RU2197600C2

RU2197600C2 - Expandable well strainer

Info

Publication number: RU2197600C2
Application number: RU99125079A
Authority: RU
Inventors: Мартин Доннелли
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2003-01-27
Also published as: EP0980462A1; AU7651798A; NO317766B1; DK0980462T3; DE69810610T2; NO995248L; CA2284865C; NO995248D0; EP0980462B1; MY119637A; AU717503B2; BR9809005A; OA11211A; DE69810610D1; CA2284865A1; ID22839A; NZ337859A; WO1998049423A1; UA57785C2

Abstract

FIELD: well strainers designed for recovery of hydrocarbon fluids. SUBSTANCE: expandable well strainer has expandable carrying tube provided with slots. Installed coaxially to said tube are many filter sheets in the form of iris diaphragm so that expansion of tube results in reduction of gap between adjacent filter sheets. Filter sheets have slots oriented round carrying tube. Said sheets consist of elongated strips with staggered rows of slots in transverse direction with respect to longitudinal axis of each strip. Slots are located so that alternating rows are displaced to half of slot spacing in transverse direction. Slot length is larger than half of transverse spacing of slots and pattern of slots location is preserved along longitudinal edge of each strip. Each strip is fastened to expandable slotted carrying tube by fastening points uniformly spaced over tube and effected by means of spot welding, brazing, soldering, cementing, riveting or joining of strip with tube by screws. Fastening points are located in units between ends of slots of said carrying tube. Longitudinal axis of each strip, mainly, is parallel to carrying tube central axis, both, ahead of expansion of carrying tube and behind expansion. EFFECT: provision of well strainer containing combination of filter sheets nonbending and easily sliding with respect to one another and to carrying tube in the course of expansion of the latter. 7 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к расширяемому скважинному фильтру для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей. The invention relates to an expandable downhole filter to prevent the migration of particulate matter into a hydrocarbon fluid production well.

В частности, изобретение относится к расширяемому скважинному фильтру, который содержит ряд фильтровальных листов, которые установлены в форме ирисовой диафрагмы и соосно с выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе так, что вследствие расширения трубы уменьшается перехлест между смежными фильтровальными листами. In particular, the invention relates to an expandable downhole filter, which comprises a series of filter sheets that are mounted in the shape of an iris diaphragm and coaxially arranged to expand, provided with slots for the carrier pipe, so that overlapping between adjacent filter sheets is reduced due to expansion of the pipe.

Такой расширяемый скважинный фильтр раскрыт в одновременно находящейся на рассмотрении международной патентной заявке РСТ/ЕР 96/04887 заявителя данного изобретения. Such an expandable downhole filter is disclosed in the pending international patent application PCT / EP 96/04887 of the applicant of this invention.

На фиг. 3 этого источника, относящегося к уровню техники, показано, что фильтровальные листы состоят из пластин, снабженных рядом круглых перфорированных отверстий. Размер перфорации выбран так, что твердые частицы, размер которых превышает размер отверстий, не могут проникать в скважину. In FIG. 3 of this source related to the prior art, it is shown that the filter sheets consist of plates provided with a series of round perforated holes. The size of the perforation is selected so that solid particles, the size of which exceeds the size of the holes, cannot penetrate into the well.

Известен расширяемый скважинный фильтр для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей, содержащий выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, раскрытый в международной патентной заявке РСТ/ЕР 93/01460 /WO 93/25800/. Known expandable downhole filter to prevent the migration of solid particles into the well production of hydrocarbon fluids, containing made with the possibility of expansion and provided with slots of the carrier pipe, disclosed in international patent application PCT / EP 93/01460 / WO 93/25800 /.

Недостатком известного фильтра является то, что фильтровальные листы, которые закреплены на расширяемой, снабженной прорезями несущей трубе, значительно деформируются в процессе расширения несущей трубы за счет перемещения в ней разжимной оправки. Обычно несущая труба уменьшает длину в процессе расширения вследствие открывания осевых прорезей с принятием формы алмаза. A disadvantage of the known filter is that the filter sheets, which are mounted on an expandable carrier with slots, are significantly deformed during the expansion of the carrier pipe by moving the expanding mandrel in it. Typically, the support tube reduces the length during the expansion process due to the opening of the axial slots with the adoption of the shape of a diamond.

Это может приводить к изгибанию фильтровальных листов для компенсации уменьшения длины несущей трубы, а возникающее трение между перекрывающими друг друга фильтровальными листами и несущей трубой или трубами может приводить к разрыву фильтровальных листов. This can lead to bending of the filter sheets to compensate for the decrease in the length of the carrier pipe, and the friction between the overlapping filter sheets and the carrier pipe or pipes can lead to rupture of the filter sheets.

Задачей данного изобретения является создание скважинного фильтра, содержащего комбинацию фильтровальных листов в форме ирисовой диаграммы, которые не изгибаются и которые легко скользят относительно друг друга и относительно несущей трубы в процессе расширения несущей трубы. The objective of the invention is to provide a downhole filter containing a combination of filter sheets in the form of an iris diagram, which do not bend and which slide easily relative to each other and relative to the supporting pipe during the expansion of the supporting pipe.

Задача достигается тем, что расширяемый скважинный фильтр для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей содержит выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, при этом соосно с несущей трубой в форме ирисовой диафрагмы установлено 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. The objective is achieved by the fact that the expandable downhole filter to prevent the migration of particulate matter into the hydrocarbon liquid production well comprises a support pipe arranged to expand and provided with slots, while a plurality of filter sheets are arranged coaxially with the support pipe in the shape of an iris diaphragm so that as a result of pipe expansion the overlap between adjacent filter sheets decreases, and the filter sheets contain slots that are oriented in a substantially circumferential manner direction relative to the support tube.

Кроме того, фильтровальные листы состоят из продолговатых полос с расположенными в шахматном порядке рядами прорезей в поперечном направлении относительно продольной оси каждой полосы. In addition, the filter sheets consist of elongated strips with staggered rows of slots in the transverse direction relative to the longitudinal axis of each strip.

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. The slots are arranged so that alternating rows are displaced to half the slot pitch in the transverse direction, the length of the slot is greater than half the transverse slot pitch, and the layout of the slots is maintained along the longitudinal edge of each strip.

Кроме того, 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. In addition, each strip is fixed on an expandable, slotted support pipe at the attachment points located along its length at equal distances from each other.

Кроме того, каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в точках крепления посредством точечной сварки, пайки твердым припоем, пайки мягким припоем, склеивания, клепки или винтового соединения полосы с трубой в каждой из точек. In addition, each strip is fixed to an expandable, slotted carrier pipe at the attachment points by spot welding, brazing, soft soldering, gluing, riveting or screwing the strip to the pipe at each point.

Распределенные на равномерном расстоянии друг от друга точки крепления расположены в узлах между концами прорезей выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе. The fastening points distributed at a uniform distance from each other are located in the nodes between the ends of the slots made with the possibility of expansion, provided with slots of the supporting pipe.

Продольная ось каждой полосы в основном параллельна центральной оси несущей трубы как перед расширением несущей трубы, так и после расширения. The longitudinal axis of each strip is generally parallel to the central axis of the carrier pipe both before the expansion of the carrier pipe and after expansion.

Эти и другие аспекты, признаки и преимущества скважинного фильтра согласно данному изобретению следуют из прилагаемой формулы изобретения, реферата и последующего детального описания со ссылками на чертежи. These and other aspects, features and advantages of the downhole filter according to this invention follow from the attached claims, abstract and the following detailed description with reference to the drawings.

На чертежах изображено:
фиг. 1 - поперечное сечение скважинного фильтра, содержащего комбинацию фильтровальных листов в форме ирисовой диаграммы согласно изобретению,
фиг. 2 - продольный разрез скважинного фильтра на фиг. 1,
фиг. 3 - боковая проекция скважинного фильтра на фиг. 1 и 2, в которой не изображена защитная окружающая труба, и
фиг. 4 и фиг. 4А, В, С и D - первоначальная форма и деформация расположенных по окружности прорезей вблизи продольной кромки фильтровальных листов перед, во время и после процесса расширения.The drawings show:
FIG. 1 is a cross-sectional view of a well filter comprising a combination of filter sheets in the form of an iris diagram according to the invention,
FIG. 2 is a longitudinal section through the downhole filter of FIG. 1,
FIG. 3 is a side view of the downhole filter of FIG. 1 and 2, in which the protective surrounding pipe is not shown, and
FIG. 4 and FIG. 4A, B, C, and D are the initial shape and deformation of circumferential slots near the longitudinal edge of the filter sheets before, during, and after the expansion process.

Как показано на фиг. 1, выполненная с возможностью расширения, снабженная прорезями несущая труба 1 окружена скважинным фильтром 2, который содержит ряд фильтровальных листов 3, которые расположены вокруг несущей трубы 1 в форме ирисовой диаграммы. Как показано на фиг. 2 и 3, фильтровальные листы 3 состоят из продолговатых прямоугольных полос, каждая из которых, как показано на фиг. 1, закреплена на несущей трубе 1 в точках 4 крепления, расположенных на продольной центральной оси фильтровального листа 3 или вблизи нее, посредством, например, точечной сварки, пайки твердым припоем, пайки мягким припоем, склеивания, клепки или винтового соединения в расположенных на равных интервалах точках вдоль длины несущей трубы 1. As shown in FIG. 1, expandable, with a slit carrier pipe 1 is surrounded by a downhole filter 2, which contains a series of filter sheets 3, which are located around the carrier pipe 1 in the form of an iris diagram. As shown in FIG. 2 and 3, the filter sheets 3 consist of elongated rectangular strips, each of which, as shown in FIG. 1 is fixed to the support pipe 1 at attachment points 4 located on or near the longitudinal central axis of the filter sheet 3, for example, by spot welding, brazing, soft soldering, gluing, riveting or screw connection at equal intervals points along the length of the carrier pipe 1.

Фильтровальные листы 3 перекрывают друг друга как в осевом направлении, так и в окружном направлении, так что во время и после процесса расширения, показанного на фиг. 4, остается по меньшей мере частичный перехлест между смежными фильтровальными листами 3. The filter sheets 3 overlap each other both in the axial direction and in the circumferential direction, so that during and after the expansion process shown in FIG. 4, at least partial overlap remains between adjacent filter sheets 3.

На фиг. 3 не изображена защитная окружающая труба 5, которая показана на фиг. 1 и 2, для иллюстрации того, что каждый фильтровальный лист 3 содержит ряды расположенных в шахматном порядке окружных прорезей 6, которые ориентированы в, по существу, тангенциальном направлении относительно несущей трубы 1 и, по существу, поперечно относительно осевых прорезей 7 несущей трубы 1 и центральной оси 8 несущей трубы 1. In FIG. 3, the protective surrounding pipe 5, which is shown in FIG. 1 and 2, to illustrate that each filter sheet 3 comprises rows of staggered circumferential slots 6 that are oriented in a substantially tangential direction relative to the carrier pipe 1 and substantially transverse to the axial slots 7 of the carrier pipe 1 and the central axis 8 of the carrier pipe 1.

Как показано на фиг. 4, несущую трубу 1 расширяют с помощью расширительного конуса 9 в процессе расширения так, что осевые прорези 7 несущей трубы 1 деформируются в форму алмаза. As shown in FIG. 4, the carrier pipe 1 is expanded with the expansion cone 9 during the expansion process so that the axial slots 7 of the carrier pipe 1 are deformed into a diamond shape.

Расширение приводит к укорачиванию несущей трубы 1 и, как показано на фиг. 4А-D, окружные прорези 6 у продольных кромок фильтровальных листов 3 и вблизи них сперва открываются в форме алмаза, показанной на фиг. 4В) затем закрываются в форме X, показанной на фиг. 4С, и затем частично снова открываются в форме замочной скважины, показанной на фиг. 4D. The expansion shortens the carrier pipe 1 and, as shown in FIG. 4A-D, the circumferential slots 6 at and near the longitudinal edges of the filter sheets 3 are first opened in the diamond form shown in FIG. 4B) are then closed in the form X shown in FIG. 4C, and then partially open again in the form of the keyhole shown in FIG. 4D.

Показанное последовательное раскрывание и закрывание окружных прорезей 6 обеспечивает осевую гибкость фильтровальных листов 3, которая предотвращает изгибание или разрыв хрупких листов 3 во время расширения несущей трубы 1. The sequential opening and closing of the circumferential slots 6 shown provides axial flexibility for the filter sheets 3, which prevents bending or rupture of the brittle sheets 3 during expansion of the carrier pipe 1.

Окружные прорези 6 позволяют также наложенным друг на друга листам 3 легко скользить относительно друг друга в процессе расширения. The circumferential slots 6 also allow superimposed sheets 3 to easily slide relative to each other during the expansion process.

Было установлено, что вместо расположения фильтровальных листов 3 в продольном направлении вокруг несущей трубы 1, как показано на фиг. 3, фильтровальные листы 3 можно также располагать плоской спиралью вокруг несущей трубы 1. В этом случае угол спирали необходимо выбирать достаточно малым, для того чтобы отклонение прорезей 6 от тангенциального направления несущей трубы составляло менее 20^o.It was found that instead of arranging the filter sheets 3 in the longitudinal direction around the carrier pipe 1, as shown in FIG. 3, the filter sheets 3 can also be arranged with a flat spiral around the carrier pipe 1. In this case, the angle of the spiral must be chosen sufficiently small so that the deviation of the slots 6 from the tangential direction of the carrier pipe is less than 20 ^° .

Claims

1. Расширяемый скважинный фильтр для предотвращения миграции твердых частиц в скважину добычи углеводородных жидкостей, содержащий выполненную с возможностью расширения и снабженную прорезями несущую трубу, отличающийся тем, что соосно с несущей трубой в форме ирисовой диафрагмы установлено 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. 1. An expandable downhole filter for preventing the migration of solid particles into a hydrocarbon fluid production well, comprising an expandable support pipe with slots, characterized in that a plurality of filter sheets are arranged coaxially with the support pipe in the shape of an iris diaphragm so that as a result of the expansion of the pipe the overlap between adjacent filter sheets decreases, and the filter sheets contain slots that are oriented in a substantially circumferential direction ns relative to the support tube.

2. Скважинный фильтр по п. 1, в котором фильтровальные листы состоят из продолговатых полос с расположенными в шахматном порядке рядами прорезей в поперечном направлении относительно продольной оси каждой полосы. 2. The downhole filter according to claim 1, wherein the filter sheets consist of elongated strips with staggered rows of slots in the transverse direction relative to the longitudinal axis of each strip.

3. Скважинный фильтр по п. 2, в котором 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. 3. The downhole filter according to claim 2, wherein the slots are arranged so that alternating rows are displaced to half the slit pitch in the transverse direction, the length of the slots is greater than half of the transverse slot slit, and the layout of the slots is maintained along the longitudinal edge of each strip.

4. Скважинный фильтр по п. 3, в котором 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. 4. The downhole filter according to claim 3, in which each strip is fixed on an expandable, equipped with slots support pipe at the mounting points located along its length at equal distances from each other.

5. Скважинный фильтр по п. 4, в котором каждая полоса закреплена на выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе в точках крепления посредством точечной сварки, пайки твердым припоем, пайки мягким припоем, склеивания, клепки или винтового соединения полосы с трубой в каждой из точек. 5. The downhole filter according to claim 4, wherein each strip is fixed to an expandable, slotted carrier pipe at the attachment points by spot welding, brazing, soft soldering, gluing, riveting, or screw connecting the strip to the pipe in each from points.

6. Скважинный фильтр по п. 5, в котором распределенные на равномерном расстоянии друг от друга точки крепления расположены в узлах между концами прорезей выполненной с возможностью расширения, снабженной прорезями несущей трубе. 6. The downhole filter according to claim 5, in which the fastening points distributed at a uniform distance from each other are located in the nodes between the ends of the slots made expandable, equipped with slots of the carrier pipe.

7. Скважинный фильтр по п. 6, в котором продольная ось каждой полосы в основном параллельна центральной оси несущей трубы как перед расширением несущей трубы, так и после расширения. 7. The downhole filter according to claim 6, in which the longitudinal axis of each strip is mainly parallel to the Central axis of the carrier pipe both before the expansion of the carrier pipe, and after expansion.