Запорное устройство для испытания скважины Советский патент 1983 года по МПК E21B49/00 

00

оо ISD

со Т1зобрегение относится к нефтегазодо- .бывающей прокПышпенности, а именно к устройствам для исспедования скважийы трубными ппастоиспытатепями. Известно запорное устройство дпя иопытания пластов с дистанционной аппаратурой, включающее жестко свя;эанный с копонной труб патрубок и спускаемый на кабеле клапанный механизм с приточными .каналами, измерительные приборы, кабепь ный зажим и съемник. Для герметизации кабеля внутри клапанного ме саниама пред усмотрен уплотнительный элемент, размещенный над нажимной втулкой непосредственно между кабелем и корпусом кла панного механизма, крепление клапанного механизма к патрубку осуществляется фиксатором . Однако размещение уплотнительнрго элемента в этом устройстве между сом и кабелем, имеющим снаружи и внутри большое количество скрученных металлических проволок с зазорами между ними, затрудняет надежную герметизацию скважины в процесре восстановления давления, так как до настоящего времени не созданы надежные устройства для гермет зации каЬеля непосредственно по. их наружной поверхности, выдерживающие высокие перепады давления. Такие устройства заведомо рассчитаны с учетом неполной их герметизации и пропуска уплоч нитепьного элемента. Недостатком этого устройства является также сложность конструкции. Известно также запорное устройство для испытания скважины, состоящее из связанного с колонной труб клапанного механизма, включающего установпенные относительно друг друга с возможностью осевохч) перемещения шток и полый корпус с уравнительными каналами и патрубок, и запорного узла, выполненного в виде спускаемых на кабеле для перекрытия канала патрубка уплотнительной втулки с дуютаниионными приборами , Однако в процессе спуска дистанционного прибора, при наличии искривления в скважине, что практически всегда име-ет место при бурении, в результате соприкосновения кабепя со стенками колонны труб в искривленной части скважины, патрубок прижимается между кабепем и стенками копонны труб. Кроме того, . герметиза1гая запорного устройства осуществляется непосредственно по наружной поверхности кабедя. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства /фи мно- гоцикловсм испытании за счет улучшения качества герметизации. Поставленная цель достигается тем, что в запорном устройстве для испытания скважины, состоящем из связанного с колонной труб клапанного механизма, включающего установпенные относительно Друг друга с возможностью осевого перемещения шток и полый корпус с уравнительными каналами и патрубок, и запорного узла, выполненного в виде спускаемых на кабеле для перекрытия канала патрубка уплотнительной втулки с дистанционными приборами, патрубок подвижно установлен в корпусе и имеет конический верхний торец, а в нижней части штока установлен подвижный в радиальном направлении подпружиненный упор с кон№чес1 ;ой нижней поверхностью под конический торец патрубка. На фиг. 1 показано устройство после спуска клапанного механизма и диставционных приборов до пакеровки скважины, продольный разрез; на фиг. 2 - устройство в процессе закрытия притока и восстановления давления. Запорное устройство состоит из двух основных узлов - клапанного механизма, спускаемого в составе колонны труб вместе с комплектом испытателя пластов, и запорного узла с дистаншюнными приборами, спускаемыми на кабеле. Клапанный механизм состоит из кор пуса 1 и штока 2, выполненных с возможностью осевого перемещения относительно друг друга. Шток 2 жестко связан своим верхним концом с колонной труб. К нижнему концу штока 2 закреплена втулка 3, имеющая утолщенную часть. Внутри корпуса предусмотрены пО движно установленный патрубок 4 с конической поверхностью, обращенной вовнутрь, ираздвижной упор 5, состоящий из отдельных звеньев, размещенный на утолщенной части втулки 3 с возможностью радиального перемещения. Между звеньями упора предусмотрены зазоры. Каждое звено упора 5 с помощью пружины 6 через конус 7 подпружинено и прижато к корпусу 1 и утолщенной части втулки 3. Для выравнивания давления над и под клапанным механизмом после распакеровки скважины в корпусе и штоке имеются канапы А и Б. Передача крутящего момента от штока к корпусу клапанного механизма обеспечивается шпонкой 8. Дпя поддержания корпуса 1 в растянутом положении относительно штока 2 при спуско-подъемных операциях, в верхней части штока предусмотрен поршень 9 который вместе с дифференциальной втулкой 10 образует камеру 11, постоянно сообщенную через канал В с внутритрубным пространством. При этом колвиевая площадь поперечного сечения (р Р камеры 11 выполнен а больше или равна площади-7Г|4Р штока 2. Запорный узел включает дистанционный прибор, спускаемый на каьеле 12, состоит из корпуса 13 с глубинными при борами 14 (датчиком давления, влагомером, пробоотборником и т.д.) и зак репленной на корпусе 13 уплотнитепьной втулки, выполненной в виде кольца 15с эластичным уплотнителем 16. К нижнему концу дистанционного прибора закрепляют груз 17 для облегчения спуска прибора и предотвращения преждевременного закрытия запорного клапана в процессе притока. Перед спуском в скважину к нижнему концу клапанного механизма монтирует ся испытатель пластов, пакер и фильтр (не показаны). Указанный комплект обо рудования спускают на колонне труб до места установки пакера. В процессе cnyc ка давление в скважине воздействует вниз на дифференциальную втулку 10 по кольцевой площади камеры 11 и удерживает корпус 1 от перемещения вверх относительно щтока 2, и звенья упора S находятся в разжатом состоянии и прижаты пружиной 6 к корпусу 1 и утолщенной части втулки 3. Устройство работает следующим образом. На кабеле 12 спускают дистанционные приборы ниже клапанного механизма до места установки испытателя пласта. В процессе пакеровки скважины шток 2 перемещается вниз относительно корпуса 1 изолируя каналы А и Б. Звенья упора 5 соприкасаются с поверхностью патрубка 4, и скользя по конической поверхности патрубка 4 и утолщенной части втулки 3 перемещаются в горизонтальном направлении вовнутрь клапанного механизма до диаметра, близкого к диаметру корпуса 13 дистанционного прибора. Одновременн происходит перемещение конуса 7 вверх относительно упора 5 и дополнительное сжатие пружины 6. После открытия впускного клапана иопытателя пласта и получения притока пластового флюида, с целью закрытия притока и регистрации восстановления давления, осуществляют натяжение кабеля 12. При этом корпус 13 дистанционного прибора входит вовнутрь клапанного механизма и кольцо 15 упирается с раэдвижным упором 5. Под действие натяжения кабеля уплотнитель 16, увеличиваясь по диаметру до внутреннего диаметра патрубка 4, перекрывает полностью кольцевое пространство между патрубком 4 и корпусом 13 дистанционного прибора. После регистрации восстановления давления натяжением колонны труб снимают, осевую нагрузку на пакер и закрывают впускной клапан испытателя пласта. В результате шток 2 перемещается вверх относительно корпуса 1, сообщая уравнительные каналы А и Б друг с другом. Звенья раздвизкного упора 5 под действием усилия пружинь 6, действующего через конус 7, и натяжения кабеля перемещаются в первоначальное положение. При этом подвижный патрубок 4 находится в верхнем положении, изолируя кольцевой заэор между упором 5 и патрубком 4 по полного выравнивания давления над и гюд клапанным механизмом, устраняя .возможное затекание уплотни ельного элемента в этот кольцевой зазор. Послеподъема дистанционного прибора на поверхность производят его проверку и при повреждении уплотнительной втулки заменяют ее новой. При наличии груза 17с достаточно большим весом, обеспечивающим хорошую проходимость дистанционного прибора че- . рез клапанный механизм, запорное устройство может работать без установки пру жины 6. Применение более простой и надежной конструкции клапанного механизма, а так-, же дистанционного прибора с размешенным в нем герметизирующим узлом, обеспечивающим надежное уплотнение запорного устройства, проверку и смену его после каждого спуска прибора в скважину, позволит увеличить количество многоцикловых испытаний скважин без подъема колонны труб на поверхность.

Фи&.1

иг.2

ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СКВАЖИНЬЬ состотцеб ввз свяаанвого с колонной труб кпапанного механизма, включающего установпенные относитепьно друг друга с возможностью осевого перемещения шток и попый KOJVпус с уравнитепьными каналами р- патру бок, и запорного узпа, выполненного в виде спускаемых на кабеле для перекрткрытия каната .патрубка уплотнительной втулки с дистанционными приборами, отличающееся тем, что, с цепью повышения надежности работы устройства при многотжловом испытании за счет улучшения йачества, герметизации, патру бок . установлен в корпусе и имеет конический верхний , а в нижней части штока установлен подвижный в раднальном направлении подпружиненный упор с конической нижней поверхностью вод конический патрубка.I