EA040366B1 - FILTER AND FILTER ELEMENT - Google Patents

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к фильтроэлементам, используемым в составе фильтров для очистки жидких и газообразных сред.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to filter elements used in filters for cleaning liquid and gaseous media.

Известен фильтр для подземного использования, который включает в себя внутренний опорный элемент, внутренний дренажный слой, несколько фильтрующих слоев, внешний дренажный слой и наружную клетку (по патенту US 6382318, МПК E21B 43/о4, опубл. 07.05.02).A filter for underground use is known, which includes an inner support element, an inner drainage layer, several filter layers, an outer drainage layer and an outer cage (according to US patent 6382318, IPC E21B 43/o4, publ. 07.05.02).

Недостатком данного фильтра является то, что фильтрующие слои выполнены одинаковыми и при эксплуатации фильтра основную работу по задерживанию частиц выполняет только один наружный слой, что снижает эффективность устройства.The disadvantage of this filter is that the filter layers are made the same and during the operation of the filter, the main work on the retention of particles is performed by only one outer layer, which reduces the efficiency of the device.

Известен многослойный фильтр, который включает в себя перфорированную трубу, дренажный слой, фильтр тонкой очистки, фильтр грубой очистки и защитный экран (по патенту US 6607032, МПК E21B 43/08, опубл. 19.08.03).A multilayer filter is known, which includes a perforated pipe, a drainage layer, a fine filter, a coarse filter and a protective screen (according to US patent 6607032, IPC E21B 43/08, publ. 19.08.03).

Недостатком данного фильтра является отсутствие дренажных слоев между фильтрами и защитным экраном, что уменьшает поверхность фильтрации.The disadvantage of this filter is the lack of drainage layers between the filters and the protective screen, which reduces the filtration surface.

Наиболее близким техническим решением является разборный скважинный фильтр, который содержит несущий каркас, выполненный из перфорированной трубы. На трубе между двумя упорами установлены фильтрующие элементы. Каждый фильтрующий элемент выполнен из проволочного материала, запрессованного в перфорированные корпуса, которые установлены на перфорированной трубе с зазором, выполняющим роль внутреннего дренажного слоя. Соседние корпуса частично входят друг в друга за счет того, что одна из сторон корпуса выполнена с кольцевой впадиной, наружный диаметр которой равен или меньше внутреннего диаметра другой стороны корпуса (по патенту RU 2348795, МПК E21B 43/08, опубл. 10.03.09).The closest technical solution is a collapsible downhole filter, which contains a supporting frame made of a perforated pipe. Filter elements are installed on the pipe between two stops. Each filter element is made of wire material pressed into perforated housings, which are installed on a perforated pipe with a gap acting as an internal drainage layer. Neighboring housings partially enter into each other due to the fact that one of the sides of the housing is made with an annular cavity, the outer diameter of which is equal to or less than the inner diameter of the other side of the housing (according to patent RU 2348795, IPC E21B 43/08, publ. 10.03.09) .

Недостатком данной конструкции является то, что в процессе работы фильтр забивается и требует периодической промывки или замены.The disadvantage of this design is that the filter becomes clogged during operation and requires periodic washing or replacement.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в повышении эффективности и надежности работы фильтра за счет обеспечения возможности самоочищения фильтроэлемента в процессе работы.The technical result achieved by using the proposed invention is to increase the efficiency and reliability of the filter due to the possibility of self-cleaning of the filter element during operation.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтроэлемент содержит несущий каркас, фильтрующий экран, состоящий из по меньшей мере двух слоев, защитный каркас и дренажные слои, выполненные снаружи фильтрующего экрана и между его слоями. Фильтрующий экран находится в упруго растянутом состоянии.This technical result is achieved in that the filter element contains a carrier frame, a filter screen consisting of at least two layers, a protective frame and drainage layers made outside the filter screen and between its layers. The filter screen is in an elastically stretched state.

Также технический результат достигается тем, что фильтр содержит по меньшей мере один фильтроэлемент, который включает в себя несущий каркас, фильтрующий экран, состоящий из по меньшей мере двух слоев, защитный каркас и дренажные слои, выполненные снаружи фильтрующего экрана и между его слоями, при этом фильтрующий экран находится в упруго растянутом состоянии.Also, the technical result is achieved in that the filter contains at least one filter element, which includes a carrier frame, a filter screen consisting of at least two layers, a protective frame and drainage layers made outside the filter screen and between its layers, while the filter screen is in an elastically stretched state.

Кроме того, фильтрующий экран может быть растянут не менее чем на 1%.In addition, the filter screen can be stretched by at least 1%.

Кроме того, по меньшей мере один из слоев может быть выполнен из проволочно-проницаемого материала.In addition, at least one of the layers may be made of a wire-permeable material.

Кроме того, по меньшей мере, один из слоев может быть выполнен из ткани на основе базальтового полотна.In addition, at least one of the layers can be made of fabric based on basalt fabric.

Кроме того, каркасы могут быть выполнены проницаемыми из металла.In addition, the frameworks can be made of permeable metal.

Кроме того, каркасы могут быть выполнены проницаемыми из базальта.In addition, frames can be made of permeable basalt.

Кроме того, фильтроэлемент может быть плоским.In addition, the filter element may be flat.

Кроме того, фильтроэлемент может иметь форму многоугольника.In addition, the filter element may be in the form of a polygon.

Кроме того, фильтроэлемент может иметь круглую форму.In addition, the filter element may have a round shape.

Кроме того, фильтроэлемент может иметь цилиндрическую форму.In addition, the filter element may have a cylindrical shape.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:The present invention is illustrated by the following drawings:

фиг. 1 - фильтроэлемент, вариант исполнения;fig. 1 - filter element, version;

фиг. 2 - плоский фильтроэлемент круглой формы;fig. 2 - flat round filter element;

фиг. 3 - фильтроэлемент цилиндрической формы;fig. 3 - cylindrical filter element;

фиг. 4, 5 - работа фильтроэлемента;fig. 4, 5 - filter element operation;

фиг. 6 - фильтр с фильтроэлементом.fig. 6 - filter with filter element.

Фильтроэлемент (фиг. 1) содержит несущий каркас 1, фильтрующий экран 2, защитный каркас 3 и дренажные слои 4. Фильтрующий экран 2 состоит из слоя 5, выполненного, например, из проволочнопроницаемого материала, и слоя 6, выполненного, например, из базальтового полотна.The filter element (Fig. 1) contains a carrier frame 1, a filter screen 2, a protective frame 3 and drainage layers 4. The filter screen 2 consists of a layer 5 made, for example, of a wire-permeable material, and a layer 6, made, for example, of a basalt cloth .

Для использования в составе фильтров различных конструкций фильтроэлемент может быть плоским и иметь круглую (фиг. 2), цилиндрическую (фиг. 3) или любую другую форму.For use in filters of various designs, the filter element can be flat and have a round (Fig. 2), cylindrical (Fig. 3) or any other shape.

Фильтрующий экран 2 находится в растянутом состоянии. Во время работы при прохождении фильтруемой среды через фильтроэлемент (фиг. 4) на поверхности фильтрующего экрана 2 создается перепад давления за счет его гидравлического сопротивления, которое увеличивается по мере загрязнения фильтра. При этом фильтрующий экран 2 прогибается по направлению потока. Для очистки фильтроэлемента необходимо остановить поток среды, за счет своих упругих свойств предварительно растянутый фильтрующий экран 2 вернется в первоначальное положение (фиг. 5). При этом произойдет удалеThe filter screen 2 is in a stretched state. During operation, when the filtered medium passes through the filter element (Fig. 4), a pressure drop is created on the surface of the filter screen 2 due to its hydraulic resistance, which increases as the filter becomes dirty. In this case, the filter screen 2 bends in the direction of flow. To clean the filter element, it is necessary to stop the flow of the medium; due to its elastic properties, the pre-stretched filter screen 2 will return to its original position (Fig. 5). This will remove

- 1 040366 ние частиц 7 с поверхности фильтрующего экрана 2.- 1 040366 removal of particles 7 from the surface of the filter screen 2.

Предложенное техническое решение фильтра с фильтроэлементом может быть применено в конструкции скважинных фильтров (фиг. 6), используемых в составе установки погружного электроцентробежного насоса для фильтрации пластовой жидкости от механических примесей. Изображенный на фиг. 6 скважинный фильтр может включать в себя по меньшей мере один цилиндрический фильтроэлемент. Также фильтр может иметь форму многоугольника, например прямоугольника (фиг. 7).The proposed technical solution for a filter with a filter element can be applied in the design of downhole filters (Fig. 6) used as part of an electric submersible pump for filtering formation fluid from mechanical impurities. Shown in FIG. 6, the well filter may include at least one cylindrical filter element. Also, the filter may be in the form of a polygon, such as a rectangle (Fig. 7).

Фильтр с описанным фильтроэлементом может иметь все те же частные случаи воплощения, что и фильтроэлемент. Следует отметить, что такой фильтр может являться как самостоятельным отдельным устройством в корпусе, так и бескорпусным устройством, размещенным в каких-либо устройствах и линиях.The filter with the described filter element can have all the same particular embodiments as the filter element. It should be noted that such a filter can be either an independent separate device in a case, or an open-box device located in any devices and lines.

Таким образом, выполнение фильтроэлемента с предварительно упруго растянутым фильтрующим экраном (а также выполнение фильтра в целом с подобным фильтроэлементом) позволяет значительно упростить и автоматизировать процедуру его очистки при эксплуатации и способствует достижению технического результата, который заключается в повышении эффективности и надежности работы фильтроэлемента за счет обеспечения возможности его самоочищения в процессе работы.Thus, the implementation of the filter element with a pre-elastically stretched filter screen (as well as the implementation of the filter as a whole with a similar filter element) makes it possible to significantly simplify and automate the procedure for cleaning it during operation and contributes to the achievement of the technical result, which consists in increasing the efficiency and reliability of the filter element by providing the possibility of its self-cleaning in the process.

Claims (20)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Фильтроэлемент, содержащий несущий каркас, фильтрующий экран из по меньшей мере двух слоев, защитный каркас и дренажные слои, выполненные снаружи фильтрующего экрана и между его слоями, и отличающийся тем, что фильтрующий экран установлен на несущем каркасе так, что фильтрующий экран находится в предварительно упруго растянутом состоянии.1. A filter element containing a carrier frame, a filter screen of at least two layers, a protective frame and drainage layers made outside the filter screen and between its layers, and characterized in that the filter screen is mounted on the carrier frame so that the filter screen is in pre-tensioned state. 2. Фильтроэлемент по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий экран растянут не менее чем на 1%.2. The filter element according to claim 1, characterized in that the filter screen is stretched by at least 1%. 3. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один из слоев выполнен из проволочно-проницаемого материала.3. The filter element according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the layers is made of a wire-permeable material. 4. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один из слоев выполнен из ткани на основе базальтового полотна.4. Filter element according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the layers is made of fabric based on basalt fabric. 5. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что каркасы выполнены проницаемыми из металла.5. The filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the frames are made of permeable metal. 6. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что каркасы выполнены проницаемыми из базальта.6. The filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the frames are made of permeable basalt. 7. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что фильтроэлемент выполнен плоским.7. The filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element is flat. 8. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что фильтроэлемент имеет форму многоугольника.8. The filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element has the shape of a polygon. 9. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что фильтроэлемент имеет круглую форму.9. The filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element has a round shape. 10. Фильтроэлемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что фильтроэлемент имеет цилиндрическую форму.10. The filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element has a cylindrical shape. 11. Фильтр, содержащий по меньшей мере один фильтроэлемент, который содержит несущий каркас, фильтрующий экран, состоящий из по меньшей мере двух слоев, защитный каркас и дренажные слои, выполненные снаружи фильтрующего экрана и между его слоями, и отличающийся тем, что фильтрующий экран установлен на несущем каркасе так, что фильтрующий экран находится в предварительно упруго растянутом состоянии.11. A filter containing at least one filter element, which contains a carrier frame, a filter screen consisting of at least two layers, a protective frame and drainage layers made outside the filter screen and between its layers, and characterized in that the filter screen is installed on the supporting frame so that the filter screen is in a pre-elastically stretched state. 12. Фильтр по п.11, отличающийся тем, что фильтроэлемент содержит фильтрующий экран, растянутый не менее чем на 1%.12. The filter according to claim 11, characterized in that the filter element contains a filter screen stretched by at least 1%. 13. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что по меньшей мере один из слоев фильтроэлемента выполнен из проволочно-проницаемого материала.13. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that at least one of the layers of the filter element is made of a wire-permeable material. 14. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что по меньшей мере один из слоев фильтроэлемента выполнен из ткани на основе базальтового полотна.14. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that at least one of the layers of the filter element is made of a fabric based on a basalt fabric. 15. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что каркасы фильтроэлемента выполнены проницаемыми из металла.15. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that the frames of the filter element are made of permeable metal. 16. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что каркасы фильтроэлемента выполнены проницаемыми из базальта.16. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that the frames of the filter element are made of permeable basalt. 17. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что фильтроэлемент выполнен плоским.17. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that the filter element is flat. 18. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что фильтроэлемент имеет форму многоугольника.18. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that the filter element has the shape of a polygon. 19. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что фильтроэлемент имеет круглую форму.19. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that the filter element has a round shape. 20. Фильтр по п.11 или 12, отличающийся тем, что фильтроэлемент имеет цилиндрическую форму.20. The filter according to claim 11 or 12, characterized in that the filter element has a cylindrical shape.