Универсальный щелевой фильтр с искусственной набивкой

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ Наличие свободного пространства дает возможность постоянного движения отдельных частей набивки внутри наружного кожуха,примыкающего к забою. Такое движение в статике и динамике (при работающих насосно-компрессорных установках) будет очищать поверхность фильтракожуха от налипания мелкозернистого песка,глинисто-алевролитовых пород и гипсовых частей. При оборудовании универсального щелевого фильтра в технологических скважинах в качестве материала набивки могут применяться кислотостойкий гравий, кварцевый или кремниевый песок, гранулы полиэтилена и стекла в зависимости от фракционного состава продуктивного пласта. В нашем фильтре полимерная или гравийная набивка равномерно распределяется по всей зоне фильтрации и плотно заполняет кольцевое пространство внутри фильтра с образованием искуственного контура фильтрации. Таким образом,фильтр характеризуется высокими фильтрационными свойствами, так как в нем происходит трехкаскадная очистка жидкость подвергается механической очистке на наружном и внутреннем щелевом фильтроэлементах, а также в искусственной набивке, что в сочетание с предлагаемой ценой изделия очень выгодно смотрится с другими аналогами.(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Транс Полимер(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЩЕЛЕВОЙ ФИЛЬТР С ИСКУССТВЕННОЙ НАБИВКОЙ(57) Фильтр представляет комбинацию из двух труб, изготовленных из полимерных материалов разного диаметра, с нанесенной по всей наружной поверхности труб перфорацией, из которых труба большего диаметра (кожух) размещена на трубе меньшего диаметра (каркас) и жестко закреплена с помощью двух стопорных колец и стяжных муфт,изготовленных из полимерных материалов. В результате чего, в межтрубном пространстве появляется полость, куда помещается различный дополнительный фильтрэлемент - искуственная набивка, (гравий, песок, полимеры разного диаметра) желательно округлой формы, для уменьшения сопротивления движению жидкости и снижения механической кольматации фильтровой набивки, различных размеров - от 0,2 мм до 1 см,имитирующих искусственную гравийную обсыпку. Плотность заполнения составляет 85-90 от свободного объема рубашки. Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и используется в качестве нагнетания и забора сернокислых растворов в технологических скважинах при подземном выщелачивании. Так же УФЩ используется в водозаборных скважинах для питьевого и хозяйственного водоснабжения,при предварительной или тонкой очистке (в зависимости от вида искусственной набивки фильтра) природных и сточных фильтруемых жидкостей и устройстве дренажных и песчаных фильтров. Уровень техники Из предшествующих аналогов известен скважинный щелевой фильтр. Известен фильтр противопесочный, состоящий из концентрически расположенных наружной,промежуточной и внутренней труб, последняя снабжена отверстиями, и переводника, при этом внутренняя труба снабжена расположенной внутри нее фильтрующей сеткой, выполненной в виде шнека и прикрепленной напротив отверстий,расположенных по винтовой линии, кроме того,наружная и внутренняя трубы в верхней части соединены между собой тангенциальными патрубками,но противоположно ориентированными, при этом кольцевой зазор между промежуточной и внутренней трубами в верхней части, а также верхняя и нижняя части внутренней трубы снабжены заглушками, наружная труба в верхней части снабжена эластичными кольцами, а в нижней части - заглушкой (Патент РФ 2158358, Е 21 В 43/08, 27.10.2000). Недостатком данного фильтра является абразивный износ и разрушение фильтрующей сетки в связи с ее закупоркой и медленной очисткой от механических примесей,а также низкий коэффициент сепарации механических примесей. Известен скважинный фильтр, содержащий, по меньшей мере, один фильтрующий элемент,установленный в секции насосно-компрессорных труб, в стенках которых выполнены продольные щелевые отверстия, причем секции насоснокомпрессорных труб соединены между собой наружной резьбовой муфтой, а нижняя секция насосно-компрессорных труб с нижнего свободного конца снабжена наружным резьбовым наконечником(Патент на полезную модель РФ 57356, кл. Е 21 В 43/08,10.10.2006). Однако данный фильтр не обеспечивает надежную фильтрацию откачиваемой из скважины среды, что связано с тем, что в качестве фильтрующего элемента используется металлическая сетка, которая не может задерживать мелкие частицы механических примесей,содержащиеся в добываемой из скважины жидкости. Кроме того, фильтр имеет сложную конструкцию,что усложняет его сборку и эксплуатацию. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по конструкции и достигаемым результатам является щелевой фильтр концах внешнюю и внутреннюю резьбу, по всей наружной поверхности которой нанесена продольногоризонтальная перфорация (патента нет) Данный фильтр выбран за прототип. Очистка в этих фильтрах осуществляется при прохождении жидкости через щели. Недостатком прототипа является недостаточно высокие эксплуатационные возможности,обусловленные тем, что в процессе эксплуатации щели между пластинами фильтрующего элемента быстро забиваются шламом, и фильтр для дальнейшей работы требует демонтажа и очистки. Также, недостатком данного фильтра является то, что данный вид предназначен для грубой очистки гранулометрических пород. Щелевые фильтры с малой высотой щели (0,6 мм) имеют небольшую проницаемость и гидравлически несовершенны. Увеличение скважности за счет приращения высоты щели (1 мм) не приводит к заметному приращению проницаемости. Сущность полезной модели Настоящая полезная модель решает задачу надежного в эксплуатации и технологичного в изготовлении скважинного фильтра с гарантированной тонкостью фильтрации и высокой долговечностью. Поставленная задача решается тем, что фильтр представляет комбинацию из двух труб,изготовленных из полимерных материалов разного диаметра, с нанесенной по всей наружной поверхности труб перфорацией, из которых труба большего диаметра (кожух) размещена на трубе меньшего диаметра (каркас) и жестко закреплена с помощью двух стопорных колец и стяжных муфт,изготовленных из полимерных материалов. В результате чего, в межтрубном пространстве появляется полость, куда помещается различный дополнительный фильтрэлемент - искуственная набивка, имитирующая за фильтровую гравийную обсыпку. Плотность заполнения составляет 85-90 от свободного объема рубашки. Наличие свободного пространства дает возможность постоянного движения отдельных частей набивки внутри наружного кожуха, примыкающего к забою. Такое движение в статике и динамике (при работающих насосно-компрессорных установках) будет очищать поверхность фильтра-кожуха от налипания мелкозернистого песка, глинисто-алевролитовых пород и гипсовых частей. При оборудовании универсального щелевого фильтра в технологических скважинах в качестве материала набивки могут применяться кислотостойкий гравий,кварцевый или кремниевый песок, гранулы полиэтилена и стекла, различные абсорбенты и химические реагенты в зависимости от фракционного состава продуктивного пласта и получение конечного состава фильтруемой жидкости. В нашем фильтре различная по составу набивка равномерно распределяется по всей зоне фильтрации и плотно заполняет кольцевое пространство внутри фильтра с образованием искусственного контура фильтрации. Ход фильтрации близок к естественной фильтрации жидкости в природе и представляет собой сложный биологический процесс. Таким образом,фильтр характеризуется высокими фильтрационными свойствами, так как в нем происходит трехкаскадная очистка жидкость подвергается механической очистке на наружном и внутреннем щелевом фильтрэлементах, а также химической очистке в искусственной набивке. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, являетсяПовышение дебита скважины благодаря высокой пропускной способности фильтраКороткие сроки выхода скважины на режим.Увеличение межремонтного периода работы оборудования и скважины в целомПоддержание естественного гравийного слоя вокруг фильтра и сохранение целостности скелета пласта в призабойной зоне.Легкий процесс регенерации фильтра путем обратной промывкиМинимизация риска выхода из строя фильтроэлемента из-за воздействия агрессивных сред. Положительными фактором в нашем фильтре является возможность заполнения в межтрубном пространстве различных химических реагентов и абсорбентов в результате чего достигаетсяКоагулирование - укрупнение частиц с целью ускорить их осаждение (удаление мелкодисперсной взвеси)Стабилизация (удаление веществ, вызывающих коррозию металла и бетона)Дегазация (удаление углекислого газа, кислорода,сероводорода)Дезодорация (удаление запахов)Умягчение и обессоливаниеПеревод временной жесткости в постояннуюОпреснение (дистилляция, вымораживание,ионнообменный метод)Корректирование содержания железа, марганца,кремниевой кислотыОчистка от радиоактивных веществВысокая надежность и долговечность Перечень представленных фигур чертежей 1. Чертеж 1 - Общий вид фильтра УЩФ 2. Чертеж 2 - Продольный разрез фильтра УЩФ 3. Чертеж 3 - Поперечный разрез фильтра УЩФ Перечень представленных изображений Фото 1 - Прототип фильтра УЩФ Фото 2 - Общий вид фильтра УШФ Фото 3 - Стяжная муфта и стопорное кольцо фильтра УЩФ Фото 4 - Внутренний щелевой каркас и наружный щелевой кожух фильтра УЩФ Фото 5 - Наглядный макет фильтра УЩФ с искусственной набивкой Сведения,подтверждающие возможность осуществления полезной модели Универсальный щелевой фильтр (чертеж 1) состоит из 1.Внутреннего щелевого каркаса 2.Стопорных колец 3.Стяжных муфт 4.Наружного щелевого кожуха 5.Искусственной набивки На чертеже 2 изображен продольный разрез заявляемого универсального щелевого фильтра 1 Внутренний щелевой каркас 2.Стопорные кольца 3.Стяжная муфта 4.Наружный щелевой кожух 5.Искусственная набивка На чертеже 3 изображен поперечный разрез заявляемого универсального щелевого фильтра. 1.Внутренний щелевой каркас 4.Наружный щелевой кожух 5.Искусственная набивка Универсальный щелевой фильтр работает следующим образом Под действием создаваемого погружным насосом (не показан) перепада давления пластовая жидкость, содержащая песок и проппант, первично фильтруется через щели наружного кожуха фильтра(4), с обеих сторон которого накручены стопорные кольца (2) и стяжная муфта (3) для фиксации всей конструкции. Частицы жидкости, размер которых превышает ширину щели, задерживаются на принимающей (наружной)(4) поверхности кожуха фильтра. Жидкость,очищенная от крупнодисперсных частиц, попадает в межтрубное пространство, заполненное искусственной набивкой(5) в виде фракций, гравия, песка, полимерных материалов в виде гранул или химических реагентов. При прохождении через искусственную набивку(5), жидкость дополнительно фильтруется перед тем, как она достигает внутреннего щелевого фильтрующего элемента(1). При фильтрации через более узкую щель внутреннего каркаса(1) происходит окончательная очистка пластовой жидкости. Конструктивные особенности двойных щелевых экранов с разными размерами щелей в сочетании с искусственной набивкой в одном фильтре позволяют существенно снизить суффозию (пескование) скважины, увеличивают длительность фильтроцикла и снижают затраты на проведение ремонтновосстановительных работ, так как универсальные щелевые фильтры легко промываются обратным потоком. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Универсальный щелевой фильтр с искусственной набивкой, состоящий из трубы ПВХ,имеющей на концах внешнюю и внутреннюю резьбу, с нанесенной продольно-горизонтальной перфорацией, отличающийся тем, что включает в себя комбинацию из двух труб, изготовленных из полимерных материалов разного диаметра, с нанесенной по всей наружной поверхности труб перфорацией, из которых труба большего диаметра размещена на трубе меньшего диаметра и жестко закреплена с помощью двух стопорных колец,изготовленных из полимерных материалов и стяжных муфт. 3 2. Универсальный щелевой фильтр по п.1,отличающийся тем,что в межтрубном пространстве появляется полость, куда помещается различный дополнительный фильтр элемент, что позволяет сочетать в себе как механическую так и химическую очистку фильтруемой жидкости. 3. Универсальный щелевой фильтр по п.1,отличающийся тем, что пластовая жидкость проходит три стадии очищения за один цикл.