Фильтр для очистки скважинной жидкости

Фильтр для очистки скважинной жидкости

Реферат

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц.

Известно большое количество поднасосных скважинных фильтров, предназначенных для очистки скважинной жидкости, поступающей в насос (см. например, фильтр поднасосный противопесочный патент РФ №2222691, кл. Е21В 43/08, Е03В 3/18, опубл. 27.01.2004). Фильтры, соединенные с насосом, не способны очищать скважинную жидкость в объеме скважины.

Известно устройство для очистки скважины, которое включает размещенные на колонне насосно-компрессорных труб ерш и фильтр и расположенный внутри колонны насосно-компрессорных труб в интервале над фильтром обратный клапан. Фильтр выполнен в виде концентрично размещенных и заглушенных снизу трех перфорированных труб, наружная из которых имеет номинальный диаметр 88,9 мм, средняя - 73,0 мм и внутренняя - 60,3 мм, при этом наружная труба перфорирована отверстиями диаметром 5 мм, средняя - отверстиями диаметром 4 мм и внутренняя - отверстиями диаметром 2 мм (патент РФ №2467159, кл. Е21В 37/02, опубл. 20.11.2012).

Известный фильтр после размещения в скважине требует обязательного применения циркуляции скважинной жидкости через фильтр. При этом происходит неконтролируемое и весьма быстрое засорение отверстий фильтра и прекращение его работы.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является устройство для очистки жидкости в стволе скважины, включающее контейнер-накопитель мусора, клапан, расположенные снизу заглушку и фильтр-отстойник и расположенные выше контейнера-накопителя мусора щелевой патрубок, соединительные муфты и нижний и верхний зонтообразные резиновые герметизаторы межтрубного пространства скважины. Клапан размещен в заглушке и имеет диаметр седла больше максимального размера загрязнений в скважине, фильтр-отстойник выполнен с продольными щелями и закрыт мелкоячеистой сеткой с размером ячеек меньше минимального размера улавливаемых загрязнений в скважине, нижний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства размещен снаружи контейнера-накопителя мусора между двумя муфтами на расстоянии от заглушки, равном 15-20% от общей длины устройства, верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства размещен снаружи контейнера-накопителя мусора между двумя муфтами на расстоянии от верхнего конца устройства, равном 15-20% от общей длины устройства, щелевой патрубок выполнен с продольными щелями шириной больше максимального размера загрязнений в скважине.

При очистке скважинной жидкости устройство спускают в скважину и поднимают из скважины. При подъеме из скважины скважинная жидкость проходит внутри устройства, фильтруется через щели и сетку и выходит в скважину. Загрязнения задерживаются щелями и мелкоячеистой сеткой (патент РФ №2474672, кл. Е21В 27/00, Е21В 43/08, опубл. 10.02.2013 - прототип).

Недостатком известного устройства является необходимость организации протекания скважинной жидкости через устройство, при котором быстро засоряются щели и мелкоячеистая сетка. В результате устройство перестает выполнять фильтрующие свойства, а скважинная жидкость начинает перетекать между устройством и стенками скважины.

В предложенном изобретении решается задача более эффективной очистки скважинной жидкости.

Задача решается тем, что фильтр для очистки скважинной жидкости, включающий щелевой патрубок, сетку, клапан, герметизатор межтрубного пространства скважины и муфту, согласно изобретению, дополнительно содержит корпус и цилиндрическое днище, при этом сетка размещена вокруг части щелевого патрубка со щелями, щелевой патрубок и корпус закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища, щелевой патрубок расположен внутри корпуса и соединен в верхней части выше щелей с корпусом подкосами, в качестве клапана использован клапан тарельчатого типа, клапан и муфта размещены в верхней части щелевого патрубка, а герметизатор межтрубного пространства скважины размещен на наружной части цилиндрического днища, при этом отношение ширины щелей патрубка к ширине ячейки сетки составляет (3,5-5):(0,7-3,0).

Сущность изобретения

В скважинах нефтепромысла периодически возникает необходимость очищать жидкость в скважине. Загрязнения накапливаются в скважине и возникает ситуация, когда фильтр насоса засоряется загрязнениями, насос перестает работать. Все фильтры, связанные с насосами, не способны очищать скважинную жидкость. Эти фильтры предназначены только для очистки жидкости, поступающей в насос.

Для очистки скважинной жидкости предложено несколько технических решений, основным недостатком которых является необходимость пропуска всего объема скважинной жидкости через фильтр. При этом загрязнения накапливаются внутри фильтра и засоряют фильтрующие сетку и щели. Постепенно фильтр перестает фильтровать жидкость. Скважинная жидкость начинает перетекать между фильтром и эксплуатационной колонной. Эффективность очистки снижается. В предложенном изобретении решается задача более эффективной очистки скважинной жидкости. Задача решается фильтром для очистки скважинной жидкости, представленном на фиг. 1.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - щелевой патрубок, 2 - сетка, 3 - перегородка в виде кольца, 4 - герметизатор межтрубного пространства скважины, 5 - муфта, 6 - корпус, 7 - цилиндрическое днище, 8 - подкосы. Щелевой патрубок 1 снабжен щелями 9. В верхей части щелевой патрубок перекрыт заглушкой 10. Устройство размещено в скважине 11.

Сетка 2 размещена вокруг части щелевого патрубка 1 со щелями 9 на расстоянии от щелевого патрубка 1. Оптимальным является размещение сетки посередине между щелевым патрубком 1 и корпусом 6. Снизу сетка 2 опирается на цилиндрическое днище 7. Сверху пространство между сеткой 2 и щелевым патрубком 1 закрыто перегородкой 3. Пространство между сеткой 2 и корпусом 6 сверху открыто, а снизу перекрыто цилиндрическим днищем 7. Щелевой патрубок 1 и корпус 6 закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища 7. В то же время щелевой патрубок 1 расположен внутри корпуса 6 и соединен в верхней части выше щелей 9 с корпусом 6 подкосами 8, представляющими собой плоские пластины. Муфта 5 размещена в верхней части щелевого патрубка 1. Герметизатор межтрубного пространства скважины 4 размещен на наружной части цилиндрического днища 7. В качестве герметизатора 4 используют резиновые, полиуретановые, капроновые и т.п. кольца. В верхней части выше щелей щелевой патрубок 1 перекрыт заглушкой 10, исключающей протекание скважинной жидкости через щелевой патрубок 1, минуя щели. Отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 составляет (3,5-5):(0,7-3,0).

Цилиндрическое днище 7 вместе с нижней частью щелевого патрубка 1 и корпуса 6 образуют емкость для сбора загрязнений. Верхняя часть между щелевым фильтром 1 и корпусом 6 открыта для протекания скважинной жидкости между подкосами 8. Муфта 5 предназначена для соединения фильтра с тяговым органом типа троса, кабеля, проволоки и т.п.

Фильтр для очистки скважинной жидкости работает следующим образом.

Через муфту 5 фильтр соединяют с тяговым органом (не показан) посредством проволоки, троса, геофизического кабеля и т.п.

При спуске фильтра вниз на тяговом органе скважинная жидкость протекает через внутреннее пространство цилиндрического днища 7, щели щелевого патрубка 1, сетку 2 и выходит в пространство выше фильтра через пространство между корпусом 6 и перегородкой 3. Герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне скважины 11. Загрязнения проходят вместе с жидкостью через щели щелевого патрубка 1 и задерживаются сеткой 2. При малой скорости спуска загрязнения опадают вниз в пространство между сеткой 2 и щелевым патрубком 1. При большой скорости спуска выполняют периодические остановки для осаждения загрязнений.

При подъеме фильтра вверх герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне скважины 11 и препятствует протеканию жидкости между эксплуатационной колонной скважины 11 и фильтром. Скважинная жидкость протекает мимо подкосов 8 в пространство между щелевым патрубком 1 и корпусом 6, фильтруется через сетку 2 и щели 9, протекает внутрь щелевого патрубка 1 и выходит из фильтра через внутреннее пространство цилиндрического днища 7.

Загрязнения задерживаются сеткой 2 и при малой скорости подъема или при остановках спадают вниз к цилиндрическому днищу 7. При этом предложенная конструкция фильтра обеспечивает при остановках знакопеременные движения скважинной жидкости через щели 9 и сетку 2, что в свою очередь способствует отделению загрязнений от сетки 2 и их оседание вниз на цилиндрическое днище 7. Подобранное отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2, равное (3,5-5):(0,7-3,0), обеспечивает наилучшее очищение сетки и возобновление работоспособности фильтра.

В качестве примера отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 может быть принято как (3,5 мм - 5 мм):(0,7 мм - 3,0 мм).

Фильтр прошел испытания в скважинных условиях и показал высокую эффективность. Жидкость в скважине полностью очищена от загрязнений размером более 0,7 мм.

Применение предложенного фильтра позволит повысить эффективность очистки скважинной жидкости.

Фильтр для очистки скважинной жидкости, включающий щелевой патрубок, сетку, герметизатор межтрубного пространства скважины и муфту, отличающийся тем, что щелевой патрубок выше щелей перекрыт заглушкой, фильтр содержит корпус и цилиндрическое днище, при этом сетка размещена вокруг части щелевого патрубка со щелями на расстоянии от щелевого патрубка, снизу сетка опирается на цилиндрическое днище, сверху пространство между сеткой и щелевым патрубком закрыто перегородкой, пространство между сеткой и корпусом сверху открыто, а снизу перекрыто цилиндрическим днищем, щелевой патрубок и корпус закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища, щелевой патрубок расположен внутри корпуса и соединен в верхней части выше щелей с корпусом подкосами, муфта размещена в верхней части щелевого патрубка, а герметизатор межтрубного пространства скважины размещен на наружной части цилиндрического днища, при этом отношение ширины щелей патрубка к ширине ячейки сетки составляет (3,5-5):(0,7-3,0).