Свердловинний фільтр

Свердловинний фільтр, який складається з перфорованого трубного каркаса, вздовж якого розташовані опорні ребра з намотаним на них дротом, який відрізняється тим, що на ЗОВНІШНІЙ поверхні ребер каркаса сформована гвинтова канавка трикутного профілю з вкладеним і намотаним на канавку дротом сегментного профілю Винахід відноситься до гірничої промисловості, а точніше до підземного устаткування газових, нафтогазових і водозабірних свердловин, у яких спостерігається піскопроявлення Відомий свердловинний фільтр, який являє собою перфорований трубний каркас, вздовж якого сформовані опорні ребра На ребро намотують спіраль з дроту круглого профілю, яка утримується на каркасі за рахунок и натяжшя, в пазах, або приваркою (див Гаврило В М , Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрологических скважин М Стройиздат, 1962, с 66 - 72) Недоліком даного фільтру є схильність до кольматацм, бо вхідна частина фільтруючого каналу, створена двома суміжними колами профілю дроту, звужується, що призводить до збивання входу фільтруючого каналу частинками піску А також незначна точність розмірів щілини Загроза зсування намотки каркасу і, як наслідок цього, необхідність кріплення витків дроту зваркою до каркасу Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого є фільтр, який складається з перфорованого трубного каркасу Вздовж труби розташовані опорні ребра, на які намотаний дріт трапецеїдального профілю Розмір фільтруючої щілини, якщо він невеликий, забезпечується виступами на дроті, які не дають виткам злипатися Або намоткою на верстаті з визначеним кроком і наступною контактною зваркою з ребрами, якщо щілина потребує більших розмірів (див журнал Газова промисловість, №3, 1992, с ЗО) Головними недоліками фільтра є складність його виготовлення, яка викликана використанням спеціального обладнання для формування виступів на дроті і обладнання для контактної зварки, за допомогою якої дріт прикріплюється до каркасу Неможливість використання таких матеріалів деталей фільтра, які не зварюються між собою Недостатня точність розміру щілин готового фільтра і неможливість обчислення або гарантування допуску на цей розмір, оскільки при виготовленні такого фільтра на розмір щілини впливає як неточність окремих операцій (процес намотування дроту на каркас), так і невизначеність допуску на конструктивні елементи (виступи на дроті) А недостатня точність розміру щілини, його нестабільність пов'язана з погіршенням експлуатаційних властивостей самого фільтра Задачею даного винаходу є покращення експлуатаційних показників фільтра, за рахунок підвищення і гарантування точності розміру щілин Використання менш складних технологічних операцій і устаткування Уникнення операції зварки, в наслідок чого з'являється можливість застосування матеріалів, які між собою не зварюються Для вирішення поставленої задачі у відомому свердловинному фільтрі, який складається з перфорованого трубного каркасу вздовж якого розташовані опорні ребра з намотаним на них дротом, стосовно винаходу, на ЗОВНІШНІЙ поверхні ребер каркасу сформована гвинтова канавка трикутного профілю з вкладеним і намотаним на канавку дротом сегментного профілю На фіг 1 зображено загальний вигляд свердловинного фільтра На фіг 2 його поперечний переріз На фіг 3 зображено вигляд фільтруючої поверхні при ЩІЛИНІ, яка менша діаметру дроту На (О (О фіг 4 зображено вигляд фільтруючої поверхні при нульовому розмірі щілини, на фіг 5 - при ЩІЛИНІ, яка більша діаметру дроту Свердловинний фільтр складається з каркасу 1, виконаного у вигляді перфорованої труби з отворами 2 круглої форми Вздовж каркасу сформовані опорні ребра 3, на ЗОВНІШНІЙ поверхні яких нарізана гвинтова канавка 4 трикутної форми, яка має профіль метричної різі В канавку закладений дріт 5 сегментного профілю плоскою поверхнею 6 догори, а півколом 7 на поверхню канавки Дріт намотаний по гвинтовій канавці і закріплений своїми кінцями на каркасі 1 Витки дроту центруються на каркасі трикутним профілем канавки 4 Розмір щілини t задається діаметром дроту d, кроком канавки Т і конструктивно не обмежується, фіг З Точність розміру щілини визначається допусками на метричну різь та діаметр дроту згідно державних стандартів Принцип дії фільтру заснований на утриманні піщаних часток дротяною намоткою при проходженні флюїду крізь щілини намотки Існує два механізми фільтрації Перший - це заклинення фільтрувальної щілини частками, які більші розміру щілини Другий - утворення зводів або арок зверху щілин із часток піску, які менші її розміру Плоска поверхня намотки перешкоджає сповзанню і затягуванню часток у щілину зазору потоком флюїду і тим самим сприяє процесу зводоутворення А розкриття каналу щілини в бік потоку флюїду не дає часткам заклинюватись у самому каналі і вони виносяться флюїдом на поверхню в початковий період експлуатації В процесі роботи фільтра нові порції піску накопичуються поверх зводів і заклинених часток, утворюючи природну фільтруючу зону, яка запобігає проникненню піску і забруднень із привибійної зони свердловини у внутрішню порожнину фільтра Процес побудови зводів залежить від співвідношення між розмірами щілини і А 47626 частками піску ЩІЛИНІ даною розміру відповідає визначений розмір часток, з яких над нею утворюється звід Як правило, у складі піску, який потрібно відфільтрувати, переважають зерна одного розміру Тому величину щілини фільтра треба розраховувати під цей розмір і точність щілини визначає ефективність фільтрування Запропонований свердловинний фільтр надає можливість одержувати фільтруючі щілини в широкому діапазоні розмірів при їх високій точності, яка гарантується стандартами, що сприяє підвищенню експлуатаційних характеристик фільтра Відпадає потреба в спеціальному обладнанні для формування виступів на дроті, в обладнанні для контактної зварки і зварки взагалі Це дозволяє використовувати в конструкції матеріали, які не придатні для зварки між собою, тобто розширює можливості застосування різних матеріалів Промислова придатність Найбільш складною проблемою експлуатації свердловин у слабозцементованих піщаних пластах-кол є кто pax є руйнування привибійної зони, обвалення стінок і осідання порід, винос на поверхню піску та пов'язані з цим ускладнення в роботі свердловини і наземного устаткування До факторів, що впливають на інтенсивність виносу піску, відносять дебіт свердловини, фракційний склад піску, величину з цементован ості пластаколектора, стан поверхні вибою та ІНШІ Існують різні методи боротьби з цими явищами, зокрема для запобігання виносу піску на поверхню, свердловину обладнують протипіщаними фільтрами Вдосконалення цього методу відбувається за рахунок покращення експлуатаційних показників фільтрів, розширення вибору матеріалів і зменшення їх вартості Використання фільтрів з намоткою дротом сегментного профілю по трикутній гвинтовій канавці дає змогу поліпшити ці показники і тим самим вирішити дану проблему А. А "А Фіг.2 Фіг.4 Фіг.З Фіг.5 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71