расширяемый скважинный фильтр

Формула изобретения

Расширяемый скважинный фильтр, содержащий выполненную с возможностью расширения расширяющим конусом и снабженную прорезями несущую трубу, отличающийся тем, что несущая труба выполнена цельной, а прорези выполнены в виде поперечных щелей, расположенных рядами вдоль оси несущей трубы, при этом несущая труба сверху снабжена якорем, выполненным в виде продольно-гофрированной трубы с герметично закрепленным вверху расширяющим конусом, соединенным с колонной труб и снабженным ловителем, причем между несущей трубой и якорем внутри установлен извлекаемый перепускной клапан с ловильной головкой вверху под ловитель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к фильтрующим устройствам, и может быть использовано в строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Известен «Скважинный расширяющийся фильтр» (патент RU № 2289680 С1, Е21В 43/08, 3/18, опубл. Бюл. № 35 от 20.12.2006 г.), включающий перфорированный корпус и фильтрующий элемент, выполненный в виде нескольких подпружиненных лопастей с криволинейной формой в радиальной плоскости и прямолинейной в аксиальной, закрепленных по одному краю на корпусе и размещенных внутри цилиндрического кожуха с вертикальными пазами с возможностью выдвижения свободных краев через пазы до образования выдвинутыми частями лопастей цилиндрической поверхности за пределами кожуха.

Недостатками этого фильтра являются:

- возможность несрабатывания фильтра, т.к. при спуске фильтра в интервал установки между ним и эксплуатационной колонной должен быть зазор и при переводе фильтра в рабочее положение проворачиваться будет вся конструкция;

- возможность перекрытия лопастями перфорационных отверстий на эксплуатационной колонне;

- сложность в изготовлении и, как следствие, высокие материальные затраты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Расширяемый скважинный фильтр» (патент RU № 2197600 С2, Е21В 43/08, опубл. Бюл. № 3 от 27.01.2003 г.), включающий выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, соосно с несущей трубой в форме ирисовой диафрагмы установленные множество фильтровальных листов, так что в результате расширения трубы уменьшается величина перехлеста между смежными фильтровальными листами, причем фильтровальные листы содержат прорези, которые ориентированы в, по существу, окружном направлении относительно несущей трубы, при этом фильтровальные листы состоят из продолговатых полос с расположенными в шахматном порядке рядами прорезей в поперечном направлении относительно продольной оси каждой полосы, прорези расположены так, что чередующиеся ряды смещены до половины шага прорезей в поперечном направлении, длина прорезей больше половины поперечного шага прорезей, и схема расположения прорезей сохраняется вдоль продольной кромки каждой полосы, к тому же каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в расположенных по ее длине на равных расстояниях друг от друга точках крепления, причем точки крепления расположены в узлах между концами прорезей указанной несущей трубы, при этом продольная ось каждой полосы в основном параллельна центральной оси несущей трубы как перед расширением, так и после расширения.

Недостатками этого фильтра являются:

- возможность задира фильтровальных листов при спуске фильтра в интервал установки;

- возможность частичного обвала породы в призабойной зоне продуктивного пласта, т.к. сохраняется перехлест между фильтровальными листами, и они неплотно прижимаются к породе после расширения несущей трубы;

- возможность перекрытия прорезей на фильтровальных листах участками несущей трубы без прорезей и наоборот, что снижает фильтрационные качества фильтра;

- сложность в изготовлении и, как следствие, высокие материальные затраты.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежной конструкции расширяемого фильтра, позволяющей сохранить целостность фильтра при его спуске в скважину, сохранить целостность породы в призабойной зоне продуктивного пласта, сохранить фильтрационные качества фильтра, увеличить срок его эксплуатации, а также снизить материальные затраты на его изготовление и эксплуатацию.

Техническая задача решается расширяемым скважинным фильтром, содержащим выполненную с возможностью расширения расширяющим конусом и снабженную прорезями несущую трубу.

Новым является то, что прорези выполнены в виде поперечных щелей, расположенных рядами вдоль оси несущей трубы, при этом несущая труба сверху снабжена якорем, выполненным в виде продольно-гофрированной трубы с герметично закрепленным вверху расширяющим конусом, соединенным с колонной труб и снабженным ловителем, причем между несущей трубой и якорем внутри установлен извлекаемый перепускной клапан с ловильной головкой вверху под ловитель.

На фиг.1 показан расширяемый скважинный фильтр (разрез) в интервале установки.

На фиг.2 показан расширяемый скважинный фильтр (разрез) в процессе его установки.

На фиг.3 показан расширяемый скважинный фильтр (разрез), установленный в скважине.

Расширяемый скважинный фильтр содержит несущую трубу 1 (фиг.1, 2, 3), выполненную цельной и снабженную прорезями 2, расположенными поперек оси несущей трубы 1 рядами, при этом их количество и размеры выбираются таким образом, что при расширении несущей трубы 1 до прижатия к стенкам скважины 3, проведенной в толще продуктивного пласта 4, прорези сохраняют размеры по ширине. К верхнему концу несущей трубы 1 жестко закреплен якорь 5, например, с помощью сварки и т.д., выполненный из продольно-гофрированной трубы и установленный в нижней части эксплуатационной колонны 6, спущенной до кровли 7 продуктивного пласта 4. В верхней части якоря 5 закреплен спускной инструмент 8 (фиг.1, 2) и расширяющий конус 9. При этом на спускном инструменте 8 в нижней его части имеется ловитель 10. В нижней части якоря 5 расположен жестко соединенный с ним, например, с помощью обжатия, на срезных штифтах (на фиг. не показано) и т.д. извлекаемый перепускной клапан 11, снабженный вверху ловильной головкой 12, для взаимодействия с ловителем 10 спускного инструмента 8.

Расширяемый скважинный фильтр работает следующим образом:

Бурят скважину 3, спускают, крепят эксплуатационную колонну 6 (фиг.1, 2, 3) до кровли 7 продуктивного пласта 4 и вскрывают продуктивный пласт 4. После этого к расширяющему конусу 9 (фиг.1) присоединяют колонну бурильных труб 13 (фиг.2) и спускают расширяемый скважинный фильтр на спускном инструменте 8, который герметично вставлен с расширяющим конусом 9 в якорь 5, в интервал установки. Затем с помощью бурового насоса (на фиг. не показан) создают рабочее гидравлическое давление, под действием которого происходит выправление и закрепление к стенкам эксплуатационной колонны 6 якоря 5. Производят отсоединение спускного инструмента 8 от якоря 5 и созданием нагрузки на расширяющий конус 9 плотно прижимают якорь 5 к стенкам эксплуатационной колонны 6. При достижении расширяющим конусом 9 (фиг.1, 2) извлекаемого перепускного клапана 11 ловитель 10 садится на ловильную головку 12 извлекаемого перепускного клапана 11 и происходит его захват. После этого, нагружая расширяющий конус 9, продолжают движение вниз. При этом извлекаемый клапан 11 свободно проходит внутри несущей трубы 1, а расширяющий конус 9 расширяет и плотно прижимает к стенке скважины 3 несущую трубу 1 (фиг.3). После этого останавливают инструмент и извлекают его на поверхность. Затем производят освоение скважины.

Преимущество предлагаемого расширяемого скважинного фильтра заключается в том, что его конструкция позволяет сохранить целостность фильтра при его спуске в скважину, сохранить целостность породы в призабойной зоне продуктивного пласта, сохранить фильтрационные качества фильтра, увеличить срок его эксплуатации, а также снизить материальные затраты на его изготовление и эксплуатацию.