Результат интеллектуальной деятельности: ЩЕЛЕВОЙ СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к средствам обеспечения добычи нефти и газа.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ на изобретение №2079638, содержащий перфорированную трубу и фильтрующий элемент.

Недостаток: возможность повреждения фильтрующего элемента при транспортировке и спуске в скважину.

Известен скважинный фильтр по А. Св. СССР №1645470, содержащий перфорированную трубу, на которую уложен проволочный фильтрующий элемент, выполненный из проволоки с выступами. Проволока не приварена к продольным элементам.

Выступы, размещенные достаточно часто на проволоке, обеспечивают постоянный зазор между рядами - δ, который сохраняется при небольших деформирующих нагрузках, возникающих при транспортировке и спуске в скважину щелевого скважинного фильтра. При больших нагрузках возможно смещение нескольких рядов проволоки и образование открытого зазора шириной в несколько мм, через который будут проходить крупные посторонние частицы.

Известен щелевой скважинный фильтр по патенту РФ на полезную модель №71694, прототип. Этот скважинный фильтр содержит перфорированную трубу, на которой установлен фильтрующий элемент, содержащий стрингеры, на внешней поверхности которых намотана и приварена проволока с образованием зазоров между витками. Стрингеры также приварены к перфорированной трубе. Кроме того, перфорированная труба, стригеры и проволока изготавливаются обычно из разных материалов. Материал для трубы определяется соответствующими ГОСТами, проволока изготавливается из нержавеющей стали, а стрингеры из углеродистых, легкосвариваемых дешевых сталей.

Недостаток: возникновение термических напряжений в сварном шве колец и разрушение сварного шва, вызванное разными коэффициентами термического расширения материала трубы, стрингеров и проволоки.

Задача создания изобретения - устранение осевых нагрузок в сварных швах, вызванных разными коэффициентами линейного расширения фильтрующего элемента и трубы фильтра.

Решение указанной задачи достигнуто в щелевом скважинном фильтре, содержащем перфорированную трубу, на которой установлены фильтрующие элементы, содержащие стрингеры, к внешней поверхности которых приварена проволока с образованием зазоров между витками, отличающемся тем, что применено не менее двух фильтрующих элементов, а между каждой парой фильтрующих элементов установлена пружина. В отверстиях перфорированной трубы установлены герметизирующие пробки. Скважинный фильтр содержит муфтовую и ниппельную части. Пружины могут быть выполнены в виде упругих криволинейных пластин. Пружины могут быть выполнены в виде разрезных втулок. Пружины могут быть выполнены в виде проволочной спирали. Пружины могут быть выполнены в виде набора тарельчатых пружин. Со стороны муфтовой и ниппельной части на перфорированной трубе неподвижно закреплены ограничительные кольца. Фильтрующие элементы, по меньшей мере, с одной стороны зафиксированы на промежуточных кольцах, которые установлены на перфорированной трубе с возможностью осевого перемещения.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…11, где:

- на фиг.1 приведен щелевой скважинный фильтр с двумя фильтрующими элементами в сборе,

-на фиг.2 приведен щелевой скважинный фильтр с тремя и более фильтрующими элементами,

- на фиг.3 приведен вид А без пробок,

- на фиг.4 приведен вид А с пробками,

- на фиг.5 приведен разрез Б-Б,

- на фиг.6 и 7 приведен вариант исполнения пружины в виде упругих криволинейных пластин,

- на фиг.8 и 9 приведен вариант исполнения пружины в виде разрезной втулки,

- на фиг.10 приведен вариант исполнения пружины в виде проволочной спирали,

- на фиг.11 приведен вариант исполнения пружины в виде набора тарельчатых пружин.

Предложенная конструкция щелевого скважинного фильтра (фиг.1…11) содержит перфорированную трубу 1 с отверстиями В и имеет муфтовую часть 2 и ниппельную часть 3. На перфорированной трубе размещены, по меньшей мере, два фильтрующих элемента 4, выполненных из проволоки 5, намотанной на стрингеры 6 с образованием щелей - δ и приваренные или припаянные к ним.

Возможна установка в отверстия В герметизирующих пробок 7 (фиг.4).

Между муфтовой частью 2 и фильтрующими элементами 4, а также между ниппельной частью 3 и фильтрующими элементами 4 установлены ограничительные кольца 8. Ограничительные кольца 8 жестко соединены с перфорированной трубой 1, например, сваркой. На обеих концах каждого фильтрующего элемента 4 установлены промежуточные кольца 9. Промежуточные кольца 9 установлены на перфорированной трубе 1 с возможностью осевого перемещения. Между всеми фильтрующими элементами 4 установлены пружины 10.

Пружины 10 могут быть выполнены любой известной в технике конструкции. Для примера приведено несколько вариантов исполнения пружин (фиг.6…11). Вариант исполнения пружины в виде упругих криволинейных пластин приведен на фиг.6 и 7, вариант исполнения пружины в виде разрезной втулки приведен на фиг.8 и 9, вариант исполнения пружины в виде проволочной спирали приведен на фиг.10 и на фиг.11 приведен вариант исполнения пружины в виде набора тарельчатых пружин.

Если применено два фильтрующих элемента 4 (фиг.1), то они содержат верхний и нижний фильтрующие элементы 11 и 12, каждый из которых имеет по одному промежуточному кольцу, 9, выполненному с возможностью осевого перемещения. Если применено три и более фильтрующих элемента 4 (фиг.2), то скважинный фильтр имеет один или несколько средних фильтрующих элементов 13, конструкция которых отличается от конструкции фильтрующих элементов 11 и 12 тем, что они с обеих сторон содержат промежуточные кольца 9.

При работе скважинный фильтр устанавливают в составе колонны обсадных труб в районе нефтяного или газового пласта. Добываемый продукт проходит через щели 8, размер которых определяет заказчик в зависимости от вязкости продукта в месторождении. Обычно δ=0,1…1,0 мм. На фильтрующих элементах 4 происходит фильтрация добываемого продукта, который через отверстия В поступает внутрь перфорированной трубы 1.

При высоких температурах добываемого продукта перфорированная труба 1 и фильтрующие элементы 4 удлиняются, но из-за применения разных материалов - на различную величину. Пружина 10 сжимается (или распрямляется) и компенсирует разное линейное расширение деталей фильтра. Это полностью исключает возникновение термических напряжений.

Применение изобретения позволит:

1. Предотвратить разрушение сварных швов из-за возникновения термических напряжений в фильтрующих элементах после установки щелевого скважинного фильтра в скважину.

2. Упростить конструкцию и технологию изготовления фильтра.