Результат интеллектуальной деятельности: СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрам, предупреждающим вынос на дневную поверхность частиц породы с извлекаемой пластовой жидкостью.

Известен скважинный фильтр, содержащий перфорированный корпус и фильтрующий элемент в виде фильтрующих слоев, зернистого наполнителя и ворсистого материала снаружи (АС №587242 СССР, E21B 43/08, 1978).

Недостатком скважинного фильтра является низкая прочность соединения его частей между собой и повышенное гидравлическое сопротивление.

Известен скважинный фильтр, содержащий перфорированный каркас и чередующиеся слои из продольных опорных металлических лент и проволочной обмотки (АС №927058 СССР, E21B 43/08, 1982).

Недостатком скважинного фильтра следует считать нестабильность тонкости очистки вследствие нежесткого крепления проволоки к опорным лентам и ограниченную наработку.

Известен скважинный фильтр, содержащий перфорированный каркас, продольно гофрированную перфорированную оболочку и проволочную обмотку на ней (АС №981591 СССР, E21B 43/08, 1982).

Недостатком скважинного фильтра является невысокая грязеемкость и ограниченный ресурс работы в скважинах с высоким выносом частиц породы.

Известен скважинный фильтр, состоящий из несущей перфорированной трубы, внутренней и внешней концентрических щелевых решеток, образованных продольными призматическими стержнями и навитым призматическим профилем, и гранульной набивки между решетками (см., например, фильтр Dual Pre-Pack™, www.alloyscreenworks.com или фильтр Muni-Pak™, www.jonhsonscreens.com).

Недостатком известного скважинного фильтра является невысокая площадь проходного сечения и ограниченная пропускная способность щелевых решеток и, как следствие, повышенная потеря напора жидкости. Кроме того, фильтр характеризуется значительной металлоемкостью и высокой стоимостью.

В качестве прототипа принят скважинный фильтр, состоящий из несущей перфорированной трубы, двух слоев штампованных щелевых решеток и гранульной набивки в пространстве между ними в виде скрепленных посредством смолы гранул (Штампованный щелевой фильтр с гравием РРК, ООО "РосПромСервис" //www.ruspr.ru).

Недостатком скважинного фильтра является пониженная пропускная способность его гранульной набивки из-за применения смолы для удержания дискретных гранул между штампованными решетками с большими размерами входных и выходных отверстий.

Настоящее изобретение направлено на повышение пропускной способности скважинного фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном фильтре, состоящем из несущей перфорированной трубы, внутренней и внешней щелевых решеток и набивки из гранул в пространстве между ними, согласно изобретению, щелевые решетки выполнены в форме продольно гофрированных труб с поперечными щелями на выступах, а набивка состоит из дискретных гранул.

Расстояние между поперечными щелями на выступах может быть равно 1…5 их ширины.

На фиг.1 схематично изображен скважинный фильтр, продольное сечение, на фиг.2 - то же, поперечное сечение.

Скважинный фильтр состоит из несущей трубы 1 с равномерно распределенными по длине перфорациями 2, внутренней и внешней продольно гофрированных труб 3 и 4 с впадинами 5 и выступами 6, набивки из дискретных гранул 7, размещенной в зазоре 8 между трубами 3 и 4 (фиг.1). Внешняя труба 4 окружена защитным перфорированным кожухом 9. Впадины 5 внутренней трубы 3 опираются на несущую трубу 1, а выступы 6 внешней трубы 4 - на защитный кожух 9, что придает конструкционную жесткость скважинному фильтру. На выступах 6 внутренней и внешней продольно гофрированных труб 3 и 4 по технологии деформирующего резания сформированы поперечные щели 10, а впадины 5 остаются неразрезанными для сохранения механической прочности вышеназванных труб.

Ширина поперечных щелей 10 выбирается из соображений удерживания несвязанных гранул 7 в зазоре 8 между продольно гофрированными трубами 3, 4, а расстояние между ними в осевом направлении находится в диапазоне 1…5 от ширины щелей. Нижняя граница приведенного диапазона определяется возможностями технологии получения поперечных щелей на трубах 3, 4. Увеличение расстояния между щелями 10 свыше верхнего предела приводит к сокращению общей площади входных щелей на выступах 6 и, как следствие, к снижению пропускной способности скважинного фильтра. На внутренней и внешней трубах 3 и 4 расстояние между щелями 10 может быть одинаковым или разным. Фракционный состав гранул 7 подбирается с учетом размера частиц породы, содержащихся в пластовой жидкости и подлежащих задержанию в порах 11 между гранулами 6.

Скважинный фильтр работает следующим образом.

Посредством узла уплотнения (не показан) скважинный фильтр присоединяют к погружному насосному агрегату и спускают в интервал продуктивного пласта скважины. После включения насоса и создания депрессии загрязненная частицами породы жидкость поступает из скважины через защитный перфорированный кожух 9 к внешней продольно гофрированной трубе 4 и фильтруется сквозь поперечные щели 10 на ее выступах 6. Освободившись при этом от частиц размером более ширины щели 10, жидкость с оставшимися в ней мелкими частицами попадает в зазор 8 между внутренней и внешней продольно-гофрированной трубой 3 и 4, заполненный дискретными гранулами 7. При движении жидкости по лабиринту из сообщающихся пор 11 мелкие частицы претерпевают многократные столкновения с гранулами 7, теряют скорость и застревают в порах. Размер застрявших частиц породы практически на порядок меньше размера гранул 7. Благодаря плотной сетке узких поперечных щелей 10 на выступах 6 продольно гофрированных труб 3, 4, скважинный фильтр обладает высокой пропускной способностью, в фильтрации пластовой жидкости участвует полный объем набивки из дискретных гранул 7 и все поровое пространство между ними равномерно забивается частицами породы. Минимальная подверженность кольматации набивки из несвязанных между собой гранул повышает пропускную способность, грязеемкость и ресурс работы скважинного фильтра.