RU2259472C2

RU2259472C2 - Well filter

Info

Publication number: RU2259472C2
Application number: RU2003134094/03A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Григашкин (RU); Г.А. Григашкин; С.Е. Варламов (RU); С.Е. Варламов; В.В. Кульчицкий (RU); В.В. Кульчицкий
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Самарские Горизонты"
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2005-08-27
Also published as: RU2003134094A

Abstract

FIELD: mining and oil- and gas-production industry, particularly for oil well development.

SUBSTANCE: well filter has tube with orifices arranged in helical rows on tube side and shear plugs installed in the orifices. Filter also has at least one filtering net and protective case, which are concentric to the tube. The case comprises orifices and is composed of several sheets located in end-to-end mode along the full tube length. Longitudinal butts between the sheets and orifice rows of adjacent sheets are mutually displaced in circumferential direction. Orifices made in protective case and in tube may be shifted one relative another. Ends of the case and filtering net may be closed with limiting rings secured to the tube. Filtering net with fine cells may be installed between two layers of nets with coarse cells. Plugs may be hollow. Total area of orifices made in protective case may exceed cross-sectional area of the tube.

EFFECT: increased oil recovery, filter performance and efficiency of extractive product cleaning of contaminants.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных скважин.The invention relates to the mining industry, namely to oil and gas, and can be used in the development of oil wells.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1788219, содержащий перфорированную трубу и съемные металлокерамические элементы, установленные с наружной стороны трубы. Недостаток такого фильтра это необходимость периодической замены фильтрующих элементов и низкая прочность при изгибающих нагрузках.Known downhole filter by and.with. USSR No. 1788219, containing a perforated pipe and removable cermet elements mounted on the outside of the pipe. The disadvantage of this filter is the need for periodic replacement of filter elements and low strength under bending loads.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1754884, содержащий фильтрующий элемент в виде дуговых пластин, с фильтрующими щелями. Кроме недостатков, присущих выше описанному фильтру, этот фильтр сложен в сборке, т.к. содержит большое количество мелких деталей, выполненных с высокой точностью.Known downhole filter by and.with. USSR No. 1754884, containing a filter element in the form of arc plates, with filter slots. In addition to the disadvantages inherent in the above described filter, this filter is difficult to assemble, because contains a large number of small parts made with high accuracy.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1645470, содержащий уложенный на перфорированный каркас проволочный фильтрующий элемент. Этот фильтр плохо работает при изгибающих нагрузках: с одной стороны проходное сечение щелей при изгибе уменьшается, а с другой - увеличивается и фильтр пропускает более крупные фракции примесей. При этом увеличивается износ оборудования, перекачивающего нефть.Known downhole filter by and.with. USSR No. 1645470, containing a wire filter element laid on a perforated frame. This filter does not work well under bending loads: on the one hand, the bore of the slots decreases when bending, and on the other hand, it increases and the filter passes larger fractions of impurities. This increases the wear of equipment pumping oil.

Известен скважинный фильтр по патенту РФ №2108447, содержащий трубу с герметичными срезаемыми пробками. Колонну обсадных труб с фильтром опускают в скважину. Скважину цементируют выше фильтра. После схватывания цементного раствора в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб с воронкой. Скважину промывают. Срезают воронкой концы пробок. Скважину промывают вторично. Разгерметизируют продуктивный пласт и одновременно с этим пускают скважину в работу.Known downhole filter according to the patent of the Russian Federation No. 2108447, containing a pipe with sealed shear plugs. The casing string with the filter is lowered into the well. The well is cemented above the filter. After setting the cement slurry, a tubing string with a funnel is lowered into the well. The well is washed. Cut off the ends of the plugs with a funnel. The well is washed a second time. Depressurize the reservoir and at the same time put the well into operation.

Недостатком этого фильтра является низкая степень фильтрации, которая лимитируется диаметром отверстий в пробках.The disadvantage of this filter is the low degree of filtration, which is limited by the diameter of the holes in the plugs.

Известен скважинный фильтр по св. РФ на полезную модель №16758, прототип. Этот фильтр содержит трубу, в отверстиях которой установлены пробки, фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями. Отверстия и в трубе и в кожухе выполнены рядами на боковой поверхности.Known downhole filter for St. RF for utility model No. 16758, prototype. This filter contains a pipe, in the openings of which are plugs, a filter mesh and a protective casing with holes. The holes in both the pipe and the casing are made in rows on the side surface.

Эффективность центрирования колонны обсадных труб с установленными внизу фильтрами в стволе скважины зависит от ее зенитного угла. При увеличении зенитного угла скважины возрастает момент, направленный на разворот колонны в вертикальное положение. Возрастает также нагрузка от веса колонны обсадных труб на нижнюю стенку скважины. В горизонтальной скважине действие этих факторов приводит к тому, что лежачий бок обсадной колонны в открытом стволе полностью соприкасается с породой. Нижний ряд отверстий фильтра забивается грунтом и не работает. Это увеличивает гидравлическое сопротивление и снижает дебит скважины на 15...25%.The effectiveness of centering the casing string with the filters installed below in the wellbore depends on its zenith angle. With an increase in the zenith angle of the well, the moment directed toward the turn of the column to a vertical position increases. The load of the weight of the casing string on the bottom wall of the well also increases. In a horizontal well, the action of these factors leads to the fact that the lying side of the casing in the open hole is completely in contact with the rock. The bottom row of filter holes is clogged with soil and does not work. This increases hydraulic resistance and reduces well production by 15 ... 25%.

При совпадении отверстий в трубе и защитном кожухе снижается эффективность фильтрации, что приводит к быстрому износу и выходу из строя нефтедобывающего оборудования.If the holes in the pipe and the protective cover coincide, the filtration efficiency decreases, which leads to rapid wear and failure of oil production equipment.

Задача создания изобретения: повышение нефтеотдачи за счет снижения гидравлического сопротивления и повышения пропускной способности фильтра, повышение эффективности очистки добываемого продукта от примеси.The objective of the invention: to increase oil recovery by reducing hydraulic resistance and increasing the throughput of the filter, increasing the efficiency of cleaning the produced product from impurities.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что скважинный фильтр, содержащий трубу с выполненными на ее боковой поверхности рядами отверстий, в которых герметично установлены срезаемые пробки, по меньшей мере одну фильтрующую сетку и защитный кожух с отверстиями, установленные концентрично на трубе, при этом защитный кожух выполнен из нескольких уложенных встык по длине трубы листов, при этом продольные стыки листов, а также ряды отверстий на соседних листах смещены относительно друг друга в окружном направлении. Отверстия в защитном кожухе и трубе смещены относительно друг друга. Концы указанного кожуха и фильтрующей сетки с торцов закрыты ограничительными кольцами, зафиксированными на указанной трубе. Фильтрующая сетка с мелкими ячейками установлена между двумя слоями фильтрующей сетки с крупными ячейками. Пробки могут быть выполнены пустотелыми. Площадь отверстий защитного кожуха предпочтительно выполнить больше площади проходного сечения трубы.The solution to these problems was achieved due to the fact that the downhole filter containing a pipe with rows of holes made on its lateral surface, in which cut-off plugs, at least one filter screen and a protective casing with holes are installed concentrically on the pipe, is protective the casing is made of several sheets laid end-to-end along the pipe length, while the longitudinal joints of the sheets, as well as the rows of holes on adjacent sheets, are offset relative to each other in the circumferential direction. The holes in the protective casing and the pipe are offset relative to each other. The ends of the specified casing and the filter mesh from the ends are closed by restrictive rings fixed on the specified pipe. A fine mesh filter mesh is installed between two layers of a large mesh filter mesh. Traffic jams can be hollow. The hole area of the protective casing is preferably larger than the pipe bore.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, что в свою очередь позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию «новизна». Предложенное техническое решение также обладает критерием «промышленная применимость», т.к. фильтр может быть изготовлен с помощью стандартного оборудования из недифицитных материалов. Существенный признак выполнение отверстий на трубе спиральными рядами известен из патента РФ №2190731.Studies of patent and scientific and technical literature have shown that the proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability. Such a combination of essential features is new and has not been used before, which in turn allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "novelty." The proposed technical solution also has the criterion of "industrial applicability", because the filter can be made using standard equipment from non-essential materials. An essential sign of making holes on the pipe in spiral rows is known from RF patent No. 2190731.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1...3, где:The invention is illustrated in the drawings of figures 1 ... 3, where:

на фиг.1 приведен скважинный фильтр в разрезе,figure 1 shows the downhole filter in section,

на фиг.2 - внешний вид скважинного фильтра,figure 2 - appearance of the downhole filter,

на фиг.3 - поперечный разрез скважинного фильтра,figure 3 is a cross section of a downhole filter,

Скважинный фильтр состоит из трубы 1, в отверстия на боковой поверхности которой в отверстиях «А» установлены герметичные срезаемые пробки 2. На трубе 1 концентрично ей установлен защитный перфорированный кожух 3, а между трубой 1 и защитным перфорированным кожухом 3 установлена по меньшей мере одна фильтрующая сетка 4. На поверхности защитного кожуха 3 выполнены несколько рядов отверстий «Б». Отверстия «Б» и «А» не совпадают. При этом ряды отверстий «Б» выполнены по винтовой линии, что при установке фильтра в горизонтальной скважине предотвращает перекрытие нижнего ряда породой. Материал фильтрующих сеток 4 - нержавеющая сталь. Сетка с мелкими ячейками размещена между фильтрующими сетками с крупными ячейками, это уменьшает напряжения среза на тонких проволоках фильтрующей сетки с мелкими ячейками. Защитный кожух 3 выполнен из нескольких листов 5, состыкованных между собой по кольцевым стыкам «В». Продольные стыки «Г» разнесены друг относительно друга, что обеспечивает винтовое расположение рядов отверстий «Б» и основной положительный эффект. Торцы защитного кожуха 3 зафиксированы в ограничительных кольцах 6, что предотвращает смятие защитного кожуха 3 при транспортировке и опускании в скважину.The downhole filter consists of a pipe 1, sealed cutoff plugs 2 are installed in the holes on the side surface of which in the holes “A” 2. A perforated protective casing 3 is mounted concentrically on the pipe 1, and at least one filtering filter is installed between the pipe 1 and the protective perforated casing 3 mesh 4. On the surface of the protective casing 3 made several rows of holes "B". Holes "B" and "A" do not match. At the same time, the rows of holes “B” are made along a helix, which, when the filter is installed in a horizontal well, prevents the rock from overlapping the bottom row. The material of the filter mesh 4 is stainless steel. A mesh with small mesh is placed between the filter mesh with large mesh, this reduces the shear stress on the thin wires of the filter mesh with small mesh. The protective casing 3 is made of several sheets 5, joined together at the annular joints "B". The longitudinal joints "G" are spaced relative to each other, which provides a helical arrangement of the rows of holes "B" and the main positive effect. The ends of the protective casing 3 are fixed in the restrictive rings 6, which prevents the crushing of the protective casing 3 during transportation and lowering into the well.

Скважинный фильтр работает следующим образом. Перед эксплуатацией скважинный фильтр устанавливается в колонну обсадных тру6, скважину цементируют выше фильтра. Потом срезают пробки 2 механическим способом или вытравливают кислотой, в последнем случае их следует изготовить из растворимого в кислоте материала.Well filter works as follows. Before operation, the well filter is installed in the casing string6, the well is cemented above the filter. Then plugs 2 are cut off mechanically or etched with acid, in the latter case they should be made from an acid-soluble material.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Увеличить степень очистки добываемого продукта от примесей.1. To increase the degree of purification of the extracted product from impurities.

2. Обеспечить эксплуатацию скважинных фильтров в течение всего срока эксплуатации скважины.2. Ensure the operation of well filters throughout the life of the well.

3. Повысить эффективность работы.3. Improve work efficiency.

4. Увеличить площадь проходного сечения.4. Increase the flow area.

5. Снизить гидравлическое сопротивление.5. Reduce hydraulic resistance.

6. Повысить нефтеотдачу.6. Increase oil recovery.

Claims

1. A downhole filter containing a pipe with rows of holes made on its side surface, in which shear plugs, at least one filter screen and a protective casing with holes are installed concentrically on the pipe, characterized in that said rows are spiral, protective the casing is made of several sheets laid end-to-end along the length of the pipe, the longitudinal joints of which, as well as the rows of holes on adjacent sheets, are offset relative to each other in the circumferential direction.

2. The downhole filter according to claim 1, characterized in that the holes in the protective casing and the pipe are offset relative to each other.

3. The downhole filter according to any one of paragraphs.1 and 2, characterized in that the ends of the specified casing and the filter mesh from the ends are closed by restrictive rings fixed to the specified pipe.

4. The downhole filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the filter mesh with small cells is installed between two layers of the filter mesh with large cells.

5. The downhole filter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said plugs are hollow.

6. The downhole filter according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the area of the openings of the protective casing is larger than the area of the pipe bore.