Испытатель пластов Советский патент 1985 года по МПК E21B49/00 

q

О

:S

. i . .

Изобретение относится к нефтегазодобьтающей промьппленности, а именно к испытаниям продуктивных нефтегазоносных отложений инструментом на трубах в скважинах, в первую очередь обсаженных эксплуатационной колонной.

Целью изобретения является повышение надежности работы при многоцикловом испытании скважин с при- компрессорных откачек и обработок под давлением за счет жесткой фиксации уплотнительного элемента.

На фиг. ,1 схематически показан испытатель пластов одно- или двухпакерной компоновке испытательного инструмента, когда выше исследуемого объекта нет других перфорированных интервалов, перекрываемых дополнительным верхним пакером, а вызов притока намечено осуществить за счет спуска порожних труб} на фиг. 2 - схема компоновки и нагрузки, действующие на трехпакерную ком поновку испытательного инструмента при компрессорном селективном испытании нескольких одновременно перфорированных объектов одним рейсом инструмента в скважину; на фиг. 3 устройство при использовании его в качестве верхнего фиксируемого пакера с уравновешенным штоком, .

Испытатель включает верхний 1 и нижний 2 корпуса и полый вьщвижной шток 3. На верхнем 2 корпусе установлен уплотнительньй элемент 4 механического типа. Обе части корпуса связаны телескопически и зафиксированы от взаимного проворота шлицевым узлом 5. На штоке 3 установле клин 6, имеющий так же как и корпус 2 резьбу для соединения с трубами испытательного инструмента. В наклонных пазах клина 6, выполненных в виде направлякнцей типа ласточкин хвост, установлены вьщвижные зубчатые плашки 7, размещенные в окнах 8 верхнего корпуса 1, длина которых обеспечивает продольный люфт плашек. Такая конструкция шлипсового устройства позволяет ему однвременно вьтолнять функции шлицевого соединения для передачи крутящих усилий со штока 3на корпус 1. Пакер-испытатель имеет гидравлическое реле времени, вьшолненное в виде, плавающего поршня 9, разме312

щенного в тормозной камере 10. и герт метично установленного в посадочном гнезде 11 штока 3. Поршень 9 имеет регулируемые капиллярные каналы 12 для перетока масла. На наружной поверхности штока 3 выполнены продольные канавки 13, сообщающие надпоршневую и подпоршневую полости тор мозной камеры 10 при смещении поршня 9 вниз относительно штока 3. Устройство снабжено уравнительным клапаном вьтолненным в виде уравнительных клапанов 14, соединенных с подпакерным пространством с помощью байпасного уравнительного канала 15 в обход уплотнительного элемента 4. Перекрытие уравнительных каналов осуществляется с помощью уплотнения 16 штока р.

Испытатель пластов имеет приемный клапан золотникового типа, выполненный в виде штока 17, снабженного ; впускными отверстиями 18 большого сечения, которые отделены от фильтра 19 с помощью поршня 20. Кроме того, фильтр 19 отделен от внутритрубного пространства 21 с помощью уплотнения 22.

Устройство работает следующим образом.

При спуске в скважину испытатель с помощью концевых присоединительных труб корпуса 2 и штока 3 соединяется с другими узлами испытательного инструмента. В том случае, если намечено вызов притока осуществить за счет спуска порожних труб, все узлы испытательного инструмента, включая и хвостовик, должны иметь герметичную конструкцию во избежание проникновения промьшочной жидкости во внутритрубное пространство 21. В процессе спуска корпус 1 висит на выступе о штока 3, а корпус 2 - на выступе S корпуса 1. Выталкивающая сила, действующая на заглушенньй нижний торец испытательного инструмента, компенсируется воздействием промывочной жидкости на кольцевую поверхность 6 корпуса 2, что предотвращает самопроизвольную пакеровку в процессе спуска. При этом уравнительные каналы 14 открыты, что позволяет снизить гидравлические сопротивления при движении инструмента. Плашки 7 зафиксированы в транспортном положении благодаря воздействию верхних торцовых поверхностей окон 8, После спуска на заданную глубину во внутритрубное пространство 21 спускают глубинный комплексный дистанционный .прибор, с помощью которого уточняют привязку инструмента к разрезу и осуществляют при необходимости корректирующую перестановку, добиваясь того, чтобы уплотнительньй эл мент пакера-испытателя бьш вьше пер формированного объекта, подлежащего испытанию. Затем прибор, снабженньй датчиком давления, устанавливают, как правило, ниже уровня жидкости долива и ниже впускных отверстий 18 Затем, оперевшись, на забой или стенки скважины, производят пакеровку, сжимая испытатель весом колонны труб, при этом шток 3 движется вниз относительно неподвижного корпуса 2 сжимая масло в подпоршневой зоне тормозной камеры 10. Это приводит к движению корпуса 1 совместно со штоком 3 и деформации уплотнительного элемента 4 до контакта со стенками скважины. После этого корпус 1 останавливается, а шток 3 продолжает движение вниз, закрывает уравнительный клапан и открывает приемньй клапан. В момент выхода поршня 20 из уплотняемой поверхности корпуса 2 на пласт передается депрессия, обусловленная разницей между внутритрубным и пластовым давле-ниями. К этому времени плашки 7 упираются в нижние торцовые поверхности окон 8 и при дальнейшем движении штока 3 вниз начинают вьщвигаться в радиальном направлении до упора в стен ки скважины, что приводит к их закли ниванию и жесткой фиксации корпуса 1 и уплотнительного элемента 4 в сжа том состоянии. Это позволяет проводить операции по интенсификации . притока, связанные с созданием боль :ших подпакерных давлений, без смещения уплотнительного элемента 4 вверх, что повьщ1ает допустимый перепад давления на пакере и его живучесть. Кроме того, шлипсовое устрой ство позволяет поддерживать постоян ным усилие пакеровки при осевых перемещениях верхней части колонны труб, например при проведении компре сорных откачек через многоцикловой циркуляционный клапан, устанавливаемый вьше испытателя и управляемый натяжкой инструмента. При перестановке или подъеме инструмента производят полную натяжку труб, что вызывает движение штока 3 вверх, В начальной фазе этого движения преодолевается усилие самоторможения в клиновом соединении шлипса, после чего плашки 7 втягиваются вовнутрь пазов клина 6 и освобождают корпус 1, при этом поршень 9 гидрореле выходит из посадочного гнезда 11 и открывает каналы 13 для свободного перетока масла в обход поршня 9 в обратном направлении. Затем закрьтается приемный и открывается уравнительный клапаны, что позволяет перекрыть приток и выровнять над- и подпакерные давления. В конечной фазе движения вверх шток 3 упирается в корпус 1 и возвращает уплотнительный элемент 4 в исходное состояние, после чего страгивающая нагрузка передается нижней 2 части корпуса. В том случае, когда вызов притока намечено производить с помощью компрессора, а также при проведении чисто интенсифицирующих обработок, желательно отвернуть и убрать шток 17 приемного канала, что обеспечивает постоянную связь внутритрубного пространства 21 со скважиной. Это исключает возможность вызова притока за счет спуска порожних труб, зато позволяет производить компрессирование и промывку скважины, а также доставку рабочих жидкостей на забой без использования дополнительного циркуляционного клапана, а циркуляцию осуществлять через фильтр 19 при незапакерованном положении инструмента. В этом случае эффект от использования такого пакера заключается также в жесткой фиксации уплотнительного элемента при закачке рабочих жидкостей в пласт при повышенны давлениях закачки. Одним из способов повышения эффективности испытания многопластовых скважин является внедрение такой технологии, которая предусматривает сеективное испытание нескольких одноременно перфорированных объектов дним рейсом инструмента в скважиу. В этом случае используется рехпакерная компоновка испытателього инструмента, в которую дополительно включается верхний пакер, станавливаемый выше всех перфорированных объектов, а вызов притока и гидродинамические исследования осуществляют с помощью компрессора через циркуляционный клапан, установленный вьше верхнего пакера. Такая технология йозволяет сократить затраты времени и труда на спуско-подъемные операции и перфорацию, но вместе с тем она же создает определенные технические трудности, которые не встречаются при проведении работ обычным способом. В таком случае компоновка испытательного инструмента включает якорь 23 с заглушкой 24, нижний пакер 25 для изоляции исследуемого объекта снизу, средний паке 26 с открытым фильтром 21, верхний пакер 28 и циркуляционный клапан 29 Кроме того, в компоновку могут включаться и другие узлы, например запоньй клапан для записи КВД и т.д. Обвязка устья скважины показана условно, но затрубное кольцевое пространство скважины должно быть загерметизировано, а к его нагнетательной линии, подсоединен компрессор 30..

При компрессорном способе испытания объекта, заключенного между нижним 25 и средним. 2.6 пакерами, на уплотнительный элемент верхнего

пакера 28 действует выталкивающий перепад давления, обусловленный воздействием пластового давления верхнего Перфорированного объекта и снижением уровня промывочной жидкости в кольцевом пространстве скважины до глубины установки циркуляционного клапана 29, с помощью которого осуществляется компрессирование и отбор с люида. Этот выталкивающий перепад давления, который возникает даже если на исследуемый пласт передается депрессия, уравновешивается фактически только весом труб. Для повьппения устойчивости трехпакерной компоновки испытательного инструмента в таких случаях необходимо принимать меры

для фиксации верхнего пакера от смещения.вверх при снижении уровня жидкости в скважине. Для этого может успешно быть использован испытатель, но при этом вместо штока

приемного клапана в нем используется гладкий неперфорированньй шток 31, который, обеспечивая герметичность подпакерной части инструмента, не создает одновременно никаких дополнительных вредных гидравлических нагрузок на штоке, направленных вверх и могущих стронуть клин 6 и расфиксировать пакер.

ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий телескопически связанные между собой верхний и нижний корпуса с уравнительными каналами, установленный на верхнем корпусе уплотнительный элемент, размещенный в корпусах и связанный с колонной труб шток с уравнительным и впускным каналами,. образукнций с верхним корпусом камеру, реле времени и фильтр, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы при многоцикловол испытании скважины с применением компрессорных откачек и обработок под давлением за счет жесткой фикс iS сации уплотнительного элемента, он снабжен жестко связанным со штоком клином с плашками, а верхний корпус выполнен с окнами, причем плашки устайГовлены в окнах с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с торцовыми поверхностями окон.

AW ++-t-t

+ -H--f -h4-f-f

W

Фик.1