Скважинный экран для горизонтальной или искривленной скважины

2 Настоящее изобретение относится к области бурения скважин для добычижидких сред, например, нефти, воды и т.п. и, в частности, к скважинному экрану для горизонтальной или искривленной скважины.В скважинах ДЛЯ добычи нефти, воды и т.п. имеется все возрастающая тенденция использования вместо вертикальной скважины, которая получается вертикальным бурением породы с поверхности земли к нефтяному или водяному пласту, горизонтальной или искривленной скважины, которая создается бурением вертикального отрезка, изогнутого отрезка и горизонтального или искрнвленного отрезка, проходящего горизонтально или наклонно по нефтяному или водяному пласту. Подобная горизонтальная или Искривленная скважина выгодна тем, что поскольку участок экрана такой горизонтальной или искривленной скважины, с которого может собираться нефть или вода, во много раз длиннее, чем у вертикальной скважины, то такая горизонтальная или Искривленная скважина имеет во много раз большую продуктивность добычи нефти или воды, чем вертикальная скважина.Известен скважинный экран для горизонтальной или искривленной скважины(Патент США На 3816894), включающий основную часть экрана, в виде ряда основных продольных стержней, размещенных по образующей основной части экрана, и проволоки, намотанной на основные стержни, и защитный каркас в виде ряда защитных продольных стержней, размещенных снаружи проволочной намотки и защитной проволоки, намотанной вокруг защитных стержней.Недостатком этого скважинното экрана является то, что при его пропускании через изгиб нефтяной скважины стержни сталкиваются с проволокой промежуточного экрана и промежуточными стержнями, что приводит к из изгибу в соответствии с изгибом буровой скважины и потере упругой памяти.При этом после прохождения изгиба скважины экран остается согнутым и уже не будет плотно прилегать к стенкам скважины при достижении места в скважине,где он должен отделять песок от жидкости, выкачиваемой из нее. В результате этот экран не обеспечит полное удержание песка от попадания его в указанную жидкость.В связи с этим техническим результатом настоящего изобретения является создание скважинного экрана для горизонтальной или искривленной скважины,способного предотвратить повреждение или пластическую деформацию экрана,которая возникает при прохождении экрана через изогнутый отрезок скважины, итаким образом, сохранять свою эффективную функцию.Этот технический результат достигается тем, что в скважинном экране для горизонтальной или искривленной скважины, включающем основную часть экрана,в виде ряда основных продольных стержней, размещенных по образующей основной части экрана, и проволоки, намотанной на основные стержни, и защитный каркас в виде ряда защитных продольных стержней, размещенных снаружи проволочной намотки И защитной проволоки, намотанной вокруг защитных стержней, согласно изобретению имеются кольцевые элементы для крепления стержней,размещенные по оси скважинного экрана, причем защитные продольные стержни установлены с зазором относительно проволоки основной части экрана.Целесообразно, чтобы кольцевые элементы были закреплены на основных продольных стержнях.Согласно данному изобретению, при введении с усилием скважинного экрана в скважину экран проходит через изогнутый отрезок скважины, защитный каркас,имеющий защитные стержни и защитную проволоку, скользит вдоль изогнутого отрезка, касаясь стенок скважины. Таким образом, проволока внутреннего экрана ни в каком случае, не контактирует со стенками скважины, а упруго деформируется внутри защитного каркаса и после достижения скважинным экраном горизонтального отрезка скважины восстанавливает свою начальную конфигурацию. Кроме того, поскольку между защитными стержнями защитного каркаса и внешней поверхностью проволоки экрана имеется зазор заданной величины, за счет подгонки этого зазора до нужной величины может быть сделана такая регулировка, что при прохождении скважинного экрана через изогнутый отрезок скважины проволока экрана не будет соприкасаться с защитными стержнями защитного каркаса, или если она даже и будет контактировать с некоторыми из защитных стержней, то к проволоке экрана не будет приложено чрезмерной нагрузки, вызывающей пластическую деформацию проволоки экрана. Отсюда следует, что при введении с усилием скважинного экрана в скважину повреждение или пластическая деформация, возникающая в скважинном экране при прохождении через изогнутый отрезок скважины, могут быть эффективно предотвращены и при всех условиях скважины может быть сохранена постоянная ширина зазора проволоки экрана.Далее описывается предпочтительный вариант выполнения изобретения со ссылками на сопровождающие фигуры, на которыхфиг. 1 изображает эксонометрический вид варианта выполнения скважинногочастью фиг. 3 - продольный разрез части скважннного экранафиг. 4 - схематический вид горизонтальной скважины.Скважинньтй экран 1, показанный на фигуре 1, состоит из основной части 2 и защитного каркаса 3. Основная часть 2 экрана 1 включает в себя вертикальную перфорированную трубу 4 с множеством отверстий 5 для забора жидкости, ряд основных стержней б, расположенных снаружи перфорированной трубы 4,идущих в продольном направлении скважинного экрана 1 и размещенных по образующей основной части 2 на равном расстоянии между соседними основными стержнями 6, и проволоку 7, намотанную по спирали на стержни б. Такая конструкция основной части 2 экрана 1 хорошо известна в области техники нефтяных скважин. Между участками проволоки 7, которые прилегают друг к другу в осевом направлении скважинного экрана 1, формируется зазор 8, имеющий заданную Ширину (1.Защитный каркас 3 содержит ряд защитных стержней 9, размещенных снаружи проволочной намотки и идущих в продольном направлении скважинного экрана 1, и защитную проволоку 10, намотанную по спирали вокруг защитных стержней 9. Экран 1 снабжен кольцевыми элементами 1 для крепления стержней,размещенными по оси скважинного экрана 1. Каждый защитный стержень 9 прикреплен обоими концами к кольцевым элементам 11 для крепления стержней сваркой или другим способом. Защитная проволока 10 приварена к защитным стержням 9 в каждой точке контакта с ними. Защитная проволока 10 предназначена для формирования вместе с защитными стержнями 9 сеткообразной структуры, так что шаг намотки защитной проволоки 10 будет подходящим, если он будет достаточен для обеспечения требуемой прочности защитного каркаса 3.Между защитными стержнями 9 и внешней поверхностью проволоки 7 экрана имеется зазор 5 заданной величины. Нужная величина этого зазора 5 определяется с учетом диаметра скважины, радиуса кривизны изогнутого отрезка 12 (фиг. 4) скважины 13 и других условий таким образом, чтобы при прохождении скважинного экрана 1 Через изогнутый отрезок 12 изогнутая проволока 7 экрана не соприкасалась с изогнутыми стержнями 9. Если она даже и будет контактировать с некоторыми из изогнутых защитных стержней 9, то к проволоке 7 экрана 1 не будет приложено чрезмерной нагрузки со стороны защитных стержней 9, вызывающейпластическую деформацию проволоки 7 экрана 1.В иллюстрированном фигурами варианте осуществления изобретения кольцевые элементы 11 для крепления стержней прикреплены к основным стержням 6 экрана 1 подходящим способом, таким как сварка в надлежащих местах между концами одиночного скважинного экрана 1. При закреплении кольцевых элементов 11 на основных стержнях 6 экрана 1, между концами одиночного скважинного экрана 1 может быть установлено желаемое число кольцевых элементов 11. Следовательно, при установке соответствующих кольцевых элементов 11 на достаточно коротком расстоянии друг от друга соответствующие основные стержни 6 и проволока 7 в каждой секции между двумя соседними кольцевыми элементами 1 1 будут изгибаться достаточно однородно на изогнутом отрезке 12 скважины 13 и, как результат, зазор 8 проволоки 7 экрана 1 на изогнутом участке 14 экрана 1 (фиг. 4) будет претерпевать достаточно одинаковое изменение. Таким образом, в данном варианте осуществления, в котором между концами одиночного экрана 1 может быть размещено желаемое число кольцевых элементов 11 для крепления стержней,существует меньшая вероятность возникновения неравномерности в ширине а зазора проволоки 7 экрана на изогнутом участке 14 экрана 1, чем в случае, когда кольцевые элементы 1 1 имеются только на концах одиночного экрана 1.В иллюстрированном варианте осуществления изобретения внутренняя поверхность 15 каждого кольцевого элемента 11 находится в плотном контакте с внешней поверхностью перфорированной трубы 4. За счет такого устройства кольцевые элементы 11 для крепления стержней разделяют пространство между внешней поверхностью перфорированной трубы 4 и внутренней поверхностью проволоки 7 экрана в осевом направлении скважинного экрана 1 и изолируют соответствующие области, образующиеся при этом разделении пространства 16. Тем самым в случае, когда для прочистки конкретной части экрана 1 или для другой цели изнутри экрана 1 к его внешней части подается промывочная или другая жидкость, может быть предотвращено растекание промывочной или другой жидкости вдоль пространства 16 к другим частям экрана 1 без ее концентрации на нужном участке и за счет этого может быть осуществлена эффективная прочистка или другая операция.Далее описывается процедура установки подобного скважинного экрана 1,имеющего защитный каркас 3, в горизонтальную или искривленную скважину 13.Ряд экранов 1 описанной выше конструкции соединяется последовательно и постепенно задвигается с усилием в горизонтальную или искривлеиную скважину13 с поверхности земли как показано на фиг. 4. После вертикального отрезка 18