Испытатель пластов(его варианты)

Испытатель пластов(его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и>920202

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЗРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Co«97cKNx

Социалистически«

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 10. 80 (21) 2994756/22-03 с присоелинеиием заявки М 2995576/22-03 (23) Приоритет (51)NL. Кл.

Е 21 В 49/00

3Ьеударетее««ый каиктет

СССР ав делен «зебрете«««

« еткрыт«Я

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень Рй 14

Дата опубликования описания 15.04.82 (53) УДК 622. 245. .7(088,8) р

П. С..Варламов, М. П.. Снежко и В. В. Подзолксш,, ", с; м ! (. . : . т

Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский. и проектный институт. нефтяной, промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к области испытанйя скважин на нефть, газ или воду, в частности к устройствам для испытания скважин в процессе бурения и после крепления их колонной.

Известен испытатель пластов, вклю- чающий корпус, шток, реле времени, приемный клапан, раздвижной механизм, сигнализатор, выполненный в виде пат" рубка с радиальными каналами № размето щенного в нем полого поршня с кольцевыми .выступами, между которыми выполнены радиальные каналы, причем патру" бок жестко связан со штоком испытателя пластов, а полый поршень - с колон", ной труб 02 .

Однако работа данного испытателя пластов, хотя и позволяет осуществлять. прямую и обратную циркуляцию в скважине, не обеспечивает закрытия клапанов после циркуляции, для его последующей работы в скважине. Кроме того, конструкцией испытателя пластов не предусмотрена многоцикловост.ь в работе, а

2 также возможность сообщения трубного, затрубного, подпакерного пространствскважины одновременно до и после испытания объекта..

Поэтому данный испытатель не может быть применен для испытания за один спуск двух и более объектов, с доставкой продукта испытания каждого пласта на поверхность, проведения технологической промывки через него перед испытанием, проведения работ по интенсификации притока через испы" татель пластов с последующим запуском пласта в работу.

Известен также испытатель пластов, включающий верхний полый шток, жестко связанный с колонной труб, реле времени с разделительными поршнями, приемный и уравнительный клапаны с каналами и подвижную втулку, установленную между полым штоком и корпусом, нижний полый шток с кожухом и корпус, телескопически связанный с верхним и нижним полыми штоками (2l.

3 92

Недостатком указанного испытателя пластов является то, что он не может применятbcR для испытания двух и более объектов с доставкой продукта испытания каждого пласта на поверхность. Его конструкция не предусматривает проведения технологической промывки перед испытанием и проведения работ по интенсификации притока из пласта, поСкольку его конструкцией не предусмотрено сообщение трубного, затрубного и межпакерного пространства одновременно перед испытанием и после него каждого объекта

Сигнал о"закрытии приемного клапана испытателя пластов фиксируется на поверхности стабилизацией веса колонны труб, отмечаемой по индикатору.

Это осуществляется за счет телескопического. перемещения корпуса относительно нижнего штока испытателя пластов. Кроме того, данное устройство характеризуется недостаточной надеж ностью получаемого сигнала в глубо" ких, наклонных и геологически сложных скважинах. Это приводит к нека чественным и даже неудачным испытаниям объектов из-за незакрытия приемного или преждевременного открытия уравнительного клапана. Преждевременный срыв уравнительного клапана испытателя пластов имеет место также и в том случае, когда перепад между давлениями в кольцевом и межпакерном

0202 4

)О

1$ ная цель достигается тем, что втулка и нижняя часть корпуса снабжены цанговыми захватами для фиксации их соответственно относительно корпуса и кожуха, причем корпус и кожух имеют кольцевые выступы под захваты втулки и корпуса, а втулка установлена над каналами приемного и уравнительного клапанов.

Надежность работы устройства повышается за счет устранения преждевременного открытия уравнительного клапана, более точной передачи на поверхность сигнала о закрытии приемного клапана и возможности проведения промывки перед каждым испытанием, а также проведения работ по интенсификации притока из пластов через испытатель пластов.

На фиг. 1 изображен испытатель пластов в положении при спуско-подьемных операциях и во воемя циркуляции жидкости через него, общий вид; на фиг. 2, - нижняя часть испытателя пластов в положении при открытом периоде испытания и при закачке рабочего агента, например (ПАВ), в межпакерную зону; на фиг. 3 " нижняя часть испытателя пластов в положении при закрытом периоде исйытания; на фиг. 4 - нижняя часть испытателя пластов с решенным как отдельный конструктивный элемент телескопическим соединением, находящимся в положении при открытом пери(подпакерном) пространствах скважины незначителен, так как уравнительный клапан в данном устройстве удерживается в закрытом положении только усилием, действующим от перепада-этих давлений.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства при испытании нескольких объектов за один спуск испытателя в глубокие и искривленные скважины, причем испытатель пластов может быть спущен в скважину и на трубах малого диаметра.

Поставленная цель достигается тем, что приемный клапан и втулка снабжены цанговыми, захватами для фиксации их относительно корпуса, в котором выполнены кольцевые выступы под захваты клапана и втулки, при- чем втулка установлена над каналами приемного и уравнительного клапанов.

При спуске испытателя в скважину на трубах малого диаметра поставлен. оде испытания; на фиг. 5 - нижняя часть испытателя пластов с упомянутым дополнительным телескопическим соединением, находящимся в положении при закрытом периоде испытания.

43

Испытатель пластов состоит иэ корпуса, включающего патрубки 1, 2 и 3 и переводник 4. Внутри корпуса расположен полый шток 5, жестко связанный с переводником 6, на котором винтами 7 фиксируется патрубок 8, находящийся в шестигранном телескопическом соединении с патриком 1. В средней части штока. 5 выполнен кольцевой выступ А, в нижней .- выступ Б. В камере,образованной патрубками 1 и 2, находится реле времени, состоящее из поршня 9, колец 10, 11 и скобы 12, фиксирующей поршень 9 на штоке 5.

Внутри поршня 9 выполнены каналы гидравлическага сопротивления В с установленными в них стержнями. На ниж« ней части штака 5 расположены втулка

13, цанговый захват 14, и уплотни5 9202 тельный элемент 15, образующие .вместе с отверстием Г, выполненном на патрубке 3, уравнительный клапан испытателя пластов. Указанные детали клапана ограничены от перемещения 5 вниз относительно штока 5 деталями приемного клапана, жестко связанными с штоком 5 и включающими клапан 16 с отверстием Д, цанговый захват 17 и уплотнительный элемент 18.

В верхней части камеры 1 расположена втулка 19, ограничивающая перемещение разделительного поршня 20, в нижней ее части выполнены радиальные отверстия Е. В нижней части патрубка

1 расположена втулка 21. Внутренняя полость патрубков 1, 2 через отверстия, перекрытые пробками 22, 23, заполняется тормозной жидкостью. В патрубке 3 выполнен кольцевой выступ Ж. 2о

В переводнике 4 выполнены кольцевые выступы И, К, Л кольцевая канавка И, соединенная каналом Н с полостью оборудования, расположенного ниже кольцевого выступа Л. 25

Испытатель пластов с выделенным телескопическим соединением кроме перечисленных деталей включает переводник 24, жестко связанныи с шестигранным штоком 25, находящимся в телеско- зо пическом соединении с кожухом 26.

:Нижняя часть кожуха 26 жестко соединена. с переводником 27, который жестко связан с полым штоком 28, находящимся в телескопическом соединении со штоком 25. На шестигранном штоке 25 расположен цанговый захват 29. В кожухе

26 вйполнена кольцевая проточка О.

Испытатель пластов работает следующим образом.

В процессе спуска в скважину бурильные трубы заполняются промывочной жидкостью через каналы Г патрубка 3 и каналы Д приемного клапана 16..

Через каналы Д и Г производится тех45 нологическая промывка скважины 1пря" мая циркуляция) перед началом испытания, что позволяет привести параметры промывочной жидкости в норму и исключить возможные осложнения при испытании. После этого, при окончании спуска, промывочная жидкость, заполняющая трубы, замещается водой (полностью или частично) путем прямой циркуляции, для создания расчетной депрессии на пласт. Затем производится упор якорного устройства в стенку скважины и создается сжимаю02 6 щая нагрузка для пакеровки. Под действиемм этой нагрузки переводник 6 вместе с штоком 5 смещается вниз до

° пора кольцевого выступа А штока в поршень 9 реле времени. Тормозная жидкость перетекает по карелу гидравлического сопротивления В, благодаря чему создается задержка перемещения штока 5 по времени. Приемный клапан

16 входит в соответствующий ему кольцевой выступ И. Уравнительный клапан после соприкосновения с кольцевым выступом Б на штоке 5 начинает перемещаться в крайнее нижнее положение.

После того, как поршень 9 реле времени окажется ниже радиальных отверстий Е, выполненных в патрубке реле, гидравлическое сопротивление перетоку тормозной жидкости резко снижается, шток 5 вместе с приемным и уравнительным клапанами быстро перемещается в крайнее нижнее положение (фиг. 2), что фиксируется на поверхности по индикатору веса.

При этом уплотнительный элемент

15 уравнительного клапана оказывается ниже отверстий Г патрубка 3, разобщая трубное и кольцевое простран,ства скважины. Выступы цангового захвата 14 располагаются ниже кольцевого выступа Ж патрубка 3.

Уплотнительный элемент 18 приемного клапана 16 устанавливается в полости кольцевого выступа К, что предотвращает взаимодействие уплотнения с флюидом. Отверстия Д клапана

16, располагаются против кольцевой канавки И и сообщаются с межпакерным пространством скважины через каналы

Н переводника 4. Выступы цангового захвата 17 устанавливаются ниже кольцевого выступа Л. На фиг. 2 детали . испытателя пластов показаны в йоложении, соответствующем открытому периоду испытания. Причем срабатывание клапанов испытателя пластов фиксируется на поверхности по индикатору веса.

Снятие противодавления с пласта и его запуск в работу осуществляется путем открытия соответствующего icpaна, расположенного в поверхностной об— вязке на устье скважины. По истечении времени открытого периода испытания колонну труб приподнимают до полного устранения сжимающей механической нагрузки на испытатель пластов.

При дальнеишем перемещении колонны труб вверх приемный клапан соприкасается с уравнительным, что фиксируется на поверхности увеличением . натяжения, превышающим натяжение, необходимое для срыва цангового захвата 17. Это является вторым, дополнительным сигналом о закрытии приемного клапана 16. Цанговый захват

14 предупреждает преждевременный срыв уравнительного клапана при низких перепадах давлений в кольцевбм и межпакерном пространствах скважины, а также предотвращает износ уплотнительного элемента 15, удерживая втул40 ку 13 неподвижной относительно патрубка 3 при кратковременных посадках во время спуска испытателя пластов в скважину. Для повторного открытия

45 приемного клапана необходимо снова создать сжимающую нагрузку на испытатель пластов. Таким образом, путем осевых перемещений колонны труб можно осуществлять многократные откры-тые и закрытые периоды испытания плас-50 та с получением на поверхности сигна" лов о срабатывании его клапанов.

После окончания испытания полость бурильных труб перекрывается на устье скважины. Трубы приподнимаются вверх, 55 растягивающее усилие после начала взаимодействия торцов приемного с уравнительнЫм клапаном возрастает до

7 9202

При дальнейшем подъеме труб,с увеличением натяжения до определенной величИны (30-40 кН), что фиксируется по индикатору веса, цанговый захват lj срывается с кольцевого выступа Л, что также фиксируется по,индикатору веса на поверхности. Детали испытателя пластов устанавливаются в положении, соответствующем закрытому периоду испытания. Отверстия Д приемного >0 клапана 16 перекрываются уплотнительными элементами 15, 18 от кольцевого и межпакерного пространства скважины одновременно. Приемный клапан испытао теля пластов закрыт при закрытом урав45 нительном клапане.

Наличие свободного хода L телескопического соединения испытателя пластов позволяет передать на поверхность сигнал о закрытии его приемного кла- 20 пана (срыв цангового захвата 17), не допуская соприкосновения торцов приемного 16 и уравнительного клапанов.

На поверхности это отмечается падением веса (на 30-40 кН) по индикатору. 25

02 8 определенной величины (фиксируется на поверхности по индикатору веса) и детали испытателя пластов возвращаются в исходное положение. В результате этого полость труб, кольцевое и межпакерное пространства скважины сообщаются между собой. После открытия крана на устье скважины содержимое полости бурильных труб замещается промывочной жидкостью путем обратной циркуляции. Продукт испытания пласта

Ilo трубам поднимается на устье скважины, где замеряется его объем и производится отбор проб. После полного замещения содержимого труб промывочной-жидкостью испытательное оборудование перемещается в скважине для испытания очередного пласта.

Производится технологическая г1ромывка скважины и весь цикл испытания повторяется. В случае необходимости через испытатель пластов проводятся работы по интенсификации притока из пласта, например кислотная обработка °

Испьпатель пластов с дополнительным телескопическим соединением при-. меняется в тех случаях, когда колонна труб, на которой он опускается, имеет маль1й диаметр ((114 мм) и при работе в глубоких скважинах, в частности при создании растягивающих осевых усилий для закрытия приемного клапана и срыва цангового захвата, для получения сигнала о его закрытии, когда длина колонны сокращается на значительную величину. Сокращение длины колонны труб при этом компенсируется ходом дополнительного телескопического соединения.

Работа испытателя пластов с выделенным телескопическим соединением ничем не отличается от его работы в том случае, когда телескопическое соединение не выделяется. При сжатом испытателе пластов (открытый период испытания) выступы цангового захвата

29 находятся в кольцевой проточке О.

По истечении времени открытого периода испытания колонну т руб приподнимают. Приемный клапан 16 испытателя пластов торцом соприкасается с торцом уравнительного клапана, полость труб и межпакерное (подпакерное) пространство скважины разобщаются. При дальнейшем подъеме труб, с увеличением натяжения до,определенной величины (30-40 кН), что фиксируется по индиФормула изобретения

2 ° Испытатель пластов, включающий верхний полый шток жестко связанный с колонной труб, реле времени с разделительными поршнями, приемный и уравнительный клапаны с каналами и подвижную втулку, установленную между полым штоком н корпусом, нижний полый шток с кожухом и корпус, телескопически связанный с верхним и нижним полыми штоками, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при испытании нескольких объектов за один спуск испытателя в глубокие и искривленные скважины, втулка и нижняя часть корпуса снабжены цанговыми захватами для фиксации их соответственно относительно корпуса и кожуха причем корпус и кожух имеют кольцевые выступы под захваты втулки и корпуса, а втулка установлена над каналами. приемного и уравнительного клапанов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР

N 569702, кл. E 21 В 49/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР и 443165, кл. E 21 В 49/00, 1971 (прототип ).

9 9202 катору веса, цанговый захват 29 выхо" дит из кольцевой проточки О кожуха

26, колонна труб сокращаясь, по длине перемещает. шестигранный шток 25 отно" сительно кожуха 26 и полого штока 28, жестко связанных через переводник 27 с нижней частью испытательного оборудования. Это предотвращает преждевременное открытие уравнительного клапана испытателя пластов и обеспечивает передачу на поверхность через колонну труб динамического сигнала î закрытии приемного клапана, что надеж" но фиксируется по индикатору веса.

Усилие, необходимое для срыва цанго- 1 вого захвата 29, всегда значительно меньше усилия, удерживающего уравнительный клапан в закрытом положе" нии. Таким образом, наличие в испытателе пластов цангового захвата съем- 20 но фиксирующего его телескопическое соединение в сжатом положении, nossoляет получать сигналы о каждом закрытии его приемного клапана. Экономическая эффективность от применения пред- ?s лагаемого испытателя пластов достигается за счет получения сигнала на поверхность о закрытии его приемного клапана. Это позволяет исключить he" качественные и неудачные испытания 30 из-за незакрытия приемного клапана или преждевременного срыва уравнительного клапана. Неудачные испытания по этой причине составляют примерно 1,523 от общего количества испытанных объектов.

Общее количество проводимых испы" таний в стране испытателем пластов составляет примерно 5000. Время, необходимое для подготовки скважины и 4р проведения повторного испытания неудачно испытанных объектов, составля.ет в среднем 2-2,5 сут.

Сметная стоимость 1 ч работы буровой установки составляет 56,47 руб. is

Следовательно, экономическая эф-;, фективность за год от применения предлагаемого устройства по стране составит 2х24х56,47х5000х0,15 =

-200000 руб.

so

Расчет не учитывает основного трудноподсчитываемого экономического эффекта, который может быть получен за счет расширения и повышения камества данных при испытании двух и бо" лее объектов за один спуск испыта;еля пластов в скважину и испытание

02 10 объектов в скважинах со сложными геологическими условиями, где из-за опасности прихвата или проявления невозможно произвести испытание другим оборудованием.

1. Испытатель пластов, включающий корпус, телескопически связанный с полым штоком, который жестко соеди" нен с колонной труб, реле времени с разделительными поршнями, приемный и уравнительный клапаны с каналами и подвижную втулку, установленную между полым штоком и корпусом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при испытании нескольких объектов за один спуск испытателя в глубокие и искривленные скважины, приемный клапан и втулка снабжены цанговыми захватами для фиксации их относительно корпуса, в котором выполнены кольцевые выступы под захваты клапана и втулки, причем втулка установлена над каналами приемного и уравнительного клапанов.

920202 (Риг.4

Рае.5 еа»

Заказ 2289/30

Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф Ю

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

Составитель И. Кепке

Редактор С. Тимохина Техред И. Рейвес Корректор A- Ференц