SU983256A1 - Скважинный фильтр - Google Patents

Description

(54) СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относитс  к горной промыиг ленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано в скважинах, осложненных пескопро влени ми.

Известен скважинный фильтр с расположением проволочной обмотки, предварительно скрепленной продольными стержн ми, внутри трубчатого перфорированного каркаса, также йриваренного к каркасу в верхней и нижней части электросваркой 1 .

Указанный фильтр имеет сзтцественный конструктивный недостаток, заключающийс  в необходимости выполнени  дополнительной технологической операции при изготовлении электросварки . Этот недостаток усугубл етс  тем, что проволочна  обмотка выполн етс , как правило, из достаточно тонкой нержавеющей проволоки (диаметром 2 мм), намотанной на проложенных вдоль трубчатого каркаса опорных стержн х диаметром 3-4 мм, также из нержавеющей стали, а трубчатый каркас изготавливаетс  из обычной стали. Необходимо приварить тонкую проволочную спираль, удаленную от толстостенного каркаса

на рассто ние, вдвое превыщающее толщину проволоки . Это обуславливает высокую сложность выполнени  операции сварки. Кроме того, сварной щов, образованный разнородньгм стал ми, подвержен быстрой электрохимической , коррозии, что снижает надежность работы фильтра при длительной эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  скважинный фильтр, содержащий перфорированный трубчатый каркас, слои проволочной обмотки, расположенные на подкладных стержн х концентрично каркасу, верхний и нижний ограничительные кольца 2.

Недостатки известного фильтра заключаютс  в ненадежности перекрыти  . гладким ограни15 чительным кольцом торцовых щелей всех слоев проволочной обмотки н в сложности обработки торцов обмотокдл  обеспечени  услови  плотного их прилегани  к ограничительному кольцу по всему периметру.

го

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности в работе скважинного фильтра.

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в скважинном фильтре, содержащем перфориро39 ванный трубчатый каркас, слои проволочной обмотки, расположенные на подкладных стержн х кондентрично каркасу, верхнее и ни нее ограничительные кольца, последние выполнены ступенчатыми с числом ступеней по числу слоев обмотки, причем выступы каждой ступени имеют пазы, в которых расположены подкладные стержни, а начало и конец обмотк каждого сло  расположены на выступах соответствующей ступени ограничительного колыша) и намотаны виток к витку без зазора. Кроме того, высота первого выступа равна диаметру подкладного стержн , а высота второго и последующего выступов равна сумме диаметров подкладного стержн  и проволочной обмотки. На фиг. 1 изображена схема установки фильтра в скважине; на фиг. 2 - сечение концевой части фильтра, узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2. В качеств примера изображен двухслойный фильтр. Фильтр устанавливаетс  в скважине 1 на ее забое против интервала перфорации и сосТоит из фильтрующих секций 2, соединенных между собой муфтами 3, башмака-заглушки 4 с .помощью которого фильтр опираетс  на забой, и пакера 5, перекрывающего полость между фильтром и обсадной колонной скважины . Количество фильтрующих секций может быть различным и- зависит от мощности прО дуктивного пласта скважины. Кажда  фильтрующа  секци  состоит из трубчатого перфорированного каркаса 6, вокруг которого на подкладных стержн х 7 и 8 намотаны проволочные обмотки 9 и 10. Число слоев йроволочной обмотки может быть больще двух и зависит от гранулометрического . состава песка, выносимого из скважины. На каркасе установлены верхнее 11 и нижнее 12 ограничительные кольца. В каждом из этих колец выполнены выступы 13 и 14, в которы висверлены пазы 15 и 16 соответственно дл  стержней 7 и 8 первото и второго слоев обГйотки . Начало 17 и 18 каждого сло  обмотки расположено на соответствующих выступах ограничительных колец и первые его витки Зшожены виток к витку без зазоров. Аналогич но /выполнены и концы обмоток. Концы про волоки дл  закреплени  вставлены в отверсти 19 и слегка расклеены. При таком исполнении концевых частей обмоток обеспечиваетс  высока  надежность герметизации торцовых щелей всех слоев проволочной обмотки и исчезает необходимость выполнени  сложных опе раций по сварке проволочной обмотки с каркасом или точной подгонки (шлифовки) торц обмоток дл  их уплотнени  плоским кольцом Така  конструкци  обеспечивает также простот изготовлени , так как процесс навивки начальнои части каждого сло  осуществл етс  на том же оборудовании за одну и ту же операцию , с той только разницей, что калибрующий укладчик включаетс  не сразу, а после укладки необходимого количества витков без зазора. Длина сплошной намотки дл  обеспечени  надежности перекрыти  щели должна быть больше ДЛИНЫ выступов ступеней ограничительного кольца и сама длина выступов должна быть больше п ти диаметров проволоки , из которой выполн етс  фильтрующа  обмотка . Эта величина выбрана по следующим причинам. На площадке выступа должно быть расположено отверстие дл  закреплени  конца проволоки , который вставл етс  в это отверстие и расклепываетс . Таким образом, первый виток уже занимает часть длины выступа, равную двум диаметрам проволоки. Кроме того, на конце выступа дл  исключени  по влени  щелей между витками при их сходе с кромки выст5па,на последней выполнена фаска длиной в один диаметр и высотой, равной разности между радиусом навивки и апофемой,т. е. рассто нием от центра навивки до хорды, по которой при навивке на подкладных стержн х укладываетс  проволока. В результате на цилиндрической части выступа остаютс  три плотно уложенных витка проволоки, что исключает веро тность пропуска. В реальных услови х серийного производства- длина выступа может быть еще увеличена и выбиpaтьc  в пределах 5-10 диаметров навиваемой проволоки. Высота выступа первого сло  равна диаметру подкладных стержней, поскольку они укладываютс  непосредственно на трубчатый каркас, а высота выступов второго сло  равна сумме диаметра проволоки первого сло  навивки и диаметра подкладных стержней второго сло . Поскольку дл  навивки всех слоев примен етс  одна и та же. проволока, стержни во всех сло х имеют один и тот же диаметр, то высота выступов второго и последующих слоев будет одинаковой , .На- практике примй1 ютс  фильтры, имеющие два и три сло , так как дальнейшее увеличение числа слоев не дает заметного повышени  каSecTBa фильтровани  и увеличивает общий фильтра. Чаще примен ютс  двухслойные фильтры, которые работают следующим образом. Поскольку зазоры между витками наружного сло  больше зазоров между витками внутреннего сло , то в процессе первого периода работы фильтра в скважине мелкие песчинки, проход  через внешний слой, накапливаютс  в полости между внутренним и наружным слоем , образу  песчаную набивку, состо щую из частиц определенных размеров, обусловленных 59Й величинами зазоров в первом и втором сло х. Песок же более крупных размеров накапливаетс  вокруг наружного сло  фильтра и также образует обсыпку. В первый период работы фильтра некоторое количество частиц песка с размерами меньше щели внутреннего сло  проходит через фильтр и поднимаетс  на поверхностьь Однако постепенно между сло ми фильтрующих оболочек и вокруг него образуетс  песчана  обсыпка с меншощейс  пористостью, что обеспечивает в последующем высокую фильт рующую способность и больщую гр зеемкость, так как различные по размерам песчинки задерживаютс  в разпичнь1х сло х фильтра, а не только на его поверхности, как это наблюдаетс  iB других типах фильтров. Это обсто тельство определило повыщенный интерес к многослойным проволочным фильтрам как в СССР, так и за рубежом, в частности в США. Благодар  применению в фильтре ограничительных колец специальной конструкции обеспечиваетс  надежна  герметизаци  торцовых зазоров между сло ми и ликвидируетс  искажение pa3Mepk щелей на концевых .участках намотки при зтом Конструкци  самого фильтра упрощаетс  за счет исключени  таких сло шых операций , как приварка торцов проволочных обмоток к трубчатому каркасу или точна  обработка этих торцов дл  герметизации плоским кольцом . 6 Формула изобретени  1. Скважинный фильтр, содержащий перфорированный трубчатый каркас, слои проволочной обмотки, расположенные на подкладных стержнйх.. концентрично каркасу, верхнее и нижнее ограничительные кольца, отличающийс  тем, что, с целью повьпиени  надежности в работе фильтра, органичительные кольца выполнены ступенчатыьт с числом ступеней по числу слоев обмотки, причем выступы каждой ступени имеют пазы, в которых., рвеположены подкладные стержни, а начало и конец обмотки каждого сло  расположеиы на выступах соответствующей ступени ограничитель ноге кольца и намотаны виток К виткубез 2; Фильтр по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что высота первого выступа равна дааметру подкладного стержн , а высота второп) и последующих выступов равна сумме диаметров .подкладного стержн  и проволочной обмотки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2381169, кл. Е 21 В 43/02, опублик. 1978.
2. 2.Патент США № 3816894, кл. 166-23, опублик. 1974,