Устройство для испытания пластов

Устройство для испытания пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О 1.1 И С A Н И E 7942Б

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союа Советских

Соииелистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2707709/22-03 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

E 21В 49/00 (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (53) УДК 622.245.7 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ф. И. Тетерин, Г. Д. Сухоносов и Б. А. Блейх

Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТОВ

ГосУдаРстаеииый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к оборудованию для исследования пластов и может быть использовано в комплекте испытательного инструмента, применяемого в бурящихся скважинах. Устройство служит для регулирования доступа жидкости и газа из пласта в бурильные трубы с целью записи кривых притока и восстановления давления, что позволяет получить количественную оценку пласта.

Известно устройство для испытания пласта, позволяющее записать кривые притока и восстановления давления, содержащее связанный с бурильными трубами запорный .клапан, а также выпускной и уравнительный клапаны с пакером (1).

Недостатком конструкции является то, что она позволяет без подъема бурильной колонны провести лишь один цикл испытания пласта, т. е. записать глубинными манометрами одну кривую притока и восстановления давления. Но чтобы получить качественную характеристику пласта необхо,димо снять несколько кривых, что можно достигнуть лишь при многократном подъеме — опускании бурильной колонны, что значительно удлиняет и удорожает процесс испытания.

Известно также устройство для испытания пластов, содержащее корпус, выполненный из двух частей, верхней, связанной с колонной труб и выполненной с каналами и хвостовиками, и нижней, выполненной со штоком, установленным в хвостовике, поршневой запорный клапан, установленный в верхней части корпуса и образующий с ним камеру, связанную с затрубным пространством, и уравнительный клапан (2).

Испытание этим устройством позволяет

10 снять лишь одну — начальную кривую восстановления давления; для получения второй необходимо осевое перемещение инструмента вверх, которое может привести к открытию уравнительного клапана, т. е. к

15 распакеровке инструмента из-за отсутствия фиксации инструмента, расположенного ниже запорного клапана.

При работе с этим устройством отсутствует возможность управления процессом с

20 устьем скважины, что особенно необходимо при исследовании высокодебитных пластов.

Все это снижает надежность устройства, которое не позволяет обеспечить многоцикличную работу без подъема бурильной ко25 лонны, что увеличивает и удорожает процесс испытания.

Целью изобретения является повышение надежности работы и сокращение времени испытаний.

00 Поставленная цель достигается тем, что

794215 поршень выполнен полым с кольцевой проточкой и подпружинен относительно корпуса, а диаметры штока и приемного клапана связаны отношением, ш

5 — = 0,5 — 0,9, - к где Рш — диаметр штока, мм;

0 — диаметр корпуса, мм..

На чертеже показано устройство для ис- 10 пытания пластов.

Устройство содержит клапаны — запорный 1, приемный 2. Корпус выполнен из двух частей — верхне" 3 с хвостовиком 4 и нижней 5, причем в верхней части 3 распо- 15 ложен поршень 6 опорного клапана, который поджат пружиной 7 к хвостовику 4 и имеет кольцевую проточку, образующую с внутренней поверхностью корпуса полость

А, связанную через радиальный канал 8 с 20 затрубным пространством. Кроме того, в верхней части 3 корпуса выполнен осевой канал 9, служащий для сообщения внутритрубного пространства над и под клапаном, а поршень 6 запорного клапана снабжен 25 переточными окнами 10. В нижней части 5, неподвижно соединенной со штоком 11 приемного клапана 2, размещен шток 12, диаметр Ф которого меньше диаметра Ф2 приемного клапана. Хвостовик 4, которым 30 оканчивается верхняя часть 3, входит в полость Б, образованную штоком 12 и внутренней поверхностью нижней части 5, причем высота полости Б принимается равной расстоянию между верхней 3 и нижней 5 35 частями.

Поршень 6 и шток 1 герметизированы уплотнительными элементами 13 и 14. Устройство содержит также уравнительный клапан 15, реле времени 16, пакер 17 и 40 фильтр 18, Работает устройство следующим образом.

При спуске устройства, скомпонованного на бурильных трубах, в скважину запорный 1 и приемный 2 клапаны закрыты, а 45 клапан 15 открыт.

Затрубное пространство заполнено глинистым раствором, и в процессе спуска переток жидкости из подпакерной в надпакерную зону происходит через щели филь- 50 тра 18, канал штока пакера 17, кольцевые зазоры между штоком 11 и корпусом 19 приемного клапана и далее через отверстия

15 уравнительного клапана в затрубное пространство. Верхняя 3 и нижняя 5 части 55 корпуса находятся в «растянутом» положении. Так как клапан 1 закрыт, то это означает, что поршень 6 находится в крайнем нижнем положении и упирается в торец хвостовика 4 под действием усилия пружи- 00 ны 7 и разности давлений глинистого раствора — затрубного, передаваемого по каналу 8 в полость А, и внутритрубного, передаваемого на торцы поршня 6. При этом канал 8 перекрыт поршнем 6 и герметизи- 05 рован элементами 13, что предотвращает сообщение внутритрубного пространства над и под клапаном 1.

При достижении инструментом забоя приступают к испытаниям, в данном случае — к вызову притока и снятию кривых восстановления давления.

Для вызова притока необходимо открыть запорный 1 и приемный 2 клапаны и закрыть уравнительный клапан. Для этого производят механическое нагружение инструмента массой бурильных труб, что приводит к перемещению верхней части 3 относительно нижней части 5 за счет перемещения хвостовика 4 в полости Б по штоку

12, герметизированному элементом 14.

На определенной глубине опускания хвостовика в полости Б торец поршня 6 достигнет торца штока 12 и при дальнейшем приложении нагрузки их взаимодействие приведет к преодолению усилия поджатия к хвостовику 4 поршня 6 и его перемещению вверх, на величину, равную величине дальнейшего опускания хвостовика 4 в полости Б. Произойдет открытие запорного клапана и, тем самым, сообщение внутритрубного пространства над и под клапаном через переточные окна 8 и канал 9, После этого производится пакеровка дальнейшей передачей нагрузки инструментом через шток 11, реле и масляную камеру 16 и корпус 19 на резиновый элемент пакера 17.

При этом резиновый элемент, деформируясь, прилегает к стенке скважины, изолирует влияние жидкости в скважине над пакером на пласт, находящийся под пакером, и шток 11 перемещается относительно корпуса 19. Через заданное время, например, 3—

5 минут, открывается приемный клапан 2, перемещаясь в крайнее нижнее положение, что позволяет сообщить подпакерное и внутритрубное пространство и приложить депрессию к испытуемому пласту. При таком положении клапанов пластовый флюид поступает во внутритрубное пространство.

Глубинный манометр производит при этом запись кривой притока.

Для записи кривой восстановления давления необходимо, чтобы запорный 1 и уравнительный клапаны были закрыты, а клапан 2 открыт. Для этого верхнюю часть 3 корпуса 1 перемещают вверх натяжением инструмента до перекрытия поршнем 4 канала 9.

В условиях отсутствия отрицательных технологических факторов, например, деформации, зависания инструмента и т. д. было бы достаточно натянуть инструмент на величину хода поршня.

Однако такие условия почти ни в одной скважине не встречаются, для гарантированного закрытия клапана 1 необходима большая «вытяжка» инструмента, находящегося непосредственно над клапаном 1, что возможно за счет телескопического со794215 единения частей 3 и 5. При этбм, происходит перемещение верхней части 3 вверх, а вместе с ней и хвостовика 4, который движется в полости Б по штоку 12. Перемещение верхней части 3 приводит к выходу из контакта торцевых поверхностей штока 12 и поршня 6, в результате чего поршень 6 под действием усилия пружины 7 и разности давлений, передаваемый в полость А по каналу 8 и действующей на торцы поршня 10

6, перемещается вниз. Таким образом, происходит закрытие клапана 1. Клапан 2, несмотря на «вытяжение» инструмента, остается открытым в период перемещения верхней 3 относительно нижней 5 части корпу- 15 са. Этому способствует наличие телескопического хода частей 3 и 5 корпуса, а также усилие, возникающее от действия затрубного надпакерного давления по разности кольцевых торцевых площадей S и S нижней 0 части 5 устройства и корпуса 19, приемного клапана. При этом соотношение диаметров Ф и Ф штоков 12 и 11 принято

0,5 — 0,9.

Соотношение диаметров меньше величи- 25 ны 0,5 ограничено минимальным диаметром проходного канала штока 12. Соотношение диаметров больше величины 0,9 ограничено возможностью возникновения усилия, превосходящего усилие от действия затрубного 30 давления по упомянутым площадям и способного вызвать перемещение нижней части

5 корпуса вверх и, как следствие, закрытие приемного 2 и открытие уравнительного клапанов. 35

При этом произойдет распакеровка испытательного инструмента и поэтому невозможно будет записать кривую восстановления давления.

Таким образом, при открытом приемном 40 и закрытом запорным клапанах идет восстановление забойного давления, запись кривой которого ведется глубинным манометром. Цикл завершен, Однако для получения качественной характеристики пласта необходимо многократное снятие кривых притока и восстановления давления, т. е. многоцикловые испытания. Причем для ускорения процесса важно чтобы испытания велись без подъема бурильной колонны.

Эти условия обеспечиваются конструктивными особенностями предлагаемого устройства и для повторения цикла необходимо повторить действия, характеризующие его работу.

Формула изобретения

Устройство для испытания пластов, содержащее корпус, выполненный из двух частей, верхней, связанной с колонной труб и выполненной с каналами и хвостовиком, и нижней, выполненной со штоком, установленным в хвостовике, поршневой запорный клапан, установленный в верхней части корпуса и образующий с ним камеру, связанную с затрубным пространством, и уравнительный клапан, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и сокращения времени испытания, поршень выполнен полым с кольцевой проточкой и подпружинен относительно корпуса, а диаметры штока и приемного клапана связаны отношением

= 0,5 †: 0,9, к где  — диаметр штока, мм;

D,- — диаметр корпуса, мм, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Временная конструкция по сборке и эксплуатации «Комплект испытательных инструментов» НИИ-2-146, 1967, с. 28 — 31.

2. Авторское свидетельство СССР

Ме 163985, кл. Е 21В 49/00, 4.06.62.

7942И

Составитель Б. Блейк

Редактор В. Большакова

Техред А. Камышникова Корректор В. Нам

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 46/10 Изд. № 158 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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