RU103842U1

RU103842U1 - FILTER WELL

Info

Publication number: RU103842U1
Application number: RU2010142658/03U
Authority: RU
Inventors: Айдар Иршатович Рахимкулов; Аркадий Рувимович Эпштейн; Антон Иванович Подъяпольский; Алексей Аркадьевич Самородов
Original assignee: Айдар Иршатович Рахимкулов; Аркадий Рувимович Эпштейн; Антон Иванович Подъяпольский; Алексей Аркадьевич Самородов
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2011-04-27

Abstract

Фильтр скважинный, включающий фильтрующие элементы из упругого материала и их крепление, обеспечивающее их относительную подвижность, отличающийся тем, что фильтрующие элементы выполнены из горизонтального пакета заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материал которого коррозионно-стойкая, высоколегированная витая сталь или полимерный материал, например кевлар, при этом наружный диаметр пакета превышает внутренний диаметр эксплуатационной колонны для обеспечения возможности гарантированного механического контакта с перфорационными отверстиями колонны и породой пласта. Well filter, including filter elements made of elastic material and their fastening, providing their relative mobility, characterized in that the filter elements are made of a horizontal package of replaceable and complemented flexible brush disks, the material of which is corrosion-resistant, high-alloy twisted steel or a polymeric material, for example Kevlar while the outer diameter of the package exceeds the inner diameter of the production string to enable guaranteed mechanical contact with ne foratsionnymi holes column and the rock formation.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам задержания песка обломков горной породы, солей проппанта из призабойной зоны пласта и зумпфа скважины с использованием механические фильтров. В этих устройствах наиболее важными конструктивными параметрами являются размеры щелей по отношению к диаметру частиц выносимого из призабойной зоны и зумпфа. Размеры щелей проектируют так, чтобы обеспечить эффект прекращения засорения насосной установки при допускаемой производительности скважины.The utility model relates to the oil industry, in particular to devices for trapping sand from rock fragments, proppant salts from the bottomhole formation zone and sump of a well using mechanical filters. In these devices, the most important design parameters are the dimensions of the slots with respect to the diameter of the particles carried out from the bottomhole zone and sump. The dimensions of the slots are designed to provide the effect of stopping the clogging of the pumping unit at an acceptable well productivity.

Известен фильтр (Патент РФ №2153574, Е21В 43/08, 1998 г.) [1], который содержит слоистую структуру в виде цилиндрической трубы и имеет не менее двух слоев. Они выполнены из стекложгута, пропитанного отверждающим материалом. Наружный слой уложен с образованием ячеек. Фильтрующий слой расположен между слоями из стекложгута. Устройство имеет перфорированную трубу. На ней расположен внутренний слой слоистой структуры, выполненный в виде однозаходной спирали. Фильтрующий слой выполнен в виде сетки из полимерного материала. Он расположен на внутреннем слое слоистой структуры в виде однозаходной спирали, образующей сплошную поверхность. Расстояние между соседними витками однозаходной спирали внутреннего слоя меньше спирали витка фильтрующего слоя.A known filter (RF Patent No. 2153574, ЕВВ 43/08, 1998) [1], which contains a layered structure in the form of a cylindrical pipe and has at least two layers. They are made of fiberglass impregnated with curing material. The outer layer is laid with the formation of cells. The filter layer is located between the layers of fiberglass. The device has a perforated pipe. On it is located the inner layer of the layered structure, made in the form of a single-helix. The filter layer is made in the form of a mesh of a polymeric material. It is located on the inner layer of the layered structure in the form of a single-helix forming a continuous surface. The distance between adjacent turns of a single-start spiral of the inner layer is less than the spiral of the filter layer.

Недостатком устройства является сложность изготовления и значительное гидравлическое сопротивление лифтируемой жидкости.The disadvantage of this device is the complexity of manufacture and significant hydraulic resistance of the lifted fluid.

Известна конструкция фильтра (А.с. СССР №1629497, Е21В 43/08, 1991 г.) [2]. Фильтр состоит из каркаса с продольными стержнями и фильтрующего элемента в виде отдельных спиральных звеньев. Между спиральными звеньями установлены дополнительные звенья, выполненные из упругого материала. Полужесткое крепление витков спиральных звеньев обеспечивает их относительную подвижность, щелевые решетки фильтра выполнены из V-образной проволоки.A known filter design (AS USSR No. 1629497, ЕВВ 43/08, 1991) [2]. The filter consists of a frame with longitudinal rods and a filter element in the form of separate spiral links. Between the spiral links are additional links made of elastic material. Semi-rigid fastening of coils of spiral links provides their relative mobility, slotted filter gratings are made of V-shaped wire.

Недостатком устройства принятого за прототип является сложность конструкции, высокая стоимость и необходимость применения пакерирующего устройстваThe disadvantage of the device adopted for the prototype is the design complexity, high cost and the need for the use of a packing device

Осуществление полезной модели состоит в улучшении фильтрации лифтируемого потока, в условиях повышенного содержаний механических примесей в скважине и возможности регенерации фильтрующих элементов непосредственно в скважине.The implementation of the utility model consists in improving the filtration of the elevated flow, in conditions of high content of solids in the well and the possibility of regeneration of filter elements directly in the well.

Раскрытие полезной модели достигается тем, что проволочный элемент выполнен из горизонтального пакета заменяемых и дополняемых гибких щеточных дисков, материалом которого является коррозионностойкая, высоколегированная витая сталь или полимерный материал, например, кевлар, фильтр устанавливается напротив продуктивного пласта, причем наружный диаметр пакета превышает внутренний диаметр обсадной колонны, обеспечивая гарантированный контакт с перфорационными отверстиями колонны и породой пласта.Disclosure of the utility model is achieved by the fact that the wire element is made of a horizontal package of replaceable and complemented flexible brush disks, the material of which is corrosion-resistant, high-alloy twisted steel or a polymeric material, for example, Kevlar, the filter is installed opposite the reservoir, and the outer diameter of the packet exceeds the inner diameter of the casing columns, providing guaranteed contact with the perforations of the columns and the formation rock.

На фиг. приведена схема установки фильтра в добывающей скважине. Полезная модель содержит: пакет щеточных дисков, выполненных из гибких элементов (фильтроэлементов) поз.1 и поз.2, штангу поз.3, соединительную муфту поз.4, регулирующие втулки поз.5, поз.6, поз.7, упор поз.8. Фильтр скважинный устанавливается в обсадной колонне поз.9, с перфорационными отверстиями поз.10 напротив продуктивного пласта (пластов) поз.11 и поз.12.In FIG. The installation diagram of the filter in the production well is shown. The utility model contains: a package of brush disks made of flexible elements (filter elements) pos. 1 and pos. 2, a rod pos. 3, a coupling sleeve pos. 4, control bushings pos. 5, pos. 6, pos. 7, an emphasis pos. .8. The downhole filter is installed in the casing pos.9, with perforation holes pos.10 opposite the reservoir (s) pos.11 and pos.12.

Работа фильтра скважинного осуществляется следующим образом.The operation of the downhole filter is as follows.

Задержка твердых включений (обломки горной породы, проппант или песок) начинает происходить уже в пласте, препятствую выходу твердых включений из пласта в скважину за счет упругих деформаций гибких элементов конструкции, тем самым снижая засорение лифтируемой жидкости и зумпфа скважины.The delay of solid inclusions (rock fragments, proppant or sand) begins to occur already in the formation, preventing the exit of solid inclusions from the formation into the well due to the elastic deformation of the flexible structural elements, thereby reducing the clogging of the lifted fluid and the sump of the well.

Одновременно, поскольку витки гибких элементов щеточного диска поз.1 и поз.2, устанавливаемых на штангу поз.3 образуют щели с радиальным расположением, то прошедшие перфорационные отверстия частицы диаметром равным или больше половины ширины щели, будут разрушаться, снижая абразивные свойства песка и солей, заклиниваться или забиваться в виде устойчивых мостов и закупоривать их, предотвращая попадание твердых и абразивных включений на прием насоса. Очистка щелей фильтра может осуществляться методом периодической промывки растворителем, например кислотным, с устья скважины через затрубное пространство, без подъема установки на земную поверхность.At the same time, since the turns of the flexible elements of the brush disk pos. 1 and pos. 2 mounted on the rod pos. 3 form slots with a radial arrangement, the particles that have passed through the perforation holes with a diameter equal to or more than half the width of the slit will be destroyed, reducing the abrasive properties of sand and salts wedge or clog in the form of stable bridges and clog them, preventing solid and abrasive particles from entering the pump intake. Cleaning the filter slots can be carried out by periodic washing with a solvent, for example acid, from the wellhead through the annulus without lifting the installation to the earth's surface.

Фильтр скважинный установлен с упором поз.8 на забой или с помощью переходной резьбовой муфты поз.4 размещен на корпус установки электроцентробежного насоса (на фиг. не показан) и подбирается по высоте линейными размерами регулирующих втулок поз.5, 6 и 7.The downhole filter is installed with an emphasis in pos. 8 on the bottom or, using a threaded adapter sleeve, pos. 4, is placed on the installation housing of an electric centrifugal pump (not shown in Fig.) And is selected in height by the linear dimensions of the control sleeves pos. 5, 6 and 7.

Проведенные расчеты показывают, что фильтры данной конструкции не требуют применения пакера, необходимого при использовании известных конструкций фильтров. Конструкция предложенного фильтра может иметь проницаемость несколько сот Дарси, для примера продуктивный горизонт редко имеет проницаемость выше 0,5 Дарси.The calculations show that the filters of this design do not require the use of a packer, which is necessary when using known filter designs. The design of the proposed filter may have a permeability of several hundred Darcy, for example, the productive horizon rarely has a permeability of higher than 0.5 Darcy.

Дополнительным достоинством полезной модели является) не повреждаемость структуры продуктивного пласта и снижение скорости накопления механических примесей в зумпфе скважины, что обеспечивает более длительную эксплуатацию скважинного оборудования, обеспечивая более высокую наработку подземного оборудования на отказ и тем самым, увеличивая общий дебит добывающей скважины.An additional advantage of the utility model is) non-damage to the structure of the reservoir and a decrease in the rate of accumulation of mechanical impurities in the well sump, which ensures longer-term operation of the downhole equipment, ensuring higher MTBF and thereby increasing the overall production rate of the producing well.

Эффективность фильтра регулируется числом дисков, плотностью их установки и характеристиками применяемых в них элементов (упругими свойствами фильтроэлемента и его геометрией).The filter efficiency is regulated by the number of disks, their density and characteristics of the elements used in them (elastic properties of the filter element and its geometry).

Литература: 1. Патент РФ №2153574, Е21В 43/08, 1998 г. (аналог).Literature: 1. RF patent No. 2153574, ЕВВ 43/08, 1998 (analogue).

2. А.с. СССР №1629497, Е21В 43/08, 1991 г. (прототип).2. A.S. USSR No. 1629497, ЕВВ 43/08, 1991 (prototype).

Claims

Well filter, including filter elements made of elastic material and their fastening, providing their relative mobility, characterized in that the filter elements are made of a horizontal package of replaceable and complemented flexible brush disks, the material of which is corrosion-resistant, high-alloy twisted steel or a polymeric material, for example Kevlar while the outer diameter of the package exceeds the inner diameter of the production string to enable guaranteed mechanical contact with ne foratsionnymi holes column and the rock formation.