SU848601A1 - Устройство дл очистки фильтра вСКВАжиНЕ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к нефтегазодобывающей промьшшенности, в частности к устройствам, служащим дл  очистки фильтрующих элементов от засорени  в услови х скважины. Известно устройство дл  очистки фильтрующего элемента в скважине, в котором после спуска фильтра в скважину производ т замену глинистого раствора на нефть и воду. Затем удал ют изол цию фильтра и производ т прокачку  идкости изнутри через фильтр. При этом глиниста  корка отдел етс  от наружной фильтрующей поверхности и тем самым восстана; ливаетс  проницаемость фильтра (||. Недостаток конструкции забойного фильтра - низка  долговечность работ фильтрующего элемента на забое скважины . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  очистки фил ра в скважине, содержащее гидроцилиндр с силовым поршнем, переходник кожух со скребками, фильтрующий элемент , установленный на эксплуатационной колонне{2. Недостатком этого устройства  вл етс  использование дл  перемещени  кожуха со скребками наземного механизма , св занного с кожухом через длинное св зующее звено-колонну насоснокомпрессорных труб; необходимость иметь на скважине источник давлени  дл  привода в действие механизма перемещени  кожуха и дл  промывки фильтра,а также остановка скважины при проведении работ по очистке фильтра . Цель изобретени  - повьшение долговечности работы фильтруюп;его элемента на забое скважины путем его самоочистки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено распределителем с золотником, подпружиненным двухступенчатым дифференциалbtMM клапаном, т гой с колытеиыми тп.штупами и коромыслом, св занным с золотником , причем поршень выполнен полым с двум -полыми силовыми штоками, нижний из которых прикреплен к фильтрующему элементу, а верхний установлен с возможностью порчередиого взаимодействи  с кольцевыми выступами т ги, полость иад золотником сообщеИа обводными каналами с полостью над поршнем и каналом в золотнике с полостью в поршне, а полость под золотником сообщена обводными каналами с полостью под поршнем и каналами со скважинным пространством,, полостью над дифференциальным кпапаном и полостью в поршней

Кроме того, с целью предохранени  фильтрующего элемента от см ти  при спуске в скважину, заполненную глинистым раствором, переходник снабжен втулкой и выполнен с обводным и радиальным каналами в нижней части, причем втулка установлена с возможностью поочередного перекрыти  каналов переходника .

При этом с целью подачи глинистого раствора в полость скважины и защиты внутренней полости устройства и фильтрующего элемента при извлечении их из скважины, переходник снабжен дополнительной втулкой и вьтолнен с дополнительными радиальными каналами в верхней чАсти, причем дополнительна  втулка установлена с возможностью перекрыти  дополнительных -радиальных каналов в исходном положении.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство дл  очистки фклътров в скважине,разрез, -в положении замены глинистого раствораj на фиг.2 - то . же, в момент очистки фильтрующего элемента и начала его работы; на фИг.З - золотниковый клапан дл  переключени  потока скважинной жидкости.

Устройство дл  очистки фильтров состоит из корпуса 1 с гидроцилиндром 2, установленным в нем с возможностью перемещени  кольцевым поршнем 3i выполненным заодно с верхним штоком 4 и нижним штоком 5, которые соединеш 1 сквозным осевым каналом. На нижнем конце корпуса жестко закреплен имеющий продольные окна кожух 6 со скребками 7 на его внутренней пойерхности . Нижний шток .5 уплотнен относительно верхнего конца кожуха 6 и жестко св зан с фильтром 8. Верхним концом корпус 1 жестко соединен

с корпусом канала 9 с цилиндрической расточкой 10. Внутри цилиндрической расточки 10 установлен двухступенчатый дифференциальный клапан 11, опираюпщйс  на пружину 12. Корпус канала 9 своим верхним концом соединен с распределителем 13, который, в сво очередь,, неподвижно соединен с переходником 14.

В осевом канале 15 переходника 14 установлены на срезных штифтах нижн   втулка 16, перекрывающа  в исходном положении обводной канал 17, и верхн   втулка 18, перекрывающа  радиальньш отверсти  19 в стенке переходника 14. Нижн   втулка 16 расположена в осевом канале I5 переходника 14 над радиальными отверсти ми 20.

Диаметр проходного отверсти  верхней втулки I8 больше диаметра проходного отверсти  нижней втулки 16. Внутренн   полость корпуса канала 9 и распределител  13 св заны посто нно каналом 21 с обводным каналом 17 в переходнике 14. Внутри распределител  13, корпуса канала 9 двухступенчатого дифференциального клапана I1, рерхнаго штока 4 проходит т га 22 с кольцевыми выступами 23 в средней части и кольцевым выступом 24 на нижнем конце. Т га 22 установлена с возможностью перемещени  и взаимодействи  с вилкой 25 иа торце верхнего штока 4. Верхний конец т ги 22 посредством головки 26 взаимодействует с коромыслом 27 (например, плоской пружиной, имеющей только два устойчивых положени ).

Коромысло 27 посто нно взаимодействует своим концом с золотником 28, установленным в цилиндрической расточке 29 распределител  13.

Claims (2)

1. Полость над золотником 28 посто нно св зана обводным каналом 30 с надпоршневой Полостью гидроцилиндра 2. Полость под золотником 28 в цилиндрической расточке 29 посто нно св зана обводным каналом 31 с подпоршневой полостью гидроцилиндра 2 и каналом 32 с полостью над двухступенчатым дифференциальным клапаном 11 циливдрической расточки 10. Обводные каналы 30 и 31 условно вынесены за предепы устройства. Полость над зоЛОТ1НИКОМ 28 соедин етс  периодически радиальным каналом 33 с полостью скважины и через канал 34 в золотнике 28 и канал 35 в теле распределител  13 с его внутренней, полостью. Полость подзолотником 28 периодически соедин етс  радиальным кана лом 36 с полостью скважины и через канал 37 в золотнике 28,и канал 38 в распределителе 13 с его внутренне полостью. При соединении, полости по золотником 28 с надпоршневой полостью гидроцилиндра 2 подпоршнева  полость одновременно соедин етс  через канал 37 в золотнике 28 и канал 38 с внутренней полостью устрой ства и наоборот. Внутренн   полость фильтра 8 переходит во внутреннюю полость нижне штока 5 и верхнего штока и св зана через отверсти  39 в двухступенчатом дифференциальном клапане 11 с внутренней полостью корпуса канала 9 и распределител  13. Фильтр 8 может состо ть из нескольких секций. На -конце фильтра 8 установлен клапан 40 пр мой промывки . Фильтр 8 и скребки 7 могут иметь различное конструктивное исполнение . Устройство дл  очистки фильтров работает следующим образом. На насосно-компрессорных трубах, присоединенных к верхнему концу переходника 14, устройство опускает с  в скважину, заполненную глинистым раствором, который доливают так же внутрь труб при спуске. Глинистый раствор подаетс  в сква жину через радиальные отверсти  20 в стенке переходника 14. Внутренние полости фильтра 8 и устройства запол нены фильтратом глинистого раствора и изолированы от внутренней полости насЬсно-компрессорных труб нижней втулкой 16, перекрывающей проходное сечение обводного канала 17. По окон чании спуска устройства дл  очистки фильтра вместе с секцией фильтра 8, св занной с нижним концом нижнего штока 5, до заданной глубины насосно компрессорные трубы подвешивают на фонтанной арматуре и осуществл ют замену глинистого раствора в скважине и ее промывку. После промывки сквазшны внутрь колонны насосно-компрессорных труб бросают шар такого диаметра, который проходит свободно в осевом канале дополнительной втулки 18 и перекрывает проходное сечение осевого канала нижней втулки 16. 1« При этом давление над нижней втулкой 16 повышаетс . Нижн   втулка 16 срезает штифт и опускаетс  в осевом канале 15 переходника 14 вниз, открывает проходное сечение обводного канала 17 и закрывает радиальные отверсти  20. Фильтр 8 находитс  в крайнем нижнем положении. Осуществл ют промывку фильтра 8 подачей промывочной жидкости .изнутри, по насосно-компрессорным трубам. Рлинис-. а  корка на наружной поверхности фильтра 8 отваливаетс , и он готов ,к работе. Избыток промывочной жидкости выходит в скважину через клапан 40 пр мой промывки и выносит отмытые глинистые частицы и песок на поверхность. Пластова  жидкость начинает поступать через фильтр 8 во внутреннюю полость устройства и далее по каналам 21, обводному каналу 17 поступает в осевой 15 переходника 14 и по колонне насосно-компрессорных труб подаетс  на поверхность. При этом на фильтре 8 существует определенный перепад давлени , поскольку фильтр 8  вл етс  местным соп ротивлением. Давление пластовой жидкости внутри фильтра; 8 и устройства дл  самоочистки меньше, чем в полости скважины. При засорении поверхности фильтра 8 перепад давлени  на нем растет. Давление пластовой жидкости через радиальный канал 36 передаетс  во внутреннюю полость под золотником 28, который элементом 27 переведен в верхнее положение, при опускании фильтра 8 - в нижнее положение. Из полости под золотником 28 пластова  жидкость по обводному каналу 31 подаетс  в подпоршневую полость . гидроцйлиндра 2. Одновременно пластова  жидкость по каналу 32 подаетс  внутрь цилиндрической расточки 10 корпуса канала 9 в подпоршневую полость над двухступенчатым клапаном 11. Надпоршнева  полость гидроцилиндра 2 по обводному каналу 30 св зана с полостью над золотником 28 и соедин етс  через канал 34 в золотнике 28 и канал, 35 в теле р51спределител  13с внутренней полостью устройства. Поддействием перепада давлени  кольцевой поршень 3 вместе с верхним штоком 4 и нижним штоком 5 перемещаютс  вверх внутри гидроцилиндра 2 корпуса Г, а двухступенчатый диффёрейциапьный клапан 11 давлением пластовой жидкос ти на кольцевую площадь в надпоршневой ПОЛОСТИв корпусе канала 9 перемещаетс  вниз внутри цилиндрической расточки 0, преодолева  при этом сопротивление пружины 12 и избыточного давлени  очищенной пластовой жидкости, наход щейс  внутри фильтра 8 и гидроцилиндра 2. Избыточное давление создаетс  действием верхнего штока 4, св занного с кольцевым порш нем 3, на очищенную пластовую жидкость . Площадь поперечного сечени  в надпоршневой полости корпуса канала двухступенчатого поршн  клапана П больше площади поперечного сечени  верхнего штока 4 в несколько раз. Двухступенчатый дифференциальный кла . пан 1i надежно перекрывает проходное сечение гидроцилиндра 2 корпуса 1 при соблйдении услови  Р 5,, + , где Р - давление пластовой ; жидкости: площадь поперечного сечени  кольцевой полостиj Рпр усилие , развиваемое пружиной под двухступенчатым поршнем-клапаном; , площадь поперечного сечени  верхнего штока. В этом случае очищенна  пластова  жидкость изнутри гидроцилиндра 2 и фильтра 8 начинает протекать через . фильтрующий элемент 8 в полость сква жнны и промьшает его. При движении кольцевого поршн  3 с верхним 4 и нижним штоком 5 вверх внутри гидроцилиндра 2 фильтр 8 своей наружной поверхностью перемещаетс  относительно скребков 7 и очищает с  от отложений. При подходе кольцевого поршн  3 с верхним штоком 4 к верхнему положению вилка 25 взаимодействует с кольцевым утолщением. 23 т ги 22 и толкает ее вверх. Т га 22 головкой 26 действует на коромысло 27. Коромысло 27 занимает другое крайнее положение и при этом переключает своим концом золотник 28 в цилиндрической расточке 29 расп ределител  1 3. Золотник 28 перекры-i вает радиальное отверстие 36 и открывает радиальное отверстие 33. Одновременно полость под золотником 28 соедин етс  каналом 37 и каналом 38 с внутренней полостью устройства, и полость над золотником 28 изолируетс  от внутренней полости устройства разм 1канием канала 34 от канала 35 в распределителе 13. При этом пла това  жидкость начинает поступать в надпоршневую полость гидроцилиндра 2 корпуса 1, и кольцевой поршень 3 начинает двигатьс  совместно с верхним 4 и нижним 5 штоками и фильтром 8 в нижнее положение. Двухступенчатый дифференциальный клапан 11 усилием пружины 12 устанавливаетс  в нейтральное положение и тем самым открывает проход дл  течени  очищенной пластовой жидкости по каналу 21 в распред1алителе 13 и обводному каналу 17 в переходнике 14. При подходе кольцевого поршн  3 совместно с нижним штоком 5 и фильтром 8 к крайнему нижнему положению вилка 25 на-торце верхнего штока 4 взаимодействует с кольцевым выступом 24 и т нет т гу 22 вниз. Т га 22 головкой 26 взаимодействует с коромыслом 27 и переключает ее в начальное положение. Коромысло 27 тем самым переключает золотник 2& в крайнее верхнее положение. Пластова  жидкость вновь подаетс  в подпоршневую полость гидроцилиндра 2, и процесс повтор етс  до тех пор, пока не -очищаетс  полностью фильтр 8. Устройство дл  очистки фильтра включаетс  в работу при определенном перепаде давлени , возникаемом на фильтре при его засорении. При проведении планового ремонта скважины и ревизии фильтров производ т подъем устройства дл  очистки фильтра и фильтр 8 на поверхность. Перед этим производ т подачу воды с поверхности внутрь устройства. Вода проходит через фильтр 8 и клапан 40 пр мой промывки в скважину, осуществл   промывку ее от шлама. Затем в насосно-компрессорные трубы бросают шар большого диаметра, который перекрьшает осевой канал верхней втулки 18. Верхн   втулка 18 срезает штифты и опускаетс  в осевой канал 15 переходника 14 вниз до посадки на нижнюю втулку 16. При том открываютс  радиальные отверсти  19 и закрываетс  проходное сечение ободного канала 17. Скважину через раиальные отверсти  19 задавливают глинистым раствором и производ т опеацию по подъему устройства дл  самоочистри фильтра на поверхность. Экономический эффект от использовани  предлагаемого изобретени  слагаетс  из сокращени  времени просто  скважины при проведении очистки филь ра. Возможность самоочистки фильтра на забое скважины, позвол ет примен ть фильтр с большей улавливающей способностью, что позвол ет уменьшить вынос песка на поверхность. Устройство дл  самоочистки фильтра может работать при перепаде давлени  между полостью скважины и внут ренней полостью фильтра пор дка 510 атм и более. Врем  просто  скважины при очистке фильтра сокращаетс  в 2-5 раз. Формула изобретени  1. Устройство дп  очистки фильтра в скважине, содержащее гидроцилиндр с силовым поршнем,, переходник, кожух со скребками, фильтрующий элемент, установленный на эксплуатационной колонне, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  долговечности работы фильтрующего элемента на забое скважины путем его самрочистки , оно снабжено распределителе с золотником, подпружиненным двухсту пенчатым дифференциальным клапаноЯ, т гой с кольцевыми выступами и коромыслом , св занным с золотником, причем поршень выполнен полым с двум  полыми силовыми штоками, нижний из которых прикреплен к фильтрующему элементу, а верхний установлен с воз можностью поочередного взаимодействи  с кольцевыми выступами т ги, полость над золотником сообщена обводн ми каналами с полостью над поршнем и каналом в золотнике с полостью в поршне, а полость под золотником сообщена обводными каналами с полостью под поршнем и каналами со скважинным пространством, полостью над дифференциальным клапаном и полостью в поршне. 2.Устройство по П.1, о т л и чающеес  тем, .что, с целью предохранени  фильтрующего элемента от см ти  при спуске в скважину, заполненную глинистым раствором, переходиик снабжен втулкой и выполнен с обводным и радиальным каналами s нижней части, причем втулка установлена с возможностью поочередного перекрыти  каналов переходника. . 3.Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью подачи глинистого раствора в полость скважины и защиты внутренней полости устройства и фильтрующего элемента при извлечении их из скважины, переходнйк снабжен дополнительной втулкой и выполнен с дополнительными радиальными каналами в верхней части, причем дополнительна  втулка установлена с возможностью перекрыти  дополнитепьных радиальных кангшов в исходном положений .. , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе }. Авторское свидетельство СССР К 234293, кл. Е 21 В 43/08.
2. 2. Патент США № 3901320, кл. 166-31.1, 1975 (прототип).

   JJ

   2/

   -t9

   -И