Испытатель пластов

Испытатель пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий корпус, связанный с колонной труб, шток, впускной клапан, связанный со штангой, имеющей кулачок. гильзу, в которой установлен поршень противодавления на пласт, над которым размещены поршеньки с втулкамиустановленными с возможностью взаимодействия с кулачком и образующими с поршеньками полости, связанные с затрубным пространством, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет обеспечения изменения депрессии на пласт вращением колонны труб,- штанга имеет кольцевой выступ, образующий с ги-пьзой камеры, сообщаемые соответственно с затрубным пространством и призабойной зоной скважины, при этом площадь кольцевого выступа и площадь сечения по наружному ди (/ аметру штанги равны.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕ н вторСКоММ сниДИтепьСтву (21) 3527284/22-03 (22) 24.12.82 (46) 15.12.84. Бюп. N- 46 (72) В.И.Гайдамака, А.Н.Замараев, В.П.Белый и Ю.А.Дудин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (53) 622.245.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 502113, кл. Е 21 В 49/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 746099,,кл. Е 21 В 49/00,,1970 (прототип). (54)(57) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий корпус, связанный с колонной труб, шток, впускной клапан, связанный со штангой, имеющей кулачок,,SU.„1129 3 . A гильзу, в которой установлен поршень противодавления на пласт, над которым размещены поршеньки с втулками, установленными с возможностью взаимодействия с кулачком и образующими с поршеньками полости, связанные с затрубным пространством, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет обеспечения изменения депрессии на пласт вращением колонны труб, штанга имеет кольцевой выступ, образующий с гильзой камеры, сообщаемые соответственно с затрубным пространством и приэабойной зоной скважины, при этом площадь кольцевого выступа и площадь сечения по наружному диаметру штанги равны.

1129338

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для исследования пластов нефтяных и газовых скважин. 5

Известен испытатель пластов, со- держащий корпус, связанный с колонной бурильных труб, ступенчатый шток с каналами, образующий с корпусом камеру, сообщающуюся с затрубным 10 пространством, стакан, образующий со штоком герметичную камеру, запорный клапан и размещенный над стаканом подпружиненный поршень, связанный посредством винтовой пары с 15 колонной труб (11.

Указанное устройство обеспечивает испытание пластов любой интенсивности притока при разных депрессиях.

При этом каждый .приток, вызываемьрй 20 новой депрессией, сменяет предыдущий режим притока, т.е. испытание ведется по схеме приток при первой депрессии — приток при второй депрессии — приток при третьей депрес- 25 сии и т.д., — восстановление пластового давления.

Однако данное устройство не обеспечив ет возможности осуществления процесса восстановления пластового :30 давления в промежутках между циклами притоков, что затрудняет интерпретацию полученных данных и выдачу за" ключения об оптимальном режиме зкснлуатации пласта. 35

Известен также испытатель пластов, включающий корпус, связанный с колонной труб, шток, впускной клапан, связанный со штангой, имеющей кулачок, гильзу, в которой установлен 40 поршень противодавления на пласт, над которым размещены поршеньки с втулками, установленными с возможностью взаимодействия с кулачком и образующими с поршеньками полости, связан- 45 ные с затрубным пространством 12 ).

Устройство обеспечивает возможность испытания пластов при перемен ных депрессиях по схеме приток при 50 первой депрессии — восстановление лластового давления - приток при второй депрессии - восстановление пластового давления - приток при третьей депрессии — восстановление. 55 пластового давления и т.д. Привод в действие данного испытателя пластов осуществляется возвратно-поступательным перемещением штока с помощью колонны труб.

Однако в ряде случаев не удается переместить шток на заданную величину, что ведет либо к неполучению процесса восстановления пластового давления, либо .к нарушению герметичности пакеровки..

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет обеспечения изменения депрессии на пласт вращением колонны труб.

Поставленная цель достигается тем, что в испытателе пластов, включающем корпус, связанный с колонной труб, шток, впускной клапан, связанный со штангой, имеющей кулачок, гильзу, в которой установлен поршень противодавления на пласт, над которым размещены поршеньки с втулками, Ъ установленными с возможностью взаимодействия с кулачком и образующими с поршеньками полости, связанные с затрубным пространством, штанга имеет кольцевой выступ, образующий с гильзой камеры, сообщаемые соответственно с затрубным пространством и призабойной .зоной скважины, при зтом площадь диаметра кольцевого выступа и площадь сечения по наружному диаметру штанги равны.

Установка штока многоциклового клапана с возможностью вращения, исключающая из рабочего процесса трудно контролируемую в глубоких, искривленных и осложненных скважинах операцию по вытяжке инструмента на заданную величину, возможна только при наличии гидравлически уравновешенной штанги, осуществляющей взаимодействие узлов, находящихся в зонах действия различных давлений: гидростатического и забойного. При отсутствии гидравлического равновесия дополнительные нагрузки, возникающие за счет разности указанных давлений, являются причиной неработоспособности предлагаемого устройства.

На фиг.1 изображено устройство для исследования пласта, общий вид, на фиг.2 — развертка фигурного паза, выполненного на образующей стойке; на фиг.3 — пример исполнения уравновешенной втулки в увеличенном масштабе; на фиг.4 — пример исполнения неуравновешенной втулки в увеличенном масштабе.

В корпусе 1 с воэможностью вра.щения вставлен шток 2, имеющий на нижнем конце многоцикловый клапан

3, связанный с бесконечной винтовой канавкой 4, выполненной на штоке 2, через штангу 5, снабженную скобой 6, входящей в зацепление с винтовой канавкой 4. Бесконечная винтовая канавка 4 представляет собой правую и левую резьбы, нарезанные на одном 10 участке штока 2. с сопряженными концами. Штанга 5 имеет продольные пазы, в которые вставлены жестко связанные с корпусом.1 штифты 7, обеспечивающие штанге,5 и клапану 3 воз- 15 вратно-поступательное движение при вращении штока 2.

К клапану 3 с помощью пальца 8 прикреплена двухступенчатая штанга

9, на которую надета гильза 10 с не .2б пересекающимися каналами: А — для сообщения полости гильзы 10 с затрубным пространством и Б — для пропуска поступающей при испытании жидкости.

Двухступенчатая штанга 9 выполнена 25 таким образом, что ее площадь сечения по кольцевому выступу равна площади ио наружному диаметру, благодаря чему штанга остается гидрав лически уравновешенной, пересекая щ ,внутри устройства зоны действия

1, двух различных давлений: гидростатического и забойного. Указанное исполнение штанги 9 обеспечивает при взаимодействии узлов независимость нагрузок на них от разности давлений, под действием которых эти узлы находятся.

К нижнему концу штанги 9 крепится кулачок 11, снабженный штифтом 12, 4 скользящим по фигурному пазу, выполненному на боковой поверхности стойки 13. В нижней части гильзы 10 имеется поршень 14 противодавления на пласт, над которым установлена 4> серия поршней 15, имеющих связь с затрубным пространством. Каналы сообщения 16 перекрыты втулками 17. Последние крепятся к стойке 13 с помощью срезных элементов 18. Втулки

17 могут быть выполнены гидравлически уравновешенными и гидравлически неуравновешенными. Полость над втулками 17 заполнена маслом и постоянно сообщена с. затрубным пространством через каналы А. Чтобы масло, заполня ющее полость, не перемешивалось с глинистым раствором, имеется разде1129338 4 лительный плавающий поршень 19. Для заполнения полости над поршнем 14 противодавления на пласт имеется пробка 20.

Устройство работает следующим образом.

В обычной компоновке испытательного оборудования устройство спускается в скважину и производится изоляция пакерами намеченного для исследования интервала. Вращением труб и штока 2 получают открытиезакрытие клапана 3, поскольку вращательное движение привода преобразуется в возвратно-поступательное движение клапана. Двигаясь вниз, клапан

3 смещает двухступенчатую штангу 9. и кулачок 11, нажимает на одну из втулок.17, срезав предварительно элемент 18. Если втулки 17 установлены как изображено на фиг.3, то после смещения втулки вниз на верхний торец соответствующего поршня 15 передается постоянное гидравлическое давление столба глинистого раствора в затрубном пространстве. Этот порШень 15 в последующее время испытаний действует на поршень 14 противодавления на пласт с постоянной силой.

Поскольку усилие на поршень 14.противоцавления на пласт постоянное, то во время притока из пласта он будет поддерживать под собой, т.е. в исследуемой зоне, постоянное давление °

Если притока из пласта нет или он очень слабый, можно уменьшить депрессию на призабойную зону следую щим образом.

При последующем вращении штока 2 клапан 3 закрывается — происходит процесс восстановления пластового давления. Новое вращение труб вновь приводит к открытию клапана 3, смешающего вниз двухступенчатую штангу 9 .и кулачок 11. Благодаря взаимодействию штифта t2 с фигурным пазом стойки 13 кулачок 1 1, поворачиваясь на заданный угол, нажимает на следующую по кругу втулку 17. После этой операции давление на поршень 14 про" тиводавления на пласт увеличивается в два раза»так как в работе учас-». твуют два поршня 15. На соответствующую величину увеличивается и противодавление на пласт. Операцию по увеличению противодавления на пласт в процессе исследования можно

75

71

7В

1б

5 11293 производить несколько раз до тех пор, пока вся серия поршней 15 не будет включена в работу. При этом минимальная депрессия будет обеспечена условием, когда общая площадь сечения поршней 15 несколько меньше сечения поршня 14 противодбвления на пласт.

Иногда же предпочтительно изменять депрессию на пласт от минимума к максимуму. В этом случае необхо- 10 димо использовать неуравновешенность втулки 17 как показано на фиг.4.

Ксли в полость над поршнем 14 противодавления на пласт закачан 45 воздух под давлением, равным давлению залитой в трубы жидкости, то депрессия при- каждом скачке сохраня ется постоянной. Если же перед испытанием вывернуть пробку 20, то полость над поршнем 14 противодавления на пласт находится под действием внутритрубного давления, а скачки депрессий будут более мелкими, их величины в каждом периоде притока будут переменными.

Технико-экономический эффект складывается за счет устранения неудачных спусков инструмента с неполучением процесса восстановления пластового давления.

1 129338

Рие З

Составитель И.Кепке

Техред О.Неце

Редактор В,Ковтун Корр етк ор С. Шеки ар

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9419/25 Тираж 564 Подписное

-ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5