Результат интеллектуальной деятельности: СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче жидкости и газов из недр.

Известен скважинный фильтр, представляющий собой стальную трубу с отверстиями, на которую намотана профилированная проволока (Гаврилко В.М. Фильтры буровых скважин. М., Недра, 1985, с.7-9).

Основным недостатком такой конструкции является изменение межвитковых промежутков при установке фильтра в скважину, отсутствие защиты фильтрующей сетки от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра, что отрицательно сказывается на качестве фильтрации.

Известен скважинный фильтр, состоящий из несущего трубчатого перфорированного каркаса и волокнистого фильтрующего покрытия, выполненного в виде отдельных пластин из проволочного нетканого материала, жестко закрепленных внахлест при помощи сварки и пайки на трубчатом каркасе фильтра против перфорационных отверстий (авт. свидетельство СССР №941548, МКИ 3 Е21В 43/08, опубл. 1982 г.).

Основным недостатком данной конструкции является наличие сварных зон, что со временем активизирует процессы коррозии металла. Плотное прилегание фильтрующего элемента к перфорированной трубе существенно уменьшает зону фильтрации, которая ограничена площадью отверстия в трубе. Отсутствует защита фильтрующего элемента от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра.

Известна конструкция фильтра по патенту РФ на полезную модель №51664, состоящего из несущего каркаса, выполненного из перфорированной трубы, и фильтрующее покрытие из проволочного нетканого материала, фильтрующее покрытие выполнено в виде трубчатого элемента и установлено на несущем каркасе в пазах опорных колец, зафиксированных переводниками. Между фильтрующим покрытием и несущим каркасом установлен дренажный слой, выполненный в виде спирали из проволоки, намотанной на несущий каркас. Эта спираль, образующая дренажный слой, может быть выполнена из пружинной проволоки. Трубчатый фильтрующий элемент изготовлен из проволочного нетканого материала, полученного путем прессования проволоки (металлорезины). Металлорезина разработана в Самарском государственном аэрокосмическом университете (ранее Куйбышевский авиационный институт, Приложение 1) и применялась преимущественно для демпферов опор двигателей. Скважинный фильтр защищен кожухом с отверстиями.

Известен скважинный фильтр и способ его изготовления по патенту РФ на полезную модель №38833, прототип способа и устройства. Фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлен концентрично фильтрующий элемент и снаружи - защитный кожух, выполненный их просечно-вытяжных листов.

При изготовлении фильтра перфорируют трубу, устанавливают фильтрующий элемент, потом устанавливают защитный кожух и свариавают продольными швами. Кольцевые стыки остаются открытыми.

Недостатком этих способа и фильтра является возможность прожига фильтрующего элемента при сварке защитного кожуха. Толщина защитного кожуха 0,6...0,8 мм.

Недостатком известной конструкции фильтра является быстрое засорение фильтрующего элемента механическими примесями. Защитный кожух с отверстиями (радиальными зазорами) не выполняет функцию защиты фильтрующего элемента от засорения крупными частицами механических примесей, выполняя функцию защиты фильтра от механических повреждений в процессе транспортировки и установки. Кроме этого защитный кожух с радиальными зазорами создает повышенное сопротивление при прохождении жидкости через защитный кожух, что снижает скорость поступления жидкости к фильтрующему элементу и соответственно уменьшает пропускную способность скважинного фильтра.

Задача создания изобретения: предотвращение прожига фильтрующего элемента при сварке, повышение пропускной способности и качества очистки жидкостей и газов, поступающих на фильтрацию, и увеличение срока службы скважинного фильтра.

Решение указанной задачи достигнуто в скважинном фильтре, включающем несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы, и фильтрующий элемент, установленный на несущем каркасе и закрытый защитным кожухом, выполненным из просечно-вытяжных листов, отличающийся тем, с двух сторон каждого просечно-вытяжного листа приварены продольные пластины, которые при сборке привариваются друг к другу, а кольцевые стыки просечно-вытяжных листов закрыты кольцевыми пластинами. Продольные пластины заходят одна под другую на величину меньше длины выступа края продольных пластин за край просечно-вытяжного листа. В отверстиях перфорированной трубы установлены срезаемые пробки. Фильтрующий элемент содержит, по меньшей мере, одну фильтрующую и, по меньшей мере, одну дренажную сетку.

Решение указанной задачи достигнуто в способе изготовления скважинного фильтра, включающем перфорацию трубы, установку концентрично ей фильтрующего элемента и защитного кожуха из просечно-вытяжных листов с их последующей сваркой по продольным стыкам, отличающийся тем, что к продольным сторонам просечно-вытяжных листов перед сборкой приваривают продольные пластины, после установки просечно-вытяжных листов и их сварки, на поперечные стыки устанавливают кольцевые пластины. Защитный кожух перед сваркой стягивают хомутами.

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

Новизна и изобретательский уровень подтверждается проведенными патентными исследованиями, а промышленная применимость не вызывает сомнения, т.к. экспериментальная партия фильтров по подобной технологии была изготовлена и успешно испытана.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.1...6, где:

на фиг.1 приведен фильтр,

на фиг.2 приведен вид А,

на фиг.3...5 приведен разрез по Б-Б,

на фиг.6 приведен внешний вид просечно-вытяжного листа.

Скважинный фильтр (фиг.1) содержит каркас, выполненный из перфорированной трубы 1, с отверстиями «В» на боковой поверхности, ниппельную часть 2, муфтовую часть 3, фильтрующий элемент 4, установленный концентрично перфорированной трубе 1, и защитный кожух 5, выполненный из просечно-вытяжных листов, с пластинами 6 и 7, приваренными заранее с обеих сторон просечно-вытяжных листов 5.

Фильтрующий элемент 4 содержит, по меньшей мере, один фильтрующий слой 8 и, по меньшей мере, один дренажный слой 9. На фиг.2 приведен вариант с одним фильтрующим слоем 8 и двумя дренажными слоями 9. Фильтрующий слой 4 может быть выполнен, например, из металлорезины.

Кольцевые стыки закрыты кольцевой пластиной 10. В отверстиях «В» могут быть установлены срезаемы пробки 11 (фиг.1).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРА

При сборке скважинного фильтра в первую очередь изготавливают перфорированную трубу 1, для этого в ней сверлят отверстия «В» диаметром 10...20 мм.

Если необходимо установить срезаемые пробки 11, то в отверстиях «В» нарезают сквозную резьбу и вворачивают срезаемые пробки 11 по резьбе, предварительно смазанной эпоксидной смолой. Если срезаемые пробки 11 не применяются, например, для нагнетательных скважин, то резьба не нарезается.

На поверхность трубы 1 устанавливают фильтрующий элемент 4 (фильтрующие элементы), концентрично ей, практически на длине 90...95% от общей длины фильтра. Фильтрующий элемент 4 может быть любой конструкции: проволочный, сетчатый, из металлорезины, из пористой керамики. Оставшуюся длину фильтра используют для резьбы ниппельной части 2 монтажа муфтовой части 3 и для захвата фильтра буровым ключом при свинчивании фильтра с обсадной колонной. Подготавливают просечно-вытяжные листы 5, приварив к двум сторонам продольные пластины 6 и 7.

Просечно-вытяжные листы 5 с продольными пластинами 6 и 7 изгибают концентрично фильтра. Перед сваркой защитный кожух стягивают хомутами, которые после сварки убирают (хомуты на фиг.1...6 не показаны). Продольные пластины 6 и 7 устанавливают внахлест и сваривают между собой (фиг.3 и 4). На кольцевые стыки просечно-вытяжных листов 5 приваривают внахлест кольцевые пластины 10 (фиг.2).

Кольцевые пластины 10 защищают кольцевые стыки «Г» просечно-вытяжных листов 5 от деформации при транспортировке и спуске фильтра в скважину.

Применение полезной модели позволило:

1. Предотвратить прожиг фильтрующего элемента при сварке защитного кожуха.

2. Создать фильтр, имеющий очень высокую пропускную способность и обладающий хорошими фильтрующими свойствами.

3. Обеспечить длительную эксплуатацию фильтра без засорения.

4. Предотвратить засорение фильтра при его опускании в скважину.

5. Упростить конструкцию фильтра.

6. Снизить себестоимость фильтра.

7. Автоматизировать и механизировать производство фильтра.

Скважинный фильтр прошел стендовые и промышленные испытания и показал высокую фильтрующую способность и надежность в эксплуатации.