SU972058A1 - Проволочный многослойный фильтр - Google Patents

Description

(54) ПРОВОЛОЧНЫЙ МНОГОСЛОЙР;ЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано в устройствах, предотвращающих вынос пластового песка в скважину вместе с добываемой жидкостью или газом при эксплуатации нефт ных, газовых и вод ных скважин, склонных к пескопро влени м.

Известны проволочные фильтры, содержащие перфорированный каркас с продольными опорными стержн ми (выступами} и размещенными на них в один слой витками проволоки круглого или профилированного сечени . Формирование фильтрующей щели между витками проволоки осуществл етс  за счет укладки витков в резьбу, выполненную по наружной поверхности стержней (выступов), или путем навивки проволоки с зазором и фиксации витков на гладких стержн х контактной точечной электросваркой 1.

Недостатком таких фильтров  вл етс  то, что без гравийной обсыпки они ненадежны в работе при добыче продукции из пластов, сложенннлх мелко и тонкозернистыми песками, а в случае уменьшени  щели между витками до размеров, предотвращающих поступление в скважину мелких песчинок.

оыстро кольматнруютс  в св зи с задержанием на одной фильтрующей поверхности всех фракций песка.. Кроме того, при фиксации проволоки в резьбе необходи.о согласовывать диаметр проволоки с шагом резьбы дл  получени  щели заданного размера, а дл  фиксации проБолоки на гладких опорных стержн х с помощью контактной точеч10 ной электросварки требуетс  специальное оборудование.

Наиболее близким к предлагаемо.ту  вл етс  проволочный многослойный

15 фильтр, включающий перфорированный каркас с продольными опорными элементами и навитыми вокруг них сло ми проволочной обмотки 2.

Claims (2)

1. Недостатком такого фильтра  вл 20 етс  то, что дл  формировани  фильтрующей щели каждого поапедующего сло  обмотки нeoбxoди ю измен ть сечение проволоки или шаг називки, или сечение и шаг одновременно. Кро25 . ме того,- скважность внутренней, задерживающей мелкие фракции песка фил1 трующей оболочки незначительна, а бе:-контактной точечной электросварки трудно осуществить надежную фикса30 цию витков промежуточного и наружного слоев проволочной обмотки на опорных стержн х. Цель изобретени  - повышение сква ности, создание более простой конструкции , не требующей специального оборудовани , изменени  шага навивки и диаметра проволоки дл  фиксации витков иполучение фильтрующих щелей различного размера. Поставленна  цель достигаетс  тем что продольные опорные элементы выполнены в виде упругих металличес ких лент толщиной, равной размерам фильтрующих щелей, при этом проволок внутреннего сло  навита по резьбе с шагом больше одного и меньше двух .диаметров проволоки. Кроме того, витки проволоки каждого последующего сло  расположены сверху между витками предыдущего сло и установлены с возможностью формировани  гофрированной поверхности, толщина лент, формирующих фильтрующие щели между витками смежных слое проволоки, уменьшаетс  от наружного сло  к внутреннему. На фиг. 1 дана схема участка фильтра с трем  фильтрующими оболоч ками; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - приспособление дл  укладки лент в процессе навивки проволоки/ на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3. Фильтрсодержит перфорированный каркас 1, продольные опорные, стержни 2, витки слоев прово.локи 3, 5 , 7 и и металлические ленты 4, 6 и 8. Фильтр выполн етс  следующим образом. К перфорированному каркасу 1 при варивают продольные опорные стержни 2, поверх которых навивают проволоку 3. Дл  надежной фиксации витков проволоки 3 первого сло  обмотки на продольных опорных стержн х 2 предварительно нарезаетс  резьба с шаго больше одного и меньше двух диаметр проволоки 3. При навивке второго сло , витки проволоки 5 которого ра полагаютс  сверху между витками про волоки 3 первого сло , под витки пр волоки 5 прокладываютс  металлические ленты 4 в местах установки продольнЕлх опорных стержней 2. Усилием нат жени , навиваемых витков проволо ку 5 металлические ленты 4 .прогибаютс  , формиру  между витками провол KJH 3 первого и витками проволоки 5 Efffoporo слоев зазоры cAg, равные то щине металлической ленты 4. При формировании последующих фил трующих об.олочек операции по навивке повтор ютс  с применением метал лических лент j6 и 8 заданной толщины и сЛц . Усилие нат жени  витков проволок при навивке слоев должно приниматьс ,. таким, чтобы обеспечивалась пр 1Ж)линейность участков проволоки между продольными опорными стержн ми и прогиб металлической ленты. В зависимости от фракционного состава пластового песка фильтр может выполн тьс  с трем  или двум  фильтрующими оболочками, что достигаетс  навивкой четырех или трех слоев проволоки соответственно. Шаг навивки t при диаметре проволоки d и толщине металлической ленть наружной фильтрующей оболочки следует принимать в диапазоне (d + ZcfYi) t « l,7d. При таком шаге обеспечиваютс  оптимальные услови  создани  проницаемых сводов из задерзкиваемых зерен песка над фильтрующими щел ми и предотвращаетс  наложение друг на друга лент смежных фильтрующих оболочек. Ширина металлических лент не .должна превышать 10 - 15 мм, а их толщина, фиксирующа  зазоры , «Г и с/ между витками проволоки, выбираетс  исход  из фракционного состава песка по методике, предложенной в описании фильтра 23. Конструктивно и технологически предпочтительными  вл ютс , например, толщина лент в диапазоне 0,08 - 0,75 мм, а диаметр проволоки - 2,5 - 3 мм. Укладка металлических лент может осуществл тьс  одновременно с навивкой проволоки с помощью специального приспособлени  (фиг. 3 и 4). Приспособление содержит барабан 10 с катушками 11, на которые намотана металлическа  лента. Катушка 11 установлена на барабан 10 шарнирно и подпружинена пружиной 12. Пружина 12  вл етс  одновременно и тормозом катушки 11. Процесс навивки проволочного фильтра осуществл етс  следующим образом. Барабан 10 надеваетс  на первый слой обмотки 3 проволочного фильтра. При навивке второго сло  обмотки проволоки 5 барабан 10, враща сь вместе с фильтром, передвигаетс  вдоль него С условно слева направо ) суппортом станка на фиг. 3 и 4 не показан; с шагом, равным шагу навивки. Металлические ленты 4, разматыва сь с катушек 11, попадают под витки проволоки 5 и прогибаютс  усилием нат жени  проволоки, фиксиру  зазоры между витками слоев проволоки 3 и 5. Прижим катушек 11 к первому слою проволоки обеспечиваетс  пружинами 12. Навивка последующих слоев проволоки производитс  аналогично со смещением в один шаг и применением лент толщиной «Лц . При выполнении многослойного проволочного фильтра с фиксированием зазоров между витками смежных слоев проволочной обмотки с помощью металлических лент отпадает необходимость в точном согласовании диаметра проволоки и шага навивки, которые могут быть одинаковыми дл  всех слоев обмотки. Скважность такого фильтра значительно больше, чем скважность существующих многослойных проволоч ных фильтров, у которых фильтрующие щели формируютс  за счет навивки проволоки с заданным зазором между витками в каждом слое (при сопоставимых зазорах и диаметре проволоки ). ..Например, при диаметре проволоки 2,5 мм и зазорах 0,12 мм, с 0,25 мм и 0,5 мм количест во фильтрующих щелей в расчете на 1 погонный метр составит у предлагае мого фильтра 470 на каждой оболочке при шагенавивки 4,25 мм (l,7d) и 570 на каждой оболочке при шаге навивки 3,5 мм (d + 2 сЛц) , а у существующих фильтров 333 на наружной оболочке (меньше в 1,41 - 1,71 раз;, 364 на средней оболочке (меньше в 1,29 - 1,57 раз; и 381 на внутре1Тней оболочке (меньше в 1,23 - 1,5 ра за ). Таким образом, конструкци  проволочного фильтра позвол ет путем подбора соответствующих толщин металлических лент получить широкий диапазон размеров щелей, упростить навиво ное оборудование и сборку фильтра, п высить его скважность. Это дает возможность , например, в нефт ной промы ленности создать дл  каждого конкрет ного месторождени  многослойный филь с оптимальными размерами щелей. Надежность работы такого фильтра повышаетс  , т.е. повышаетс  его долговечность и породоудерживающа  способносхь (за счет уменьшени  скороетей на входе и создани  над фильтрую щими щел ми каждой оболочки устойчивых сводов из вынесенных из пласта и задержанных фильтром зерен песка с определенным фракционным составом ), что обеспечивает снижение пескопо влений и удлинение сроков службы подземного , и наземного оборудовани . .Увеличиваетс  межремонтный г ериод скважин и отбор нефти. Все это позвол ет получить значительный экономический эффект от внедрени  предлагаемого изобретени . Формула изобретени  1.Проволочный многослойный фильтр, содержащий перфорированный каркас с продольными опорными элементами и навитыми вокруг них сло ми проволочной обмотки, отличающийс   тем, что, с целью повышени  скважности, продольные опорные элементы выполнены в виде упругих металлических лент толщиной, равной размерам фильтрующих щелей, при этом проволока внутреннего сло  навита по резьбе с щагом больше одного и меньше двух диаметров проволоки. 2.Фильтр по п. 1, отличающийс  тем, что витки проволоки каждого последующего сло  расположены сверху между витками предыдущего сло  и установлены с возможностью формировани  гофрированной поверхности. 3.Фильтр по п. 1, отличающийс  тем, что толщина лент, формирующих фильтрующие щели между витками смежных слоев проволоки, уменьшаетс  от наружного сло  к внутреннему . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Гаврилко В. М. и др. Фильтры буровых скважин. М., Недра,.1976, с. 41 - 42.
2. 2.Патент США № 3816894, кл. 29 - 163.5,опублик. 1976 (прототип ) .

   S

   S

   Ри.1.г