form of a pipe with circulation holes and a filter element mounted on the housing; moreover, sealing caps with a blind hole are installed on the threads of the housing’s circulation holes, protruding into the filter housing with a bottom part and made to cut off this part, characterized in that said thread is tapered, the length of the tapered threaded portion of the cap is not greater than the thickness of the filter housing pipe, and the depth of the blind hole is greater than the length of the tap of the other threaded part of the cap, the blind hole is made in the form of a hexagon, and the maximum size of this hexagon is smaller than the outer diameter of the bottom part of the sealing cap protruding into the case, which in turn is smaller than the inner diameter of the conical threaded hole located on the inside of the case.

2. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the outer end of the cap extends in the region of the main plane of the conical thread, while fixing the cap in the pipe of the housing is carried out by lubricating the turns of the thread with a sealing compound.

3. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the cap is made of a material capable of plastic deformation.

4. The downhole filter according to claim 3, characterized in that the end face of the cap ends with a thread run, while the cap is fastened in the pipe due to plastic deformation of the cap material, due to crushing of the incomplete turns of the cap thread with the threads of the hole.