Испытатель пластов

Испытатель пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области гориой пром-ти и позволяет повысить надежность испытателя в работе за счет обеспечения возможности получения сигнала о закрытии приемного клапана и предупреждения преждевременного открытия уравнительного клапана (УК) .при бурении глубоких, искривленных скважин. Испытатель включает корпус в виде патрубков (П) 1,2,3, переводники 4,5, кожух 7, приемный клапан 22. Внутри корпуса расположен полый шток 11 с втулкой (В) 19 в нижней части, которые вместе с цанговым захватом 20 и уплотнительным злементом 2) образуют УК. В верхней части П 1 расположена В 25, а в нижней - В 27 с хвостовиком. Полости П 1,2 заполнены тормозной жидкостью. Шток 1I разделен промежуточной В 30 на две части. На В 30 закреплеиы уплотнительные элементы 31 и кольцо 32 между ними с радиальными отверстиями Р. После спуска бурильных труб ji промывки скважины создают сжимающую нагрузку, смещающую шток 11 вниз. Тормозная жидкость задерживает шток II во времени, а Б 19 опускаются. В итоге шток II с В 30, клапаном 22 и УК перемещаются вниз. Трубное и кольцевое пространства скважины разобщаются . При снятии депрессии на пласт флюид поступает в полость бурильной трубы. Закрывают кран устьевой головки и осуществляют закрытый период испытания . 3 ил. -19 (Л со ю 4 сл 4 N3 Ц}иг1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 E 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

22 б 24

7Ю

rl 4 ф

ФИГ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 920202 (2 I ) 4043659/22-03 (22) 27. 03. 86 (46) 07. 03. 88. Бюл. У 9 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) М.П.Снежко, П.С.Варламов, А.В.Типугин, В.Н.Протасов и А.А.Аветисян (53) 622.245.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 920202, кл. Е 21 В 49/00, 1980. (54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить наде ность испытателя в работе за счет обеспечения возможности получення сигнала о закрытии приемного клапана и предупреждения преждевременного открытия уравнительного клапана (УК) .при бурении глубоких, искривленных скважин. Испытатель включает корпус в виде патрубков (П) !,2,3, переводники 4,5, кожух 7, приемный клапан 22. Внутри корпуса расположен полый шток 11 с втулкой (В) 19 в нижней части, которые вместе с цанговым захватом 20 и уплотнительным элементом 21 образуют УК. В верхней части

П 1 расположена В 25, а в нижней

В 27 с хвостовиком. Полости П 1,2 заполнены тормозной жидкостью. Шток

1l разделен промежуточной В 30 на две части. На В 30 закреплены уплотнительные элементы 3) и кольцо 32 между ними с радиальными отверстиями Р, После спуска бурильных труб и промывки скважины создают сжимающую нагрузку, смещающую шток 11 вниз.

„„SU„„1379454 а 2

Тормозная жидкость задерживает шток

ll во времени, а В 19 опускаются. В итоге шток 11 с В 30, клапаном 22 и

УК перемещаются вниз. Трубное и кольцевое пространства скважины разобщаются. При снятии депрессии на пласт флюид поступает в полость бурильной трубы. Закрывают кран устьевой головки и осуществляют закрытый период испытания. 3 ил.

1379454

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к техническим средствам для испытания скважин в процессе бурения, в том числе глубоких скважин, разрез которых представлен горизонтами с аномально высокими пластовыми давлениями, и является усовершенствованием известного изобретения по авт. св. !! 920202.

Цель изобретения — повышение надежности работы испытателя пластов эа счет обеспечения возможности получения сигнала о закрытии приемного клапана и предупреждении преждевре- 15 менного открытия уравнительного клапана при бурении глубоких, наклоннонаправленных или искривленных скважин.

На фиг.1 представлен испытатель 20 пластов, положение при спуско-подъемных операциях и во время циркуляции жидкости через него, общий вид; на фиг.2 — средняя и нижняя его части, положение при открытом периоде испы- 25 тания и при закачке рабочего агента, например (ПАВ), в межпакерную зону; на фиг.3 — то же, положение при закрытом периоде испытания.

Испытатель пластов состоит из кор- 30 пуса, включающего патрубки 1-3, переводников 4 и 5, шестигранного штока

6, кожуха 7, перенодника 8, полого штока 9 и цангового захвата 10. Внутри корпуса расположен полый шток 11, жестко снязанный с переводником 12, на котором винтами 13 фиксируется патрубок 14, находящийся в шестигранном телескопическом соединении с патрубком l. В средней части штока 11 40 ныполнен кольцевой выступ А, в нижней — выступ Б. В камере, образованной патрубками I и 2, находится реле времени, состоящее из поршня 15, колец 16 и 17 и скобы 18, фиксирующей 45 поршень 15 на штоке ll. Внутри поршня 15 выполнены каналы гидравлического сопротивления В с установленными в них стержнями, на нижней части штока 11 расположены втулка 19, цанговый захват 20 и уплотнительный элемент 21 образующие вместе с отверстием 1, выполненном в патрубке 3, уравнительный клапан испытателя пластов. Указанные детали клапана ограни55 чены от перемещения вниз относительно штока 11 деталями приемного клапана, жестко связанными с штоком 11 и включающими клапан 22 с отверстием Д, гайку 23 и уплотнительной элемент 24.

В верхней части патрубка 1 расположена втулка 25, ограничивающая перемещение разделительного поршня 26, н нижней его части выполнены радиальные отверстия Е. В нижней части патрубка 2 расположена втулка 27.

Внутренняя полость патрубков 1 и 2 через отверстия, перекрываемые пробками 28 и 29, заполняется тормозной жидкостью. В патрубке 3 выполнен кольцевой выступ Ж. В переноднике 4 выполнены кольценые выступы И, К, кольцевая канавка М, соединенная каналом Н с полостью оборудования, .расположенного ниже выступа К.

Переводник 5 жестко связан с переводником 4 и шестигранным штоком б, телескопически соединенном с кожухом 7. Нижняя часть кожуха 7 жестко соединена с перенодником 8, который жестко связан с полым штоком 9, находящимся в телескопическом соединении со штоком 6, на котором расположен цанговый захват 10. В кожухе 7 выполнены кольцевая проточка 0 и выступ А.

Полый шток 11 разделен на две части промежуточной втулкой 30 с выполненными на ней радиальными отверстиями П, содержит герметизирующие уплотнительные элементы 31, которые размещены и зафиксированы на внешней поверхности промежуточной втулки 30, отделенными друг от друга металлическим кольцом 32 с радиальными отнерстиями Р, совпадающими с отверстиями

П промежуточной втулки 30. Втулка

27, жестко связанная с корпусным патрубком 2,содержит хвостовую часть, на которой выполнены радиальные отверстия С. Отнерстия П, Р, полого штока 11 и С втулки 27 выполнены с воэможностью их разобщения н исходном положении при спуске испытателя пластов в скважину и в крайнем нижнем положении, соответствующем открытому периоду испытания. Названные отверстия сообщены н промежуточном положении при закрытом периоде испытания.

Испытатель работает следующим образом.

В процессе спуска н скважину бурильные трубы заполняются промывочной жидкостью через каналы Г патрубка 3 и каналы Д приемного клапана 22.

1379454

Через каналы Д и Г производится технологическая промывка скважины (прямая циркуляция) перед началом испытания, что позволяет привести параметры промывочной жидкости в норму

5 и исключить возможные осложнения при испытании. По окончании спуска и технологической промывки промывочная жидкость, заполняющая трубы, замещается водой (полностью или частично) путем прямой циркуляции для создания расчетной депрессии на пласт ° Затем производится упор якорного устройства в стену или забой скважины и создается сжимающая нагрузка для пакеровки. Под действием этой нагрузки переводник 12 вместе со штоком ll смещается вниз до упора кольцевого выступа А штока ll в поршень 15 реле времени. Тормозная жидкость перетекает по каналу гидравлического сопротивления В, благодаря чему создается задержка перемещения штока 11 во времени. Приемный клапан 22 входит в со- 25 ответствующий ему кольцевой выступ

И. Втулка 19 и уплотнительный элемент 21 уравнительного клапана после соприкосновения торца втулки 19 с кольцевым выступом Б штока II начинают перемещаться в крайнее нижнее положение.

После того, как поршень 15 реле времени окажется ниже радиальных отверстий Е, выполненных в патрубке I реле, гидравлическое сопротивление

35 перетоку тормозной жидкости резко снижается, шток II вместе с промежуточной втулкой 30, приемным и уравнительным клапанами 22 быстро пере40 мещается в крайнее нижнее положение (фиг.2), что фиксируется на поверхности по индикатору веса. При этом уплотнительный элемент 21 уравнительного клапана оказывается ниже отверс45 тий Г патрубка 3, разобщая трубное и кольцевое пространства скважины.

Выступы цангового захвата 20 располагаются ниже кольцевого выступа Ж патрубка 3.

Уплотнительный элемент 24 приемного клапана 22 устанавливается в полости кольцевого выступа К, что предотвращает его взаимодействие с флюидом. Отверстия Д клапана 22 располагаются против кольцевой канавки

М и сообщаются с межпакерным пространством скважины через каналы Н переводника 4. Выступы цангового saxвата 10 устанавливаются в кольцевой проточке 0 кожуха 7.

Снятие противодавления с пласта (создание депрессии на пласт) и его запуск в работу осуществляются путем открытия соответствующего крана, расположенного в поверхностной обвязке на устье скважины. После снятия противодавления пластовый флюид из межпакерного или подпакерного пространства скважины по каналам H переводника 4 через отверстия Д приемного клапана 22 поступает в испытатель пластов и далее в полость бурильных труб.

По истечении времени открытого периода испытания на поверхности закрывают кран устьевой головки, герметиэируя на устье столб жидкости, заполняющей бурильные трубы. Колонну бурильных труб поднимают до полного устранения сжимающей нагрузки на испытатель пластов. В этот момент показание манометра на устье скважины равны нулю. Дальнейший подъем колонны бурильных труб приводит к перемещению вверх относительно корпусных деталей испытателя пластов полого штока !! вместе с промежуточной втулкой 30 и приемным клапаном 22. Втулка 19 уравнительного клапана с уплотнительным элементом

21 остается в крайнем нижнем положении, удерживаемая усилием, действующим от ее гидравлической неуравновешенности и цангой. Подъем колонны труб продолжается до совмещения отверстий П, P полого штока ll с отверстиями С втулки 27, жестко связанной с корпусом испытателя пластов.

При этом давление промывочной жидкости, заполняющей кольцевое пространство скважины, передается в полость труб и фиксируется на поверхности, обеспечивая четкий сигнал о закрытии приемного клапана. Вследствие того, что закрыт кран на устьевой головке, заполнение полости труб промывочной жидкостью не происходит. Осуществляется закрытый период испытания. Отверстия Д приемного клапана 22 перекрываются уплотнительными элементами

2I и 24 от кольцевого и межлакерного (подпакерного) пространств скважины одновременно..

Конструкция испытателя пластов исключает соприкосновение торцов приемного клапана 22 и уравнительной

1379454 втулки 19 в момент передачи на поверхность сигнала о закрытии прием»»ого клапана (изменение давления в трубах, динамический удар при срыве цан- 5 гового захвата !О).

Таким образом осуществляется закрытый период испытания.

При дальнейшем перемещении колонны труб вверх торец приемного клапа- lp на 22 соприкасается с торцом втулки уравнительного клапана 19, что фиксируется на поверхности по увеличению натяжения, превышающему натяжение, необходимое для срыва цангового захвата 10. Цанговый захват 20 предупреждает срыв втулки 19 уравнительного клапана при низких перепадах давлений в кольцевом и межпакерном (подпакерном) пространствах скважины, à 2р также предотвращает износ уплотнительного элемента 21, удерживая втулку 19 неподвижной относительно патрубка 3 при кратковременных посадках во время спуска испытателя пластов 25 в скважину.

Для повторного открытия приемного клапана необходимо создать сжимающую нагрузку «а испытатель пластов, а для повторного закрытия — приподнять 3р колонну труб. Таким образом, путем осевых перемещений колонны труб можно осуществлять многократные открытые и закрытые периоды испытания пласта с получением на поверхности

35 четких сигналов о срабатывании клапанов.

Последний закрытый период испытания может быть совмещен по времени с технологической операций по удалению продукции пласта из бурильных труб. Лля этого открывают кран на устьевой головке и, непрерывно доливая промывочную жидкость в затрубное пространство, проводят обратную циркуляцию. Продукт испытания поднимается по трубам на поверхность, где замеряется его объем и произ«одится отбор проб.

Фор мул аизобрете«ия

Испытатель пластов по авт. св

М 920202, отличающийся тем, что, с целью повышения надеж«ости работы испытателя за счет обеспечения возможности получе»»ия cHI »»BJIB о закрытии приемного к»»апа»»а и предупреждении преждевреме»»»»ого открытия уравнительного кляпа«а при бурении глубоких, накло»»но-«аправляемых или искривленных скважи»», о« с«абже« промежуточной втулкой с радиальными отверстиями, которая делит полый шток на две части, причем промежуточная втулка выпол»»ена с жестко закрепленными на ее наружной поверх«ости гермет»»зирующ»»ми уплотнительными элементами и кольцом между ними, которое имеет радиальные отверстия на уровне радиальных отверст»вl »»рс»е уточной втулки, а втулка, жестко связанная с патрубком в его нижней части, имеет хвостовик с радиальными отверстиями, выполненными с возможностью сообщения с радиальными отверстиями промежуточной втулки в закрытом периоде испыта«ия и разобщения »»р»» перемещении колонны труб.

1379454

П

Ç2

22

Составитель А. Симецкая

Редактор H.Ðîãóëè÷ Техред А.Кравчук Корректор М.Шароши

Заказ 953/33

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уигород, ул. Проектная, 4

Ю

23

Тирам 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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