Устройство для испытания пласта Советский патент 1984 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а имен но к устройствам для испытания сква жин. Известно устройство для испытания пласта, содержащее гидротормозную камеру, сдвоенный приемный клапан , служащий одновременно пробоотборником, и уравнительный клапан. Данное .устройство срабатывает от поступательного перемещения шчоKa tl3. Недостатками устройства являютс сложность конструкции, наличие маслозаполненных камер, необходимость регулировки времени срабатывания гидротормоза, необходимость раскреп ления корпуса для отбора пробы. Кро ме того, для закрытия устройства в скважине требуется вертикальное перемещение (вытяжкаинструмента) с высокой точностью. Такая операция в условиях глубоких сквеикин весьма сложна. Известно также устройство для испытания пласта, содержащее корпус полый, заглушенный в нижней части шток с впускными каналами и сопряженной между собой правой и левой резьбс1ми на его наружной поверхности, установленную на штоке скобу с пальцами, телескопически связанную с ней гильзу с радиальными каналами, связанный со штоком патрубок с каналом и переводник с перепускными каналами 2 . Управление работой указанного устройства осуществляется при условии , когда корпус через опорный узел всего инструмента установлен в скважине неподвижно и есть возмож ность, сжав устройство, вращать шток относительно корпуса. Если по каким-либо причинам нарушается неподвижная связь корпуса со скважино например в результате срыва якоря с стенки скважины, и инструмент зависает , то возможность управления работо;-. устройства теряется, поскол ку шток и корпус вращаются совместно. Потеря управления с одновременным нарушением герметичности пакеро вания при открытом (для притока) ус ройстве может привести к возникнове нию аварийной ситуации вследствие резкого снижения уровня жидкости в затрубном пространстве. Цель изобретения - повышение на.дежности работы устройства за счет обеспечения возможности перекрытия полости труб осевым перемещением ко лонны труб при невозможности закры- тия впускного клапана ее вращением. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для испытания пластов, включающем корпус, полый, эаглушеннь1й в нижней части шток с впускными каналами н сопряженными между собой правой и левой резьбами на его наружной поверхности, установленную на штоке скобу с пальцем, телескопически связанную с ней. гильзу с радиальными каналами, связанный со штоком патрубок с каналами и переводник с перепускными каналами, перевбдник выполнен с дополнительными каналами, связывающими подпакерное пространство с внутритрубным про|странством под впускными каналами штока, причем патрубок выполнен с кольцевыми выступами на наружной поверхности, между которьс ги в переводнике установлена подвижная в осевом направлении втулка с возможностью взаимодействия с выступами патрубка и перекрытия дополнитель- . ных каналов переводника, а в полости патрубка установлен перепускной клапан. При этом перепускной клапан выполнен в виде подпружиненного с обеих сторон пружинами разной жесткости полого золотника с двумя рядами отверстий, разделенных перемычкой. На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство, общий вид в разрезе; на Фиг. 2 - нижняя часть устройства в увеличенном масштабе, узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - расположение осевых и радиальных каналов, сечение А-А на фиг. 2. Устройство состоит из трех корпусных деталей 1, составленного полого штока 2 со шлицами 3 и радиальными каналами а , опирающегося на корпус через упорный подшипник 4. Шток имеет на поверхности бесконечную винтовую канавку 5, представляющую собой правую и левую резьбы, нарезанные на одном участке с сопряженными между собой концами. В винтовую канавку вставлена скоба б, связанная со штангой 7. Штанга 7 зафиксирована от проворота относительно корпуса штифтами 8. К штанге с помощью накидной гайки 9 присоединена гильза 10 с радиальными щелями 5 . Нижняя часть штока 2 с радиальными каналами а и гильзы 10 со щелями 5 образуют впускной клапан многоциклового действия. Шток 2 с помощью болта 11 и гайки 12 шарнир но связан с патрубком 13 (фиг.1 и 2), имеющим уплотнения 14 и перепускное отверстие в . Патрубок размещен в цилиндре 15, жестко связанном с корпусом через нижний переводник 16 и являющимся частью корпуса. Для обеспечения перетока жидкости из зоны испытания через устройство в трубы в нижнем переводнике выполнены осевые каналы г , а в цилиндре 15 - раиальные щели и , Патрубок 13 выполнен с технологическими разъемами и

между двумя его выступами р и с размещена подвижная в осевом направлении относительно корпуса и патрубка 13 втулка 17 с двумя рядами уплотнений 18. Нижний переводник 16 с радиальными отверстиями е , цилиндр 15 со щелями Ж вместе с втулкой 17 и уплотнениями 18 образуют . уравнительный клапан. Для .обеспечения гидравлического равновесия диа7 метра патрубка, втулки уравнительного клапана и штока ( п & f clyj ) в местах уплотнений с корпусом и нижним переводником равны.

В канале патрубка размещен перепускной клапан двухстороннего действия, состоящий из полого золотника 19 с двумя рядами радиальных отверстий мин , разделенных глухой перемычкой, и уплотнениями 20, пружин

21и 22 разной жесткости и втулки 23, передающей усилие пружины 22 на золотник 19.. Пружинй 21 рассчитана на максимальный перепад давления, возможный при испытании, а пружина

22- на перепад давления, который желательно иметь без разрушения устройства в пробоотборной полости, образующийся в п| оцессе .подъема устройства из скважины после закрытия впускного клапана патрубка. В исходном положении зрлотник 19 уравновешен равным усилием пружин от их предварительного поджатия. В процессе спуска и испытания воспринимает усилия пружина 21, а пружина 22 включается в работу при подъеме и отборе пробы на устье. Устройство имеет верхний переводник 24 и нижний переводник 16 для соединения устройства

с бурильными трубами и другими частями испытательного оборудования.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину устройство переводниками 16 и 24 присоединяется к колонне тоуб и к другим узлам испытательного оборудования. При впуске в скважину впускной клапан и патрубок закрыты, а уравнительный клапан открыт. Устройство находится в растянутом положении и шлицы 3 штока 2 находятся в зацеплении с корпусом 1, что препятствует провороту штока относительно корпуса (на фиг. 1 и 2 устройство изображено в сжатом положении при открытом впускном клапане и патрубке и закрытом уравнительном клапане).

В процессе спуска инструмента, если давление снизу на патрубок 13 превышает допустимую величину, пружина 21 под действием золотника 19 сжимается и отверстия н оказываются выше уплотнений 20. Скважинная жидкость поступает в полость выше патрубка, тем самым уменьшается перепад

давления на патрубок до допустимой величины.

После установки оборудования в скважине и пакерования патрубок 13 вместе со штоком 2 перемещается в нижнее положение и открывает щели 3 В этом положении патрубок открыт. При этом втулка 17 уравнительного клапана перекрывает отверстия е и , связывавдие подпакерную зону с затрубным пространством. Затем вращением бурильных труб вправо на десять оборотов открывается впускной клапан. Обеспечивается это открытие преобразованием вращательного движения штока 2 в поступательное перемещение гильзы 10 вдоль штока 2. При совмещении радиальных каналов а штока 2 и щелей 5 гильзы 10 происходит открытие впускного клапана. При этом происходит приток жидкости из интервала испытания в полость пустых (или частично заполненных) бурильных труб. После выдержки на притоке вращением труб вправо еще на десять оборотов закрываот впускной клапан устройства для получения кривой восстановления давления.

При необходимости операцию по открытию и закрытию впускного клапана с целью многоциклового испытания без открытия усилительного клапана можно повторить несколько раз.

При растягивающей нагрузке на оборудование патрубок 13 перемещается вверх относительно нижнего пере-водника 16 и цилиндра 15 и закрывается независимо от основного клапана, герметично запирая то внутренней полости устройства пробу жидкости. При этом уравнительный клапан открывается.

После подъема устройства на поверхность к втулке 23 перепускного клапана может быть присоединено специальное отборное устройство для извлечения пробы.

Если при проведении работ по испвгтанию при открытом основном клапане происходит просадка цементног-о моста или срыв якоря (т.е. происходит внезапное зависание инструмента и

0 теряется возможность управления впускным клапаном), устройство мгновенно растягивается и патрубок перекрывает доступ жидкости в трубы. Это позволяет избежать неудачи при ис5пытании и предупреждает возникновение аварийной ситуации.

Наличие в устройстве для испытатания пласта патрубка с приводом от осевого перемещения колонны труб

0 позволит полностью ликвидировать неудачи, связанные с невозможностью закрыть впускной клапан из-за отсутствия надежного контакта инструмента со стенкой скважин. В настоящее время ежегодно до 40 спусков испыта5

тельного инструмента бывают неудачнюш по указанной причине. Если , учесть, что.стоимость повторного испытания составляет около 3 тыс.руб.,,то экономический эффект от применения устройства для испытания пласта с патрубком составит сотни тысяч рублей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТА, включающее корпус, полый, заглушенный в нижней части шток с впускными каналами и сопряженными между собой правой и левой резьбами на его наружной поверхности, установленную на штоке скобу с пальцем, телескопически связанную с ней гильзу 1C радиальными каналами, связанный со штоком патрубок с каналом и переводник с перепускными каналами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет обеспечения возможности перекрытия полости труб осевым перемещением колонны труб при невозможности закрытия впускного клапана ее. вращением, переводник выполнен с дополнительными каналами, связывающими подпакерное пространство с внутритрубным пространством под впускными каналами штока, причем патрубок вьтолнен с кольцевыми выступамина наружной поверхности, между кото рыми в переводнике установлена подвижная в осевом направлении нтулка с возО) можностью взаимодействия с выступами патрубка и перекрытия дополнительных каналов переводника,а в полости патрубка установлен перепускной клапан. 2. Устройство по П.1, отли§ чающееся тем, что перепускной клапан выполнен в виде подпружиненного с обеих сторон пружинами разной жесткости полого золотника с двумя рядами отверстий, разделенел ных перемычкой. О) 00 О

(/tu

Риг.1