универсальный скважинный фильтр

Формула изобретения

1. Универсальный скважинный фильтр, содержащий перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой установлен фильтрующий элемент, выполненный из колец, торцы которых соприкасаются, а на одном или обоих торцах колец выполнена накатка, отличающийся тем, что накатка выполнена крестообразно или тангенциально для повышения пропускной способности фильтра.

2. Универсальный скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что тангенциальная накатка на противолежащих торцах соседних колец выполнена противоположно по направлению.

3. Универсальный скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что профиль углублений накатки выполнен прямоугольным.

4. Универсальный скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что профиль углублений накатки выполнен треугольным.

5. Универсальный скважинный фильтр по п.1, отличающийся тем, что кольца выполнены из нержавеющей стали.

6. Универсальный газовый фильтр по п.1, отличающийся тем, что кольца выполнены из пластмассы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин.

Известен скважинный фильтр по АС СССР № 1645470, содержащий перфорированную трубу, на которую уложен проволочный фильтрующий элемент с выступами. Выступы, размещенные достаточно часто на проволоке, обеспечивают постоянный зазор между рядами.

Недостатком фильтра является возможность деформации проволоки при транспортировке фильтра или его установке в скважину. Это может привести к местному увеличению зазора между рядами проволоки и проходу в устье скважины крупных частиц посторонних примесей.

Известен гравийный скважинный фильтр по св. РФ на полезную модель № 38830, содержащий перфорированную трубу с муфтовой и ниппельной частями и фильтрующий элемент в виде фильтрующей сетки и защитный кожух. Размер ячеек сетки фильтрующего элемента 0,15 0,25 мм.

Недостаток: фильтр не приспособлен для добычи вязкой нефти по двум причинам:

малый размер ячеек фильтрующей сетки и наложение фильтрующей сетки в стыках друг на друга, что приводит к дополнительному уменьшению проходного сечения в месте наложения слоев фильтрующей сетки.

Известен фильтр для водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин по АС СССР № 192125, содержащий кольцевые элементы с опорными площадками, образующие расположенные в радиальном направлении водоприемные каналы, при этом кольцевые элементы стянуты болтами в нескольких местах.

Недостатками этой конструкции являются:

- большие габариты и вес фильтра, обусловленные тем, что наружный диаметр кольцевых элементов при такой компоновке должен составлять 1,5 2,0 диаметра обсадной колонны, т.к. на кольцевых элементах необходимо разместить по окружности крепежные болты,

- низкая прочность по сравнению с фильтрами, в которых в качестве силового каркаса используется перфорированная труба, т.к. поперечное сечение трубы с учетом перфорации будет всегда больше, чем поперечное сечение нескольких болтов,

- нетехнологичность изготовления и трудности при сборке, обусловленные повышенными требованиями к точным совмещениям отверстий под болты,

- возможность деформации фильтра по фильтрующим элементам при спуске в наклонно направленные и горизонтальные скважины из-за низкой жесткости и отсутствия силового каркаса.

Кроме того, фильтр по АС СССР № 192125 не предназначен для использования в нефтегазодобывающей промышленности. Невозможность использования подобных фильтров в нефтегазодобывающей промышленности обусловлена, в первую очередь, большим диаметральным габаритом фильтра, во-вторых, его низкой прочностью. Таким образом, этот фильтр имеет другое назначение.

Известен скважинный фильтр по АС СССР № 1472648, прототип. Этот фильтр содержит перфорированную трубу с соединительными частями, одна из которых выполнена в виде муфты, концентрично которой установлен фильтрующий элемент, выполненный из колец.

Недостатки: низкая пропускная способность фильтра и плохая технологичность.

Задача создания изобретения - упрощение технологии, увеличение пропускной его способности при добыче нефти или газа.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что универсальный скважинный фильтр, содержащий перфорированную трубу с ниппельной и муфтовой частями, концентрично которой установлен фильтрующий элемент, выполненный из колец, торцы которых соприкасаются, а на одном или обоих торцах колец выполнены канавки, при этом канавки выполнены крестообразно или тангенциально. Углубления канавок на противолежащих торцах соседних колец выполнены противоположными по направлению. Профиль углублений канавок выполнен прямоугольным. Профиль углублений канавок выполнен треугольным. Кольца выполнены из нержавеющей стали. Кольца выполнены из пластмассы.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения.

Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении фильтра применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 12, где:

- на фиг.1 приведен универсальный скважинный фильтр в сборе,

- на фиг.2 приведен разрез А-А,

- на фиг.3 приведен вид Б для первого варианта фильтрующего элемента,

- на фиг.4 приведен вид Б для второго варианта фильтрующего элемента,

- на фиг.5 приведен вид первого варианта кольца фильтрующего элемента,

- на фиг.6 приведен вид второго варианта кольца фильтрующего элемента,

- на фиг.7 приведен вид третьего варианта кольца фильтрующего элемента,

- на фиг.8 приведен разрез В-В для шестого варианта фильтра,

- на фиг.9 приведен разрез В-В,

- на фиг.10 приведен разрез В-В,

- на фиг.11 приведен вид четвертого варианта кольца фильтрующего элемента (штрихпунктиром показана накатка с противоположной стороны кольца),

- на фиг.12 приведен разрез Г-Г.

Предложенная конструкция универсального скважинного фильтра (фиг.1 12) содержит перфорированную трубу 1 с отверстиями «Д», ниппельную и муфтовую части, соответственно 2 и 3, фильтрующий элемент 4, установленный концентрично перфорированной трубе 1. Фильтрующий элемент 4 выполнен из колец 5, контактирующих друг с другом по торцам и имеющих углубления канавок 6 на одном или обоих торцах. Углубления канавок 6 могут быть выполнены накаткой. Кольца 5 зажаты между упором 7 и гайкой 8.

Торцы колец 5 могут быть выполнены коническими (фиг.4). Углубления канавок 6 могут быть выполнены радиальными (фиг.5), или тангенциальными (фиг.6), или крестообразными (фиг.7).

Углубления канавок 6 на противолежащих торцах соседних колец 5 могут быть выполнены противоположными по направлению (фиг.11). На наружной поверхности перфорированной трубы 1 могут быть выполнены продольные элементы 9, на которых сцентрированы кольца 5 (фиг.2). Толщина колец 5 (фиг.12) L=1,0 3,0 мм, наружный диаметр колец Dф должен быть не более диаметра муфты Dм. За счет того что наружный диаметр колец 5 фильтрующего элемента Dф выполнен меньше или равным диаметру муфты Dм, исключается повреждение фильтрующего элемента при спуске в скважину и при транспортировке.

Профиль углублений канавок 6 может быть выполнен треугольным (фиг.8), или радиусным (фиг.9), или прямоугольным (фиг.10). Кольца 5 выполнены из нержавеющей стали или из пластмассы. Глубина канавок h и их ширина а 0,1 1,0 мм определяют степень фильтрации.

При эксплуатации добываемый продукт, содержащий посторонние примеси, проходит через углубления канавок 6 на кольцах 5 и далее через отверстия «Д» внутрь фильтра. За счет того что размер углублений канавок 6 колец 5 фильтрующего элемента 4 составляет 0,1 1,0 мм, частицы более крупных размеров отфильтровываются и не попадают к насосному оборудованию и арматуре, установленным на устье скважины, что предотвратит их преждевременный износ. Указанная форма взаимного расположения углублений канавок и их выполнение на обоих торцах позволяет увеличить пропускную способность скважинного фильтра.

Применение изобретения позволит получить ряд преимуществ по сравнению с использовавшимися ранее скважинными фильтрами, а именно:

1. Обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление прохождению вязкой нефти и за счет этого увеличить дебит нефти.

2. Упростить конструкцию фильтра.

3. Обеспечить высокую технологичность фильтра.

4. Уменьшить вес фильтра за счет упрощения конструкции.

5. Уменьшить затраты на изготовление фильтра.

6. Ускорить процесс подготовки скважины к эксплуатации.

7. Снизить экономические затраты на освоение скважины.