UA57785C2 - Expandable well screen - Google Patents

Abstract

An expandable well screen for preventing migration of sand or other solid panicles into a hydrocarbon fluid production well comprises a number of filter sheets (3) with circumferential slots (6), which sheets (3) are secured in an iris-shaped configuration and co-axial to an expandable slotted carrier tube (1) such that as result of expansion of the tube (1) the amount of overlap between adjacent filter sheets (3) is reduced. The circumferential slot pattern of the slots (6) enables the filter sheets (3) to slide easily relative to each other and to avoid buckling and/or tearing of the filler sheets during the expansion process.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід стосується розтягуваного свердловинного фільтра, призначеного для запобігання потраплянню 2 твердих частинок у експлуатаційну свердловину для видобування вуглеводневих флюїдів.The invention relates to a stretchable well filter designed to prevent 2 solid particles from entering a production well for the extraction of hydrocarbon fluids.

Якщо казати більш конкретно, винахід стосується розтягуваного свердловинного фільтра, що містить певну кількість фільтрувальних шарів, які встановлюють в ірисоподібній конфігурації та співвісно з розтягуваною транспортувальною трубою з щілинами у такий спосіб, що в результаті розтягування труби величина перекривання суміжних фільтрувальних шарів зменшується. 70 Подібний розтягуваний свердловинний фільтр описано у поданій заявником одночасно розглянутій міжнародній патентній заявці РСТ/ЕРОБ/04887.More specifically, the invention relates to an extensible borehole filter containing a certain number of filter layers, which are installed in an iris-like configuration and coaxially with an extensible transport pipe with slits in such a way that as a result of the pipe being stretched, the overlap of adjacent filter layers is reduced. 70 A similar stretchable well filter is described in the concurrently considered international patent application PCT/ЕРОБ/04887 submitted by the applicant.

На Фіг.3 цього посилання на відомий рівень техніки видно, що фільтрувальні шари складаються з пластин, які мають серію розташованих по колу перфораційних отворів. Розмір цих перфораційних отворів вибирають таким чином, щоб запобігти потраплянню у свердловину твердих частинок більшого розміру, ніж розмір отвору. 19 Розтягувану транспортувальну трубу з щілинами, придатну для застосування з фільтром, описано в міжнародній патентній заявці РСТ/ЕРОЗ/01460.Figure 3 of this prior art reference shows that the filter layers consist of plates that have a series of circular perforations. The size of these perforation holes is chosen to prevent solid particles larger than the size of the hole from entering the well. 19 A stretchable slotted transport tube suitable for use with a filter is described in international patent application PCT/EROZ/01460.

Було виявлено, що фільтрувальні шари, що їх прикріплюють до розтягуваної транспортувальної труби, під час процесу розтягування транспортувальної труби з щілинами значно деформуються шляхом пересування через неї розтягувального осердя. Транспортувальна труба під час розтягування зазвичай скорочується внаслідок розширення орієнтованих вздовж осі щілин з набуттям ними ромбоподібної форми.It has been found that the filter layers attached to the stretchable transport tube are significantly deformed during the stretching process of the slotted transport tube by the movement of the stretch core through it. The transport pipe during stretching is usually shortened due to the expansion of the slits oriented along the axis with their acquisition of a diamond-shaped shape.

Це призводить до вигинання фільтрувальних шарів, що "пристосовуються" до скорочення транспортувальної труби, а тертя між фільтрувальними шарами, що перекриваються, і транспортувальною трубою або трубами призводить до зношення фільтрувальних шарів.This causes the filter layers to "accommodate" the shortening of the transport tube, and the friction between the overlapping filter layers and the transport tube or tubes causes the filter layers to wear.

Задача цього винаходу полягає у створенні свердловинного фільтра з ірисоподібною конфігурацією с фільтрувальних шарів, які не вигинаються і які під час процесу розтягування транспортувальної труби легко Ге) ковзають один відносно іншого і відносно транспортувальної труби.The task of the present invention is to create a borehole filter with an iris-shaped configuration of filter layers that do not bend and which during the process of stretching the transport pipe easily slide one relative to the other and relative to the transport pipe.

Свердловинний фільтр згідно з цим винаходом включає фільтрувальні шари з щілинами, орієнтованими практично вздовж кола відносно транспортувальної труби.A borehole filter according to the present invention includes filter layers with slits oriented substantially along a circle relative to the transport pipe.

У цьому описі посилання на розташування щілин по колу означає, що всі щілини орієнтовані практично у о тангенціальному напрямку відносно транспортувальної труби і що такі щілини орієнтовані практично у с поперечному напрямку до центральної осі та будь-яких орієнтованих вздовж осі щілин транспортувальної труби.In this description, reference to the circumferential arrangement of the slits means that all slits are oriented substantially o tangential to the conveying pipe and that such slits are oriented substantially c transverse to the central axis and any axially oriented slits of the conveying pipe.

В оптимальному варіанті фільтрувальні шари складаються з видовжених смуг із шаховим розташуванням в рядів щілин у поперечному напрямку відносно подовжньої осі кожної смуги. чаIn the optimal version, the filter layers consist of elongated strips with a checkerboard arrangement in rows of slits in the transverse direction relative to the longitudinal axis of each strip. Cha

Порядок розташування щілин в оптимальному варіанті є таким, що різні ряди розташовані з кроком до половини щілини у поперечному напрямку, причому довжина щілин є більшою за половину поперечного кроку о між рядами щілин, і порядок розташування щілин є таким, що вони продовжуються через подовжні крайки смуг.The arrangement of the slits in the optimal version is such that the different rows are spaced at a step of half a slit in the transverse direction, and the length of the slits is greater than half of the transverse step o between the rows of slits, and the arrangement of the slits is such that they continue through the longitudinal edges of the strips .

В оптимальному варіанті також передбачено, що кожну смугу прикріпляють у рівномірно розташованих вздовж неї точках до розтягуваної транспортувальної труби з щілинами і що кожну смугу прикріпляють до « розтягуваної транспортувальної труби з щілинами у згаданих точках або за допомогою точкового зварювання, З 70 паяння твердим припоєм, паяння м'яким припоєм, склеювання, заклепування, або за допомогою пригвинчування с смуги до труби у кожній зі згаданих точок.In the optimal version, it is also provided that each strip is attached at evenly spaced points along it to the stretchable transport tube with slots and that each strip is attached to the "stretchable transport tube with slots at the mentioned points or by means of spot welding, With 70 brazing, brazing soft solder, gluing, riveting, or by screwing the strip to the pipe at each of the mentioned points.

Із» Ці та інші аспекти, ознаки та переваги свердловинного фільтра згідно з цим винаходом стають очевидними із супровідних пунктів формули винаходу, реферату та наведеного нижче детального опису з посиланням на рисунки.From" These and other aspects, features and advantages of the borehole filter according to the present invention become apparent from the accompanying claims, the abstract and the following detailed description with reference to the drawings.

На Фіг.1 показано поперечний розріз свердловинного фільтра з ірисоподібною конфігурацією фільтрувальних і-й шарів згідно з цим винаходом; -І На Фіг.2 показано поздовжній розріз свердловинного фільтра, зображеного на Фіг.1;Figure 1 shows a cross-section of a borehole filter with an iris-shaped configuration of filtering layers according to the present invention; -I Figure 2 shows a longitudinal section of the well filter shown in Figure 1;

На Фіг.3 показано вид збоку свердловинного фільтра, зображеного на Фіг.1 та 2, без захисної труби, що це. вміщає його; і о 20 На Фіг.4 і Фіг.АА, Б, В та Г показано початкову форму та деформацію розташованих по колу щілин поблизу поздовжньої окрайки згаданих вище фільтрувальних шарів, під час та після закінчення процесу розтягування. сл На Фіг.1 зображено розтягувану транспортувальну трубу 1 з щілинами, оточену свердловинним фільтром 2, що містить серію фільтрувальних шарів 3, які встановлено в ірисоподібній конфігурації навколо транспортувальної труби 1. Як показано на Фіг.2 та 3, фільтрувальні шари З складаються з видовжених 29 прямокутних смуг, кожну з яких, як показано на Фіг.1, прикріплено до транспортувальної труби 1 у точкахFigure 3 shows a side view of the downhole filter shown in Figures 1 and 2, without the protective pipe that it is. accommodates him; and at 20 Fig. 4 and Fig. AA, B, B and D show the initial shape and deformation of the circumferential slits near the longitudinal edge of the filter layers mentioned above, during and after the end of the stretching process. Fig. 1 shows an extensible transport pipe 1 with slits, surrounded by a well filter 2, containing a series of filter layers 3, which are installed in an iris-like configuration around the transport pipe 1. As shown in Fig. 2 and 3, the filter layers C consist of elongated 29 rectangular strips, each of which, as shown in Fig. 1, is attached to the transport pipe 1 at points

ГФ) прикріплення 4, розташованих на поздовжній центральній лінії фільтрувального шару З або поблизу неї, за допомогою, наприклад, точкового зварювання, паяння твердим припоєм, паяння м'яким припоєм, склеювання, о заклепування або пригвинчування у точках, рівномірно розташованих вздовж транспортувальної труби 1. Точки прикріплення розташовані на вузлових ділянках між краями щілин транспортувальної труби 1. 60 Фільтрувальні шари З перекривають один одного як в осьовому напрямку, так і у напрямку вздовж кола, у такий спосіб, щоб під час та після закінчення процесу розтягування, зображеного на Фіг.4, залишалося принаймні деяке перекриття суміжних фільтрувальних шарів 3.GF) attachments 4 located on or near the longitudinal center line of the filter layer C, using, for example, spot welding, brazing, soldering with soft solder, gluing, riveting or screwing at points evenly spaced along the transport pipe 1 The attachment points are located at the nodal areas between the edges of the slits of the transport tube 1. 60 The filter layers C overlap each other both in the axial direction and in the circumferential direction, in such a way that during and after the end of the stretching process shown in FIG. 4, at least some overlap of adjacent filter layers 3 remained.

На Фіг.3 захисну охоплюючу трубу 5, що її видно на Фігурах 1 та 2, не зображено, для того, щоб показати, що кожний з фільтрувальних шарів З включає серію розташованих у шаховому порядку орієнтованих вздовж 65 кола щілин 6, які орієнтовані у практично тангенціальному напрямку відносно транспортувальної труби 1 і практично у поперечному напрямку до орієнтованих вздовж осі щілин 7 транспортувальної труби 1 і до центральної осі 8 транспортувальної труби 1.In Fig. 3, the protective covering tube 5, which is visible in Figs. 1 and 2, is not shown, in order to show that each of the filter layers C includes a series of staggered slots 6 oriented along the 65 circle, which are oriented in practically in the tangential direction relative to the transport pipe 1 and practically in the transverse direction to the slits 7 oriented along the axis of the transport pipe 1 and to the central axis 8 of the transport pipe 1.

Як показано на Фіг.4, транспортувальну трубу 1 розтягують під час розтягування за допомогою Возтягувального конуса 9, у такий спосіб, що орієнтовані вздовж осі щілини 7 деформуються з набуттям ромбоподібної форми.As shown in Fig.4, the transport pipe 1 is stretched during stretching by means of the Stretching cone 9, in such a way that the slits 7 oriented along the axis are deformed to acquire a diamond shape.

Розтягування по ширині призводить до того, що транспортувальна труба 1 скорочується і, як показано наStretching across the width causes the transport pipe 1 to shorten and, as shown in Fig

Фігурах 4А-Г, орієнтовані вздовж кола щілини 6 на подовжніх крайках фільтрувальних шарів З та поблизу них спочатку розширюються з набуттям ромбоподібної форми, як показано на Фіг.4Б, після чого звужуються з 70 набуттям Х-подібної форми, показаної на Фіг.4В, після чого знову частково розширюються до форми отвору для ключа, що її показано на Фіг.4Г.Figures 4A-G, oriented along the circle of the gap 6 on the longitudinal edges of the filter layers C and near them, first expand to acquire a diamond-shaped shape, as shown in Fig. 4B, and then narrow with 70 acquiring an X-shaped shape, shown in Fig. 4B, after which they again partially expand to the shape of the key hole, which is shown in Fig. 4G.

Зображене послідовне розширення та звуження розташованих по колу щілин 6 надає фільтрувальним шарамThe successive expansion and narrowing of the circular slits 6 shown gives the filter layers

З гнучкості вздовж осі, завдяки чому запобігають вигинанню або зносу ламких шарів З під час розтягування транспортувальної труби 1.From the flexibility along the axis, which prevents bending or wear of the brittle layers C during the stretching of the transport pipe 1.

Орієнтовані у напрямку по колу щілини б також дають можливість шарам З, що перекриваються, легко ковзати один відносно другого під час розтягування.The circumferentially oriented slits b also allow the overlapping C layers to easily slide relative to each other during stretching.

Також виявлено, що замість встановлення фільтрувальних шарів З у поздовжньому напрямку навколо транспортувальної труби 1, як показано на Фіг.3, фільтрувальні шари З можна встановлювати у вигляді поверхневої спіралі навколо транспортувальної труби 1. У такому випадку кут нахилу спіралі слід вибирати достатньо малим, для того, щоб відхилення напрямку щілин 6 від тангенціального напрямку транспортувальної труби 1 не перевищувало 20 градусів.It was also found that instead of installing the filter layers C in the longitudinal direction around the transport pipe 1, as shown in Fig. 3, the filter layers C can be installed in the form of a surface spiral around the transport pipe 1. In this case, the angle of inclination of the spiral should be chosen small enough to that the deviation of the direction of the slits 6 from the tangential direction of the transport pipe 1 does not exceed 20 degrees.

Claims (7)

Формула винаходу сThe formula of the invention p 1. Розтягуваний свердловинний фільтр, призначений для запобігання потраплянню твердих частинок у (о) експлуатаційну свердловину для видобування вуглеводневих флюїдів, який включає певну кількість фільтрувальних шарів, що їх встановлюють в ірисоподібній конфігурації та співвісно із розтягуваною транспортувальною трубою із щілинами у такий спосіб, що в результаті розтягування труби величина ю зо перекривання суміжних фільтрувальних шарів зменшується, який відрізняється тим, що фільтрувальні шари мають щілини, орієнтовані практично у напрямку по колу відносно транспортувальної труби. со1. An expandable downhole filter designed to prevent solid particles from entering (o) a production well for the production of hydrocarbon fluids, which includes a number of filter layers installed in an iris-like configuration and coaxial with an expandable transport pipe with slots in such a way that in as a result of stretching the pipe, the amount of overlapping of adjacent filter layers decreases, which is distinguished by the fact that the filter layers have slits oriented practically in the direction of the circle relative to the transport pipe. co 2. Свердловинний фільтр по п. 1, який відрізняється тим, що фільтрувальні шари складаються з видовжених чн смуг із шаховим розташуванням рядів щілин у поперечному напрямку відносно подовжньої осі кожної смуги.2. A borehole filter according to claim 1, which is characterized by the fact that the filter layers consist of elongated thin strips with a staggered arrangement of rows of slits in the transverse direction relative to the longitudinal axis of each strip. З. Свердловинний фільтр по п. 2, який відрізняється тим, що порядок розташування щілин є таким, що різні в. з5 ряди розташовані з кроком до половини щілини у поперечному напрямку, причому довжина щілин є більшою за ю половину поперечного кроку між рядами щілин, а порядок розташування щілин є таким, що вони продовжуються через подовжні краї смуг.C. A borehole filter according to claim 2, which differs in that the arrangement of the slits is such that different in. c5 rows are located with a step of half the gap in the transverse direction, and the length of the gaps is greater than half of the transverse step between the rows of gaps, and the arrangement of the gaps is such that they continue through the longitudinal edges of the strips. 4. Свердловинний фільтр по п. З, який відрізняється тим, що кожну смугу прикріпляють у точках прикріплення, які рівномірно розташовані вздовж неї, до розтягуваної транспортувальної труби з щілинами. «4. A downhole filter according to item C, characterized in that each strip is attached at attachment points that are evenly spaced along it, to an extensible transport pipe with slits. " 5. Свердловинний фільтр по п. 4, який відрізняється тим, що кожну смугу прикріпляють до розтягуваної з с транспортувальної труби із щілинами у зазначених точках прикріплення за допомогою або точкового зварювання, або паяння твердим або м'яким припоєм, або склеювання, або заклепування, або пригвинчування :з» смуги до труби у кожній із згаданих точок.5. A downhole filter according to claim 4, characterized in that each strip is attached to a transport pipe extending from c with slits at the specified attachment points by means of either spot welding, or soldering with hard or soft solder, or gluing, or riveting, or screwing the strip to the pipe at each of the mentioned points. 6. Свердловинний фільтр по п. 5, який відрізняється тим, що рівномірно розташовані точки прикріплення розміщують на вузлових ділянках між краями щілин розтягуваної транспортувальної труби із щілинами. сл 6. A borehole filter according to claim 5, which is characterized by the fact that the evenly spaced attachment points are placed at the nodal areas between the edges of the slits of the stretchable transport pipe with slits. sl 7. Свердловинний фільтр по п. б, який відрізняється тим, що подовжня вісь кожної смуги є практично паралельною центральній осі транспортувальної труби як до, так і після розтягування транспортувальної труби. -І -І о 50 сл Ф) іме) 60 б57. The borehole filter according to item b, characterized in that the longitudinal axis of each strip is practically parallel to the central axis of the transport pipe both before and after stretching the transport pipe. -I -I o 50 sl F) ime) 60 b5