Устройство для взятия проб пластовых жидкостей Советский патент 1957 года по МПК E21B49/02 G01N1/10 

Описываемое устройство предназначено для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах малого диаметра путем герметизации исследуемого .пласта пакером и уравнительным клапаном и заполнения бурильных труб пластовой жидкостью через главный тарельчатый и запорный клапаны.

Известны .устройства для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах больших диаметров, снабженные, как и описываемые, запорным, главным тарельчатым и уравнительным клапанами, а также пакером.

Описываемое устройство для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах малого диаметра отличается от известных тем, что открытие запорного клапана осуществляется не металлическим штоком и не под действием веса инструмента, а путем вращения бурильных труб, -для чего устройство снабжено долотом и замком (кулачковой муфтой), а также тем, что ввиду большей возмол ности прихвата пакера в скважине малого диаметра, устройство снабжено безопасным замком, позволяющим, в случае прихвата пакера, путем срезания шпилек произвести подъем бурильных труб.

Устройство изображено на чертеже в разобранном на секции виде; а - запорный клапан; б - главный тарельчатый клапан; в - уравнительный клапан; г -безопасный замок; (Э -цилиндрический пакер.

Главный тарельчатый и уравнительный клапаны присоединяются к бурильньв трубам посредством верхнего переводника / запорного клапана (см. секцию а). Открытие запорного клапана может произойти только при вращении бурильных труб по ходу часовой стрелки. В этом случае в запорном клапане вращается щток 2, что вызывает опускание толкателя 3, который через втулку 4 давит на клапан 5. Под деист1вием этого усилия сжимается пружина 6 и клапан 5 отходит от седла (седло изготовлено как одно целое с переводником /). После этого открывается путь для жидкости из-под пакера в бурильные трубы.

Для предупреждения вращения нижней части описываемого :устройства, хвостовик имеет на конце специальное долото, которое под

№ 110617

действием усилия, открывающего пакер, внедряется в грунт. Условия опробования необсаженной скважины требуют, чтобы открытие запорного клапана происходило при запекерованной скважине, т. е. когда на пакер .передано усилие порядка 500 кг. Для того, чтобы при таком положении шток 2 мог относительно свободно вращаться, он опирается на щары 7, которые уложены в .специальном углублении на верхнем торце переводника 8. При вращении бурильных труб переводник 8 и расположенные ниже его детали, включая и хвостовик, должны быть неподвижными.

При спуске испытателя пластов в ск;важину запорный клапан закрыт; это значит, что клапан 5 прижат к седлу. Для того, чтобы запорнь(н клапан не открылся во время спуска в скважину в нем имеется специальный замок (кулачковая муфта 9 и деталь 10), для открытия которого требуется крутящий момент примерно в 7-8 кгм.

В главном тарельчатом клапане (см. секцию б размеры седла //, щтока 12 и корпуса подобраны такими, чтобы в устройстве, спущенном в скважину, помимо пружинной нагрузки создавалось усилие путем, передачи гидростатического давления на неуравновещенную площадь, прижимающее седло к клапану.

В уравнительном клапане (см. секцию в) щток 13 имеет особую форму. В нижней части на длине 150 мм половина щтока .удалена. Благодаря этому щток оканчивается выступом (поперечное сечение выступа- полукруг). В образовавшийся вырез щтока 13 входит соответствующей формы выступ переводника 14.

Благодаря такому сочленению щток 13 не может вращаться относительно переводника 14, но может перемещаться, не выходя ив зацепления.

Безопасный замок (см. секцию г) служит для того, чтобы в случае, когда нельзя извлечь прихваченный пакер и хвостовик, можно было бы поднять из ск;важины буровые трубы с испытателем, отсоединив их в безопасном замке от пакера.

В безопасном замке имеется щток 15, на нижнем конце которого с помощью трех щпилек 16 укреплена муфта 17. Благодаря этой муфте щток 15 занимает в корпусе 18 положение, при котором щпонки 19 входят в соответствующие прорезы щтока. При таком состоянии безопасного замка через него может быть передан необходимый крутящий момент. В том случае, когда потребуется в безопасном замке отсоединить устройство для испытания пластов от прихваченного пакера, к нему должна быть приложена растягивающая нагрузка. Под ее действием срежутся щпильки 16 и шток 15 переместится в корпусе 18 в верхнее крайнее положение и, выйдя из зацепления со щпонками, соединится с переводником20. Для того, чтобы соединение происходило автоматически, на штоке и переводнике имеются соответствующие вырезы - выступы и впадины с округлыми торцами. После среза шпилек щток быстро движется вверх и производит удар по переводнику 20 в направлении снизу вверх. Если этот удар не поможет снятию пакера, то должно быть произведено отвинчивание устройства от пакера в безопасном замке. Для отвинчивания буровые трубы необходимо вращать по направлению хода часовой стрелки, направо. При 30 оборотах будет отвинчен переводник 20 от корпуса 18, после чего из скважины могут быть подняты буровые трубы .с устройством и деталями безопасного замка.

Пакер для описываемого устройства принят цилиндрического типа с резиновым элементом 21, имеющим наружный диаметр 70 мм. Резиновый элемент к остову пакера крепится металлической головкой и обоймой 22.

Чтобы предупредить преждевременное открытие пакера при спуске устройства в скважину, в остов пакера вставлена шпилька 23. Только после ее среза пакер может открыться.

С целью упрочения резиновых элементов применена ткань, которая в виде лент включена в резину и укренляет нижнюю и верхнюю части резинового элемента.

Устройство для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах малого диаметра путем герметизации исследуемого пласта пакером и уравнительным клапаном и заполнения бурильных труб пластовой жидкостью через главный тарельчатый и запорный клапаны, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности работы устройства в скважинах малого диаметра, открытие запорного клапана, снабл енного долотом и замком (кулачковой муфтой), осуществляется путем вращения бурильных труб, и тем, что оно снабжено безопасным замком, позволяющим производить подъем бурильных труб, при прихваченном в скважине пакере, путем срезания шпилек.

№ 110617

Предмет изобретения