Патент на изобретение №2347892

(54) СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР, ПРЕДОТВРАЩАЮЩИЙ ОТЛОЖЕНИЕ АСФАЛЬТОСМОЛИСТЫХ И ПАРАФИНОГИДРАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа и фильтрации воды от песка. Скважинный фильтр, предотвращающий отложение асфальтосмолистых и парафиногидратных соединений, выполнен в виде трубы с верхним ниппельным резьбовым участком, на котором установлена соединительная муфта, и с отверстиями на части боковой поверхности трубы. Концентрично трубе установлен фильтрующий элемент. На участке трубы, не имеющем отверстий, установлены постоянные магниты. Фильтр содержит нижний ниппельный резьбовой участок. Постоянные магниты установлены в продольных канавках, выполненных на наружной поверхности трубы, и залиты компаундом, или в пазах, выполненных на поверхности или внутри цилиндрического корпуса, установленного внутри скважинного фильтра. Техническим результатом является увеличение дебита скважины за счет предотвращения отложения асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений в фильтре и НКТ. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин для очистки добываемого продукта от песка. При этом в скважинном фильтре предусмотрена система предотвращения отложения асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений. Парафин – полупросвечивающаяся плотная масса белого цвета без запаха и вкуса, кристаллической структуры, слегка жирная на ощупь. Парафин нерастворим в воде и спирте. Растворение парафинов легко произвести в эфире, хлороформе, бензине, жирных и эфирных маслах. В расплавленном состоянии смешивается с воском, жирами. Не омыляется едкими щелочами. Теплота плавления парафина 50…57°С.

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.

Известен скважинный фильтр по а.с. СССР №1754884, содержащий фильтрующий элемент в виде дуговых пластин, с фильтрующими щелями. Кроме недостатков, присущих вышеописанному фильтру, этот фильтр сложен в сборке, т.к. содержит большое количество мелких деталей, выполненных с высокой точностью.

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.

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.

Недостаток – уменьшение дебита скважины в процессе ее эксплуатации за счет отложения на фильтрующих элементах асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений.

Известен скважинный фильтр и система его очистки от отложений по патенту РФ №2148152. Очистка фильтра выполняется прокачкой раствора кислоты через фильтрующие элементы, это приводит к коррозии труб, фильтрующих сеток и защитного кожуха фильтра, а асфальтосмолистые и парафиногидратные отложения в кислотах не растворяются.

Известно устройство для очистки скважинного фильтра по патенту РФ №2112867, прототип.

Устройство для очистки скважинного фильтра включает корпус, на поверхности которого размещены эластичные элементы, в отличие от прототипа устройство снабжено цилиндрической резьбовой втулкой и ступенчатой втулкой, на цилиндрической поверхности меньшего диаметра которой выполнена резьба, корпус со стороны верхнего торца снабжен резьбовым хвостовиком, взаимодействующим с цилиндрической резьбовой втулкой, и со стороны нижнего торца в корпусе выполнено по оси резьбовое отверстие, взаимодействующее с цилиндрической резьбовой поверхностью ступенчатой втулки, эластичные элементы размещены между цилиндрической резьбовой втулкой и корпусом сверху и между корпусом и ступенчатой втулкой снизу, на боковой поверхности корпуса между эластичными элементами выполнены промывочные отверстия, а на нижнем торце ступенчатой втулки расположен узел расфиксации, выполненный с возможностью взаимодействия со стопорным пазом, выполненным в фильтре.

Недостатки способа и устройства: большие экономические затраты на проведение очистки, связанные с необходимостью установить сложное, дорогостоящее приспособление для очистки на большой глубине.

Задача создания изобретения: увеличение дебита скважины за счет периодической очистки фильтрующих сеток скважинного фильтра от асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений.

Задача создания изобретения: увеличение дебита скважины за счет предотвращения отложения асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений в фильтре и НКТ.

Решение указанных задач достигнуто тем, что скважинный фильтр, предотвращающий отложение асфальтосмолистых и парафиногидратных соединений, выполненный в виде трубы верхним ниппельным резьбовым участком, на котором установлена соединительная муфта, и с отверстиями на части боковой поверхности трубы, концентрично которой установлен фильтрующий элемент, а на участке трубы, не имеющем отверстий, установлены постоянные магниты, отличается тем, что фильтр содержит нижний ниппельный резьбовой участок, а постоянные магниты установлены в продольных канавках, выполненных на наружной поверхности трубы, и залиты компаундом или в пазах, выполненных на поверхности или внутри цилиндрического корпуса, установленного внутри скважинного фильтра.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, что, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию «новизна» и «изобретательский уровень». Несмотря на то что применение магнитов для очистки воды известно, во всех известных компоновках магниты размещают в трубопроводе. Магнитное поле в значительной степени затормаживает процесс кристаллизации, потому что действует на ионы, растворенные в воде. При действии магнитного поля на ионы скорость образования кристаллов уменьшается, также значительно уменьшаются размеры кристаллов, особенно если она содержит соли железа. В добываемой нефти практически всегда присутствует либо незначительное или очень большое количество воды и солей железа, этим объясняется влияние магнитного поля на кристаллизацию парафинов в нефти. Однако на нефтяных промыслах применение магнитов себя не оправдало. Основная причина в том, что применение магнитов не предотвращает полностью отложения солей на всем пути движения жидкости в нефтепромысловом оборудовании. Защищается лишь небольшой участок оборудования после места установки магнита. Требуется установка нескольких групп магнитов в обсадной трубе. Это может уменьшить отложение парафина и асфальтосмолистых веществ в несколько раз, но скважинный фильтр, имеющий фильтрующие ячейки 0,1…0,2 мм, очень быстро забьется, и добыча нефти прекратится, несмотря на то, что на обсадной трубе отложение осадков будет незначительным. Поэтому потребуется очистка фильтра, с одновременным прекращением эксплуатации скважины, а это приведет к затратам на проведение работ по очистке и уменьшению добычи нефти. В результате применение постоянных магнитов в колонне обсадных труб выше фильтра практически не дает ожидаемого результата.

Предложенное техническое решение также обладает критерием «промышленная применимость», т.к. фильтр может быть изготовлен с помощью стандартного оборудования из недифицитных материалов.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…4, где:

на фиг.1 приведена конструкция фильтрующего устройства, содержащего магниты в трубе,

на фиг.2 приведена конструкция фильтра, содержащего магниты в отверстиях трубы,

на фиг.3 приведена схема с установкой цилиндрического корпуса с магнитами внутри скважинного фильтра,

на фиг.4 приведен фильтр с магнитами, выполненными внутри трубы.

Скважинный фильтр (фиг.1) состоит из трубы 1 с ниппельными резьбовыми участками 2 на концах. На одном из ниппельных резьбовых участков 2 установлена муфта 3. На части поверхности трубы 1 выполнены отверстия «Б» и концентрично трубе 1 размещена фильтрующая сетка 4. Далее по радиусу могут быть установлены дренажная сетка 5 и защитный кожух 6. В пазах «В», выполненных на трубе вдоль оси, установлены постоянные магниты 7 и залиты компаундом 8.

На фиг.2 приведен вариант с установкой кольцевых магнитов 9 в отверстиях «Б» трубы 1, это позволит провести намагничивание нефти до ее поступления к фильтрующей сетке 4.

На фиг.3 приведена схема с цилиндрическим корпусом 10, имеющим диаметр меньше чем внутренний диаметр скважинного фильтра и установленным внутри него. На поверхности корпуса 10 или внутри него в пазах «Г» установлены магниты 11. Магнитное поле воздействует изнутри скважинного фильтра.

На фиг.4 приведен фильтр с магнитами, выполненными в виде колец 12, установленных внутри трубы в проточках «Д», выполненных на ее торцах.

Для введения в эксплуатацию один или несколько скважинных фильтров 1 соединяют с колонной труб и опускают в скважину. Компоновку цементируют выше фильтров 1, спрессовывают и промывают. Скважина готова к работе. Нефть, содержащая газ и воду, поступает одновременно к фильтрующим сеткам 4 всех фильтров, входящих в компоновку, проходит через отверстия Б.

Нефть, содержащая воду и примеси в виде растворимых солей, проходит через магнитное поле внутри фильтра. Магнитное поле наиболее сильно действует около фильтрующей сетки 4, замедляет кристаллизацию всех веществ, в том числе парафинов и асфальтосмолистых соединений, поэтому ячейки фильтрующей сетки не забиваются парафинами и асфольсмолистыми отложениями, что позволит увеличить нефтеоотдачу скважины в 2…10 раз и реже производить работы по очистке фильтра.

Применение изобретения позволило:

1) устройство позволяет поддерживать рабочие дебиты скважины на требуемом уровне без извлечения фильтра для его очистки за счет предотвращения отложения асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений непосредственно в фильтре и далее в обсадной трубе и НКТ;

2) повысить нефтеотдачу скважин;

3) увеличить степень очистки продукта (нефти) от примесей;

4) уменьшить затраты на эксплуатацию и очистку фильтров;

5) обеспечить эксплуатацию скважинных фильтров в течение всего срока эксплуатации скважины;

6) предотвратить разрушение и коррозию фильтрующего элемента;

7) упростить сборку скважинного фильтра.

Формула изобретения

Скважинный фильтр, предотвращающий отложение асфальтосмолистых и парафиногидратных соединений, выполненный в виде трубы с верхним ниппельным резьбовым участком, на котором установлена соединительная муфта, и с отверстиями на части боковой поверхности трубы, концентрично которой установлен фильтрующий элемент, а на участке трубы, не имеющем отверстий, установлены постоянные магниты, отличающийся тем, что фильтр содержит нижний ниппельный резьбовой участок, а постоянные магниты установлены в продольных канавках, выполненных на наружной поверхности трубы, и залиты компаундом, или в пазах, выполненных на поверхности или внутри цилиндрического корпуса, установленного внутри скважинного фильтра.

РИСУНКИ