1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29857
(51) E21B 43/08 (2006.1)
C02F 3/06 (2006.1)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0367.1
(22) 20.03.2014
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(72) Рыспанов Нурлан Бектасович; Бегун Анатолий
Данилович; Гончаров Вячеслав Владимирович;
Асанов Нуркелды Сатыбалдыулы; Латыпов Авис
Самигуллинович
(73) Акционерное общество "Волковгеология";
Товарищество с ограниченной ответственностью
"Трансполимер"
(56) Гаврилко В.М., Алексеев В.С., Фильтры
буровых скважин - М.Недра, 1985г
(54) СЕКЦИЯ СКВАЖИННОГО ФИЛЬТРА
(57) Изобретение относится к горному делу, в
частности к трубчатым фильтрам, опускаемым в
скважины при добыче жидких полезных
ископаемых.
Техническим результатом является расширение
диапазона регулирования скважности фильтра,
увеличение точности и предотвращения засорения
фильтрующих каналов при спуске в скважину
фильтра.
Для этого в секции скважинного фильтра,
содержащего, образующие трубчатую фильтровую
поверхность профильные кольца (в дальнейшем
кольца), снабженные элементами образования
зазора между торцами упомянутых колец и
внутренними стенками несущего перфорированного
трубчатого каркаса (в дальнейшем каркаса),
имеющего по концам переходники для соединения
между собой и другими элементами скважинного
фильтра, набор расположен внутри упомянутого
каркаса и поджат его переходниками, упомянутые
кольца имеют направленные вверх соосно которым
снизу выполнены гнезда для формирующих
заданный для пальцев расположенных ниже колец
имеющих центрирующие выступы, расположенные
в экваториальной плоскости их.
(19)KZ(13)A4(11)29857
2. 29857
2
Изобретение относится к горному делу, в
частности к трубчатым фильтрам, опускаемым в
скважины при добыче жидких полезных
ископаемых.
Известна конструкция скважинного фильтра (см.
Гаврилко В.М., Алексеев B.C. Фильтры буровых
скважин - М.: Недра, 1985г., с.57-58), содержащая
секции, состоящие из профильных колец,
образующих трубчатый фильтр при стягивании их
стержнями или перфорированными каркасами,
снабженными по концам соединительными
элементами.
Основным недостатком известной секции
фильтра является то обстоятельство, что в нем не
предусмотрена возможность изменения величины
зазора между торцами профильных колец без
замены их. Кроме того, фильтровая часть секции не
имеет наружных предохранительных элементов, что
приводит к разрушению колец при спуске фильтра в
скважину, а также засорению зазоров трубчатого
фильтра.
Задачей изобретения является разработка секции
скважинного фильтра, обладающего более высокой
скважностью, степенью сохранности каркаса и
предотвращения засорения фильтрующих каналов
при спуске в скважину.
Для этого в секции скважинного фильтра,
содержащего, образующие трубчатую фильтровую
поверхность профильные кольца, снабженные
элементами образования зазора между торцами
упомянутых колец и внутренними стенками
несущего перфорированного трубчатого каркаса (в
дальнейшем каркаса), имеющего по концам
переходники для соединения между собой и
другими элементами скважинного фильтра, набор
профильных колец расположен внутри упомянутого
каркаса и поджат его переходниками, упомянутые
кольца сверху имеют пальцы, соосно которым снизу
выполнены гнезда для пальцев, расположенных
ниже колец, имеющих наружные выступы,
расположенные в экваториальном сечении их.
В частных случаях исполнения:
- в секции фильтра нижняя и верхняя из
плоскостей колец имеют радиально-наклонно
расположенные относительно экваториального
сечения кольца щели со смещением верхних щелей
относительно нижних на половину расстояния
между соседними щелями;
- в секции фильтра наружные грани
перфорационных каналов трубчатого каркаса,
имеющих округлую или вытянутую форму,
выполнены расходящимися наружу под углом не
более 45°.
Изобретение поясняется графическими
приложениями, где на фиг.1 представлен
продольный разрез секции скважинного фильтра; на
фиг.2 - сечение по линии А-А фиг.1; на фиг.3 -
взаимное положение колец в секции; на фиг.4 -
развертка вида по «Б» фиг.3; на фиг.5 - сечение по
В-В фиг.4.
Скважинный фильтр обычно состоит из одного
или нескольких секций, снабженный снизу
отстойником (не показанным на прилагаемых
рисунках). Секция фильтра (фиг.1) состоит из
верхнего 1 и нижнего 2 переходников, ввинченных
в каркас 3 до упора в торцевые шайбы 4,
взаимодействующие с набором колец 5, вследствие
чего внутри каркаса 3 образуется трубчатая
фильтровая поверхность 6, которая сообщается с
затрубным пространством (не показанным на
прилагаемых рисунках) через перфорационные
каналы 7 с затупленными наружными гранями 8.
Кольца 5 (фиг.2) имеют наружные выступы 9 для
образования зазора 10 между фильтровой
поверхностью 6 и внутренней поверхностью каркаса
3, а зазор 11 между торцами колец 5 образуется при
погружении (фиг.3) осевых пальцев 12 в гнезде 13
расположенного выше кольца 5. Для увеличения
скважности фильтровой поверхности в кольцах
(фиг.4 и 5) имеются дополнительные щели 14 и 15,
образованные снизу и сверху до экваториального
кольца 5. Заказчику осуществляют поставку секций
в собранном виде в соответствии с заданными
зазорами между рабочими поверхностями и щелями
в кольцах 5.
На фиг. чертежей имеются обозначения:
X - зазор между наружным диаметром колец 6 и
внутренним диаметром корпуса 3;
У - зазор между поверхностями соседних колец;
Z - величина радиальных щелей колец.
На объекте эксплуатации осуществляют монтаж
скважинного фильтра, в который в соответствии с
его конструкцией включают секции «n», соединяя
их переходниками 1 и 2. Ввиду того, что фильтр
работает в скважине длительное время, то
изменение его зазоров не предусмотрено. При
спуске в скважину фильтра наличие затуплений на
наружных гранях каналов 8 каркаса 3
предотвращает поступление в зазор рассыпного и
глинистого материала соскабливаемого со стенок
скважин, то есть предотвращается засорение зазоров
«У» и щелей «Z».
По мере посадки фильтра на проектный интервал
скважины осуществляют известным способом
промывку его, а затем осуществляют пробную
откачку жидкого продукта скважины с целью
определения пропускной способности ее. По
сравнению с известными конструкциями
предлагаемая секция обладает более высокой
скважностью за счет наличия круговых зазоров «У»
между кольцами и радиальных щелей «Z»,
вследствие чего образуются на всю длину каждой
секции образуются продольные фильтрационные
каналы извилистой конструкции, сообщающиеся
между собой горизонтальными участками зазоров
«У» между кольцами 5.
Собранные секции фильтров включаются
известным способом в состав скважинного фильтра
над отстойником. Суммарную площадь каналов
фильтра определяют по равенству:
,
S
H
hDknF
где F - суммарная площадь каналов фильтра;
к - число колец в секции;
D - наружный диаметр кольца;
3. 29857
3
h - зазор между торцами колец;
Н - толщина кольца;
S - расстояние между щелями;
n - число секций в скважинном фильтре
В случае возможности извлечения фильтра из
скважины, например, при использовании вставных
фильтров возможно изменение рабочей площади
фильтровой поверхности только за счет изменения
числа секций. В других случаях фильтр может быть
извлечен с эксплуатационной колонной (не
показанной на прилагаемых рисунках) и
произведена замена колец 5, имеющих другой
размер пальцев 9 и величину радиальных щелей Z.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Секция скважинного фильтра, содержащего
образующий трубчатую фильтровую поверхность
набор профильных колец, имеющих элементы
образования зазора между торцами упомянутых
колец и стенками несущего перфорированного
трубчатого каркаса, имеющего по концам
переходники для соединения между собой и
другими элементами скважинного фильтра,
отличающаяся тем, что набор профильных колец
расположен внутри упомянутого несущего каркаса и
поджат его переходниками, при этом упомянутые
кольца имеют направленные вверх пальцы, соосно
которым снизу имеются гнезда для пальцев
нижерасположенных колец, все из которых имеют
наружные выступы, расположенные в
экваториальном сечении их и образуют зазор между
наружной поверхностью упомянутого набора колец
и внутренним диаметром упомянутого каркаса.
2. Секция фильтра по п.п.1, отличающаяся тем,
что нижняя и верхняя из плоскостей колец имеют
радиально-наклонно расположенные относительно
экваториального сечения кольца щели со
смещением на половину расстояния между
соседними щелями.
3. Секция скважинного фильтра по п.п.1 и 2,
отличающаяся тем, что наружные грани
перфорационных каналов трубчатого каркаса,
имеющих округлую или вытянутую форму,
выполнены расширяющимися наружу.
