Пакерирующее устройство глубинных приборов Советский патент 1983 года по МПК E21B33/12 

4а 00 СП

Изобретение относится к технике глубинных измерений расхода жидкости, процентного содержания воды в потоке нефти, а точнее для направления всей поступающей жидкости в скважину через измерительный узел прибора, и может быть использовано в нефтяной промышленности.

Известно пакерируюи1ее устройство неабсолютного типа, содержащее пакерирующую оболочку, выполненную из эластичного материала ll.

Известно также пакерчрукхцее устройство неабсолютного типа, включающее эластичную оболочку, ее каркас установленный на корпусе пакера, и привод, который обеспечивает прижатие оболочки пакера посредством плас тин каркаса, выполненного в виде пластинчатых пружин, обеспечивая этим направление всей поступающей жидкости в скважину через измерительный узел прибора 2.

Исследования пакерирующих устройств неабсолютного типа, оболочки которых выполнены из эластичного материала (резины, различных тка.ней АЗТ, Болонья и др.) с каркасом из металлических пластин, прижимающих 1/3 длины окружности оболочки и стенке скважины, показали, что коэффициент пакеровки ( К) со временем растет до 25 в зависимости от жесткости материала оболочки, при нахождении Прибора в одной точке измерений.

Основным недостатком пакерируощего устройства неабсолютного типа .является его невысокая герметичность вследствие чего между оболочкой и стенкой скважины протекает жидкость, что влечет за собой наличие погрешностей при измерении расхода, осо. бенно большая погрешность при этом возникает при контроле процентного содержания воды в потоке нефти.

Причина утечек объясняется тем, что ширина, пластины каркаса пакера составляет Ц мм, а количество их рав но kQ шт., в некоторых пакерирующих Устройствах такого типа их бывает и болыче. Рассмотрим пакеровку пакерон с количеством пластин в его каркасе, равным О шт., в обсадной колонне 65/8, в этом случае пластины прижимают 160 мм длины оболочки к стенке скважины, т.е. 1/3 длины окружности внутреннего диаметра трубы. Длина окружности этой колонны равна 66 мм

при толщине стенки 10 мм. Вследствие этого между краями пластин расстояние равно 8 мм. Диаметр оболочки всегда делают несколькобольше внутреннего диаметра обсадной колонны труб, потому что диаметр трубы внутри меняется от толщины стенки - имеется разброс размеров при ее изготовлении., Неп ижатая часть оболочки

0 пластинами каркаса прижимается перепадом давления жидкости, возникающим при ее движении через прибор, В прижатой, таким образом, части оболочки возникают складки, через которые происходит утечка жидкости, что приводит к низкому коэффициенту пакеровки , Для получения высокого коэффициента пакеровки, оболочки выполняют из маложесткого материала

0 например из ткани Болонья. Этот материал Обладает низкой прочностью и поэтому не обеспечивает высокий коэффициент пакеровки К,, поэтому разработчики приборов часто используют для оболочек более прочный материал: резину, ткань АЗТ и др., они,, как правило, обладают большей, чем Болонья, жесткостью, и более низким К,.

0 Приборы, снабженные пакерирующими устройствами известных конструкций, оболочки которых выполняются из жесткого материала, имеют низкую чувствительность в начале шкалы из-за больших утечек жидкости через сКладки в прижатой оболочке пакера. Утечки обуславливают низкий Ку, этим уменьшают количество протекаемой через измерительный узел прибора жидкости, это объясняет низкую чувствительность прибора при оболочках с высокой жест(жостью из Материала в начале шкалы. С увеличением расхода жидкости растет перепад давления на приборе, увеличивается К, что объясняет неравномерность шкалы прибора. Жесткие пакерирующие оболочки приводят не только к неравномерной шкале, но и вносят погрешности за счет их реологических свойств. Эти свойства оболочек объясняют увеличение К( во времени до 25 (например, для ткани АЗТ в условиях нефтяных месторождений Татарии Kj изменяется за счет уменьшения утечек жидкостиJ.

5 Целью изобретения является уменьшение утечек жидкости за счет более плотного прижатия оболочки пакера к стенке скважины. Поставленная цель достигается тем, что в пакерирующем устпойстве глубинных приборов, содержащем корпус, п.ластинчатый каркас, концы пластин которого закреплены на неподвижной и подвижной втулках, установленных накорпусе, и оболочку, которая закреплена на каркасе, каркас снабжен двумя подвижными кольцами и поперечными пластинами из упругого материала, концы которых шарнирно закреплены на соседних пластинах каркаса, при этом верхние концы пластин подвижной втулки закреплены на верхнем кольце, а нижние концы пластин неподвижной втулки закреплены на нижнем кольце. Кроме того, поперечные пластины вы полнены из материала, жесткость которого выше жесткости материала оболочки. Уменьшение уТечек жидкости происходит за счет плотного прижатия оболочки пакера посредством дополнитель ных пластин каркаса, которые обеспеч вают прижатие оболочки пакера по все му периметру. Это обеспечивает, стабильный коэффициент пакеровки, близкий к единице. Кроме того, onepatop не выжидает пока стабилизируются показания прибора, как это делают при измерении приборами РГД 2 м, Кобра РВ и Поток - 2 и др., снабженных пакерирующими устройствами подобного типа, вследствие Того, что оболочка пакера плотно прижимается по всему периметру механически, дополнительными пластинами (ожидание стабилизации показаний для прибора РГД 2 м в условиях нефтепромыслов Татарии составляет около 10 мин ПоперечныеПластины каркаса оболочки пакера должны иметь большую жесткость для того, чтобы деформировать материал оболЬчки с целью его плотного прижатия к стенке скважины и тем самым уменьшить утечки жидкости. На чертеже приведено устройство глубинного прибора, установленного на корпусе. Устройство содержит корпус 1, на котором установлен каркас пакерирующей оболочки, состоящей из верхнего 2 и нижнего 3 колец и продольных ( основных пластин А, причем кольца и 3 подвижны. Продольные пластины k имеют по два отверстия, расположенные примерно в ее середине, посредством которых крепятся дополнитель1015 ные поперечные пластины 5 обеспечивающие прижатие пакерирующей оболочки 6 по всему ее периметру к стенке скважины 7. Подвижные пластины k только одним своим концом крепятс я к подвижным кольцам 2 и 3, а BTORJJM концом к втулкам, неподвижной 8, установленной на корпусе 1, и к подвижной втулке 9. Втулка 9 соединена с защитным кожухом 10 посредством тяг 11 Подвижная втулка 3 соединена с тягой 11 посредством штифтов 12, Гайка 13 установлена на валу Н, который обеспечивает ей поступательное движение. Вал 1 имеет уплотнение 15, защищающее привод 16. В корпусе расходомерного узла 17 располагается турбинка 18. . Устройство работает следующим образом. После спуска прибора к месту измерений на кабеле ( не локазан, на него подается напряжение, поступающее на привод 16, который пpивoдиt во вращение вал 14. Вал ТА, вращаясь. перемеща.ет гайку 13, а штифты 12 препятствуют вращению гайки 13, этим и обеспечивается перемещение втулки 9. Втулка 9, (перемещаясь, изгибает пластины k, при этом верхнее кольцо 2 упирается в корпус 1, а нижнее кольцо 3 - во втулку 9. Одновременно с втулкой 9 перемещаются тяги 11. Тяги 11 сдвигают кожух 10/который освобождает пакер от защитной оболочки 6, При открытии пакера продольные k и поперечные 5 пласгтины прижимаются к колонне, прижимая при этом оболочку 6 , пакера. Поперечные пластины 5 в прижатом состоянии всегда образуют угол меньше или больше 90 к образующей колонны стенки скважины 7. Такое положенце поперечных пластин 5 обеспечивает прижатие оболочки 6 пакера к стенке скважины 7 при разбросе размеров внутреннего диаметра обсадной колонны. Закрытие пакера осуществляется в обратном порядке, т.е. на привод 16 подают напряжение обратной полярности, при этом двигатель его вращается в обратном направлении. Гайка 13 совершает поступательное движение внутрь, увлекая за собой втулку 9 посредством штифтов 12. В это время продольные пластины k каркаса пакера прижимаются к корпусу 1. В момент вы- прямлёния продольных пластин 4 оболочка складывается и на нее надвигается защитнь1Й кои{ух 10 посредством . 10 тяг 11 и гайки 13 соединенный с втулкой 9 штифтами 12. В этом состоянии пакера прибор перемещают до извлечения на дневную поверхность. Использование изобретения позволит Применить практически любой пригодный для этих целей материал, например резину, ткань АЗГ, пленку из различных синтетических материалов. Использование этих материалов в пакёри- ю

ручэдих оболочках изобретения позво лит сократить время на исследование

/

/ HI

шофера, оператора и инника партии, женера.

////////////

z /

I

.

///V/

- 9

zszzzzzzzs 856 скважин По дебиту или расходу. Известно, что для полумения стабильного результата в одной точке измерений в скважине с оболочкой из ткани Болонья необходимо выжидать 3 мин. В среднем в одной скважине измеряют до tO точек притока или поглои1ения жидкости. Поэтому при исследовании одной скважинь экономится 2 ч работы бригады, которая состоит из началь

1. ПА СЕРИРУЮе1ЕЕ УСТРОЙСТВО ГЛУБИННЫХ ПРИБОРОВ, содержащее корпус, пластинчатый каркас, концы пластин которого закреплены: на неподвижной и подвижной втулках, установленных на корпусе, и оболочку, которая закреплена на каркасе, отличающееся тем, что, с целью уменьшения утечек жидкости за счет более плотного прижатия оболочки паквра к стенке скважины, каркас снабжен двумя подвижными кольцами и поперечными пластинами из упругого материала, концы которых шарнирно закреплены на соседних пластинах каркаса, при дтом верхние концы пластин подвижной втулки закреплены на верхнем кольце, а нижние концы пластин неподвижной втулки закреплены на нижнем кольце. 2. Устройство по п. 1, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что поперечные пластины выполнены из материала, жесткость которого выше жесткости матери(Л ала оболочки.