Устройство для исследования скважин Советский патент 1986 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к нефтяной иромр.ипленности, а именно к исследованию скважин. Целью изобретения является повышение надежности устройства в работе и расширение его функциональных возможностей за счет определения глубины подвески скважинного штангового насоса. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство в исходном состоянии, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в момент замера глубины подвески скважинного штангового насоса; на фиг. 3 - схема положения устройства, обратного клапана и узла замера глубины подвески скважинного штангового насоса при замере уровня жидкости в скважине; на фиг. 4 то же, при определении положения забоя скважины; на фиг. 5 - то же при определении глубины подвески скважинного штангового насоса; на фиг. 6 то же, при подъеме устройства на дневную поверхность. Устройство для исследования скважин содержит корпус, выполненный в виде двух концевых патрубков: верхнего 1 и нижнего 2, соединенных между собой обратным клапаном 3. К верх ней части верхнего 1 и нижней части нижнего 2 патрубков присоединеныверхний 4 и нижний 5 наконечники, в которых выполнены сквозные соответственно верхнее 6 и нижнее 7 отверстия. Обратный клапан 3 содержит корпу 8, по оси которого установлен затворный элемент 9, выполненный в вид двухступенчатого цилиндра с коническим наконечником. Затворный элемент 9 своей верхней цилиндрической ступ нью малого диаметра установлен с ходовой посадкой в осевом отверстии крьплки 10 клапана, а коническим на конечником плотно прижимается при помощи возвратной пружины 1 1 к скво ному отверстию 12, выполненному в нижней части корпуса 8 клапана. При этом конический наконечник для обес печения герметичности сопряжения пр тирается к посадочному месту сквозного отверстия 12. Установленная на затворном элементе 9 возвратная пружина 11 своим верхним концом упирается в нижний торец крышки 10 клапана, а нижним концом - в верхний торец коническог 27 наконечника затворного элемента 9 Крышка 10 ограничивает -подъем затворного элемента 9 в момент открытия сквозного отверстия 12. В ней выполнены отверстия 13 для прохода скважинкой жидкости из полости нижнего патрубка в полость верхнего патрубка 1 при открытии сквозного отверстия 12, Затворный элемент 9 в верхней части своей верхней цилиндрической ступени малого диаметра имеет поперечное сквозное отверстие, через которое свободно пропущена дужка 14. К дзгжке 14 прикреплен трос 15, который пропущен через верхнее сквозное отверстие 6 верхнего патрубка 1. Дужка 4 предназначена для снятия боковых усилий, действующих на затворный элемент 9 от веса троса при его ослаблении. В верхней части нижнего патр1убка 2 выполнены сквозные отверстия 16, сообщаю1цие полость этого патрубка со скважинной средой, Затворный элемент 9 нижней частью соединен со штоком 17, на конце которого установлен пружинный захват 18, Захват 18 выполнен, например, в виде жесткого основания, из которого нисходят на конус несколько упругих ребер с загнутыми концами - фиксаторами, В нижней части нижнего патрубка 2 выполнена перемычка 19 с осевым 20 и коаксиальными 21 отверстиями. Под перемычкой в нижнем патрубке 2 выполнены сквозные окна 22, В нижней части перемычки выполнены шарниры 23, на которых установлены раздвижные упоры 24 с возможностью углового перемещения их свободных концов за пределы окон 22, Через нижнее сквозное отверстие 7 устройства пропущен толкатель 25, имеющий в верхней части тарелку 26 с коаксиальными отверстиями 27. Тарелка сопряжена наружной диаметральной поверхностью со свободными концами раздвижных упоров 24, т,е, эти концы свободно лежат на тарелке 26, В толкателе 25 выполнена продольная сквозная прорезь 28, в которой заведен палец 29, жестко установленный в нижнем наконечнике 5, Тарелка 26 верхней частью соединена со штоком 30, пропущенным через осевое отверстие 20 перемычки 19, На конце штока выполнена конусообразная

головка 31 с ROз oжнocтью ее взаимодействия с пружинным захватом 18.

YcTpoiiCTBO работает следующим образом,.

На тросе 15, прикрепленном с помощью дужки 14 к верхней части затворного элемента 9, устройство с помощью, например, аппарата Яковлева снабженного индикатором веса и счетчиком оборотов барабана лебедки, спускается в исследуемую скважину.

Под действием веса устройства пружина 11 сжимается затворным элементом 9, в результате чего до достижения уровня жидкости сквозное отверстие 12 будет открытым, а трос 15 будет находиться в натянутом состоянии.

При достижении замеряемого уровня скважинной жидкости устройство в связи с малым проходным сечением отверстий 21, вьшолненных в перемычке 19 (которые могут быть откалиброваны), не сразу погружается в скважинную жидкость. При этом происходит ослабление натяжения троса 15, а возвратная пружина 11 освобождается от сжимающей ее весовой нагрузки и, перемещая затворный элемент вниз, герметично перекрывает коническим наконечником сквозное отверстие 12, разобщая тем самым полость нижнего патрубка 2 от полости верхнего патрубка 1,

Одновременно с затворным элеменV там 9 вниз перемещается также шток 17с пружинным захватом 18,

Погружение устройства в скважинную жидкость происходит до тех пор, пока через отверстие 16 не вытеснится воздух, находящийся в полости нижнего патрубка 2, сама полость не сообщится через упомянутые отверстия со скважинной средойj а устройство н погрузится до уровня, несколько выше этих отверстий при обеспечении плавучести устройства.

После заполнения нижнего патрубка 2 скважинной жидкостью устройство благодаря наличию верхнего патрубка 1, выполняющего функции поплавка, перестает, погружаться в жидкость и стабильно находится на плаву в вертикальном положении вследствие его плавучести,

В результате при достижении уровня жидкости в скважине и в процессе дальнейшего погружения устройства в жидкость происходит заметное ослабление натяжения троса 15, которое

фиксируется на дневной поверхности как момент касания уровня жидкости соответствующим отсчетом глубины по счетчику оборотов барабана лебедки,

В случае необходимости повторного замера достаточно на 1-2 м приподнять устройство над предварительно замеренным уровнем жидкости, после чего заново повторить описанный процесс замера уровня жидкости в исследуемой скважине.

Для проведения следующего замера определения положения забоя скважины - необходимо плавно выбрать на лебедку прослабленный трос 15 и на 0,2-0,3 м (по счетчику оборотов барабана) приподнять устройство, одновременно следя за показаниями индикатора веса, которые должны увеличиваться. Затем медленно опускают устройство в сквалсину, постоянно следя за тем, чтобы трос 15 был в натянутом состоянии.

При плавном выбирании на лебедку прослабленного троса 15 затворный элемент 9 перемещается вверх, сжимая пружину 1 и открывая тем самым сквоное отверстие 12, в результате чего скважинная жидкость при дальнейшем медленном опускании устройства заполняет внутреннюю полость верхнего патрубка 1, и потяжелевшее устройство, как гирька, опускается до забоя скважины.

При достижении забоя скважины фиксируется еще одно ослабление натяжения троса 15, в результате которого по счетчику производят отсчет положения забоя скважины.

В момент достижения забоя скважины и ослабления натяжения троса 15 возвратная пружина 11 освобождается от сжимающей ее весовой нагрузки устройства и перемещает затворный элемент 9 вниз до посадки его конического наконечника в сквозное отверстие 12. Вместе с затворным элементом 9 вниз перемещается шток 17 с пружинным захватом 18,

Одновременно при посадке устройства на забой скважины толкатель 25 перемещается вверх вместе с тарелкой 26, щтоком 30 и конусообразной головкой 31, а упоры 24 раздвигаются тарелкой через окна 22 за пределы наружной поверхности устройства.

При происходящих одновременно осевом перемещении затворного элемента 9, штока 17 и пружинного захвата 18 вниз, а толкателя 25, штока 30 и конусообразной головки 31 вверх происходит сцепление головки с пружинным захватом. Это сцепление (соединение) надежно фиксирует раздвижные упоры 24 в раздвинутом состоянии и обеспечивает в результате этого получение наружного диаметрального размера устройства в месте полностью раздвинутых , упоров 24 несколько большим внутреннего диаметрального размера насосно-компрессорных труб (в случае замера глубины подвески невставного скважинного штангового насоса) или замковой опоры (в случаезамера глубины подвески вставного скважинного штангового насоса), В-случае необходимости повторного замера забоя скважины достаточно плавно без резких рывков выбрать на барабан лебедки прослабленный трос 15, Выборку троса 15 контролируют по показаниям индикатора веса, которые должны увеличиваться. Затем медленно, 25 без резких рывков, на 2-3 м приподнимают устройство над предварительно замеренным положением забоя скважины,. после чего заново повторяют описанный процесс определения положения за-зо

боя в исследуемой скважине.

Для проведения замеГра. глубины подвески скважинного штангового насоса плавно без рывков выбирают на барабан лебёдки аппарата Яковлева прослабленный трос 15. Выборку троса контролируют по показаниям индикатора веса, которые должнь увеличиваться. В момент подъема устройства с забоя скважины показание индикатора веса будет наибольшим. Затем медленно без рывков продолжают поднимать устройство из скважины. В процессе подъема постоянно следят за показаниями индикатора веса, которые должны уменьшатьПри достижении конца насосно-компрессорных труб невставного или замковой опоры вставного скважинного штангового насоса раздвижные упоры 24 устройства упираются в конец труб или замковую опору и устройство оста навливается. При этом трос 15 дополнительно натягивается, а индикатор веса на барабане показывает его увеличение . Показание счетчика оборотов барабана лебедки в момент начала увели1

уменьшается и достигает значения, имевшего место в момент перед началом операции замера глубины подвески скважинного насоса.

После расцепления пружинный захват 18, шток 17 и затворный элемент 9 перемещаются тросом 15 вверх, а толкатель 25, шток 30 и конусообразная головка 31 под действием собственного веса перемещаются вниз. При этом раздвижные упоры 24 вдвигаются через сквозные окна 22 вовнутрь устройства и их концы свободно ложатся на наружную диаметральную по27ьчения показаний индикатора веса фиксируется как глубина подвески скважинного штангового насоса. Для повторного замера глубины подвески скважинного штангового насоса необходимо слегка прослабить дополнительно натянутый трос 15. Прослабление троса 15 контролируется По показаниям индикатора веса которые должны уменьшаться. Затем плавно на 2-3 м опускают устройство ниже предварительно замеренного положения глубины подвески скважинного штангового насоса, после чего заново повторяют описанный процесс определения глубины подвески скважинного штангового насоса в исследуемой скважине. Для расцепления конусообразной головки 31 и пружинного захвата 18 медленно без рынков увеличивают с помощью бараба 1а лебедки натяжку троса 15. В процессе его натяжения постоянно следят за показаниями индикатора веса, которые будут увеличиваться. Момент расцепления головки 31 и пружинного захвата 18 отмечается по заметному ослаблению натяжения троса 15, фиксируемому по показанию индикатора веса, которое значительно верхность тарелки 26, После расцепления пружинного захвата 18 и конусообразной, головки 31 медленно без рывков поднимают устройство на дневную поверхность, В процессе подъема постоянно следят за показаниями индикатора веса, которые будут уменьшаться. При необходимости повторного проведения замера глубины подвески скважинного ш.тангового насоса после расцепления пружинного захвата 18 и конусообразной головки 31 опускают устройство до забоя скважины, после

чего заново повторяют описанный процесс замера этого параметра.

Использование устройства позволяет расширить его функциональные возможности: производить замеры глубины подвески скважинного штангового насо са при обеспечении надежности, простоты конструкции и эксплуатации устройства, а также возможности много638278

кратного проведения всех трех описанных замеров без подъема на дневную поверхность.

Экономический от испольг зования изобретения достигается за счет уменьшения количества спускоподъемных операций, производимых i при отдельных замерах глубины подвески скважинного штангового насоса.

(

-31

-26

физ.1

фие.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН, содержащее трос и корпус с отверстиями и расположенным внутри него обратным клапаном, выполненным в виде подпружиненного затворного элемента, .взаимодействующего с тросом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе и расширения его функциональных возможностей за счет определения глубины подвески скважинного штангового насоса, оно снабжено со штоком с пружинным захватом и фиксирующим элементом, вьтолненным в виде установленной в нижней части корпуса перпендикулярно его оси перегородки с шарнирно закрепленными на ней упорами, толкателя с тарелкой и штоком с головкой, при этом тарелка жестко связана с толкателем и расположена I с возможностью взаимодействия с упо(Л рами , а щток с пружинным захватом жестко соединен с затворным элементом и установлен с возможностью взаимодействия с головкой фиксирующего элемента.