Устройство для исследования и регулирования работы скважин

Устройство для исследования и регулирования работы скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для измерения физических параметров среды при исследовании скважин.

Известно устройство для измерения внутрискважинных параметров, включающее спущенное в скважину на колонне труб посадочное гнездо в виде скважинной камеры, в которой расположен глубинный прибор /RU 2249108 C1, E21B 47/00, опубл. 27.03.205/.

Известно устройство для исследования скважин, содержащее корпус, выполненный с возможностью спуска в скважинную камеру и с возможностью установки, по меньшей мере, одного прибора /RU 75690 U1, E21B 47/00, опубл. 20.08.2008/.

Расположение измерительной системы или измерительного прибора для исследования скважин в корпусе или на корпусе устройства снижает его функциональные возможности.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка такой конструкции устройства для исследования скважин, которая увеличила бы его функциональные возможности и могла быть применена для исследования и регулирования проходящего через корпус регулятора потока флюида.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении функциональности, в упрощении конструкции, увеличении надежности и эффективности измерения физических величин в полости труб и/или затрубном пространстве в добывающих и нагнетательных скважинах с одним или несколькими эксплуатационными объектами (пластами). Впервые появляется возможность производить исследования потока флюида, проходящего через корпус устройства, в том числе непосредственно за регулирующим элементом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для исследования и регулирования скважин, содержащем корпус с захватной головкой и хвостовиком, выполненный с возможностью спуска в скважинную камеру, при этом корпус имеет гидравлический осевой канал, соединяющийся с гидравлическими осевыми каналами и боковыми отверстиями, выполненными в захватной головке и хвостовике, и, по меньшей мере, одно измерительное средство, особенностью является то, что измерительное средство расположено в осевом канале захватной головки и/или в хвостовике, а в корпусе установлены регулирующие элементы, предназначенные для регулирования потока флюида, проходящего через него.

Кроме того, корпус, и/или захватная головка, и/или хвостовик могут быть выполнены составными с переводниками, в которых может быть выполнено боковое отверстие, выступающее в качестве штуцирующего элемента. Устройство также может на хвостовике содержать цангу для фиксации и удерживания устройства с измерительным средством в эксцентричном кармане скважинной камеры. В гидравлическом осевом канале или в боковом отверстии корпуса и/или хвостовика и/или в захватной головке может быть установлена сетка и/или фильтр, а в корпусе установлена разделительная перегородка с обтекаемой конусной формой. Осевой канал, где установлено, по меньшей мере, одно измерительное средство, может быть проточным.

Размещение измерительного средства в захватной головке либо в хвостовике позволит применить корпус устройства для решения других дополнительных задач, например использовать для регулирования или штуцирования потока. Кроме того, позволит производить исследования свойств жидкости непосредственно в потоке при движении частиц, в особенности на входе или выходе из регулирующего элемента (штуцера).

За счет расположения измерительного средства или средств в захватной головке или хвостовике высвобождается место в корпусе для установки в нем регулирующих элементов, что значительно повышает функциональность устройства. Канал/отверстие в захватной головке, соединяющий чувствительный элемент/датчик с гидравлическим каналом, по которому происходит фильтрация флюида, позволяют производить исследования параметров фильтрующегося флюида через корпус устройства.

Размещение в захватной головке и/или хвостовике измерительного средства оптимизирует технологический режим установки глубинных за счет экономии пространства/места для их размещения. При этом отпадает необходимость размещения измерительной системы или приборов в корпусе, что позволяет установить в корпусе устройства регулирующие элементы.

Устройство для исследования и регулирования режима работы скважины поясняется фиг.1, 2, 3, 4.

Устройство для исследования и регулирования скважин содержит захватную головку 1, корпус 2, выполненный в виде полой трубки и с возможностью установки в скважинной камере, и хвостовик 3. Захватная головка 1, корпус 2 и хвостовик 3 имеют гидравлические осевые каналы 4 (в корпусе), 5, 6 (в головке), 7 (в хвостовике) и боковые отверстия 8 (в головке), 9 (в корпусе), 10 (в хвостовике) для соединения трубного и затрубного пространств, а также регулирующие элементы, например, в виде штуцера 11 и запорные элементы в виде седла 12 и шара 13.

Снаружи на боковой поверхности устройства для исследования и регулирования скважин установлены уплотнительные элементы 14

Внутри головки 1 и/или в хвостовике 3 размещается, по меньшей мере, одно измерительное средство, выполненное, например, в виде исследовательского прибора 15 (Фиг.1) или в виде измерительной системы, например, включающей, по меньшей мере, один чувствительный элемент 16, управляющую микросхему 17 с проводами и батарейку/аккумулятор 18 (Фиг.2). При этом головка 1 и хвостовик 3, внутри которых размещается измерительная система, выступают в качестве корпуса измерительного прибора. Исследовательский прибор 15 и измерительная система с элементами 16, 17, 18 предназначены для измерения скважинных параметров в трубном и/или затрубном пространстве скважины.

В зависимости от технических условий в устройстве головка 1, корпус 2 и хвостовик 3 выполняются составными, части которых соединяются между собой, например, с помощью переводников 19. При этом переводник 19 может быть выполнен с боковым отверстием и нередко выступает в качестве штуцера или штудирующего элемента.

Устройство, например, на хвостовике 3 содержит цангу 20 для фиксации и удерживания устройства с приборами в эксцентричном кармане скважинной камеры.

В осевом канале 4, 5, 6, 7 и/или в боковом отверстии 8, 9, 10 и/или на чувствительном элементе 16 устанавливается защитная сетка/фильтр/кожух 21. В условиях, когда через устройство проходит значительный объем агрессивной среды, в корпус 2 и/или переходник/переводник 19 устанавливают, по меньшей мере, одну разделительную перегородку 22 с обтекаемой конусообразной формой, предохраняющую размыв и повреждение исследовательского прибора 15. При этом в осевом канале 6 головки 1 на Фиг.1 установлены герметично два прибора 15, на Фиг.2 - одна измерительная система, а на Фиг.4 помещен в проточный осевой канал 6 один прибор 15, расположенный на демпферных резинометаллических удерживающих устройствах 23, например, в виде шасси. На Фиг.3 для герметизации элементов 16,17,18 измерительной системы в головке 1 используют резиновые (фторопластовые, резинометаллические) элементы 24.

Исследовательский автономный прибор 15 или измерительная система включают в себя, по меньшей мере, один чувствительный элемент, например, для определения давления, температуры или плотности, сопротивления фильтрующейся среды и пр.

Устройство для исследования скважин работает следующим образом.

В скважину спускают на колонне труб одну или несколько скважинных камер в зависимости от геолого-промысловых условий и требуемых параметров исследований. С помощью канатной или каротажной техники спускают и устанавливают в скважинной камере устройство для исследования и регулирования расхода фильтрующейся среды с запорными элементами.

Регулирующие элементы 11 (штуцера) и/или запорные элементы 12, 13 настраиваются на определенный режим регулирования потока флюида, который проходит через гидравлически связанные осевые 4, 7 и боковые каналы 9, 10. При этом исследовательским прибором 15 или измерительной системой через осевой канал 5 определяются параметры проходящей среды, а через осевой канал 6 и боковое отверстие 8 определяются параметры флюида, омывающего снаружи головку 1 или хвостовик 3 устройства.

1. Устройство для исследования и регулирования работы скважин, содержащее корпус с захватной головкой и хвостовиком, выполненный с возможностью спуска в скважинную камеру, при этом корпус имеет гидравлический осевой канал, соединяющийся с гидравлическими осевыми каналами и боковыми отверстиями, выполненными в захватной головке и хвостовике, и, по меньшей мере, одно измерительное средство, отличающееся тем, что измерительное средство расположено в осевом канале захватной головки и/или в хвостовике, а в корпусе установлены регулирующие элементы, предназначенные для регулирования потока флюида, проходящего через него.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный корпус, и/или захватная головка, и/или хвостовик могут быть выполнены составными с переводниками.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в переводнике выполнено боковое отверстие, выступающее в качестве штудирующего элемента.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на хвостовике содержит цангу для фиксации и удерживания устройства с измерительным средством в эксцентричном кармане скважинной камеры.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в гидравлическом осевом канале или в боковом отверстии корпуса, и/или хвостовика, и/или в захватной головке установлена сетка и/или фильтр.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе установлена разделительная перегородка с обтекаемой конусной формой.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осевой канал, где установлено, по меньшей мере, одно измерительное средство, является проточным.