Испытатель пластов Советский патент 1986 года по МПК E21B49/00 

расположен шлиховый якорь (ШЯ) 9. Гидроцилиндры 10, 11, 12 соответственно уп- лотнительных элементов 7, 8 и ШЯ 9 сообщены К 25 с перепускной втулкой 26 и на1

Изобретение относится к оборудованию для испытания нефтегазоносных пластов, спускаемому в скважину на бурильных трубах и работающему без опоры на забой.

Цель изобретения - повыщение надежности работы испытателя пластов.

На чертеже изображен испытатель пластов в момент спуска в скважину, общий вид.

Испытатель пластов без опоры на забой состоит из корпуса 1, внутри которого расположен насос 2, масляная емкость 3 с разделительным порщнем 4, снабженным пружиной 5. Для поддержания в емкости 3 давления масла, равного затрубному, в нижней части ее выполнен канал 6.

На корпусе 1 расположены пакерные уп- лотнительные элементы 7, 8 и якорь шлип- совый 9, снабженные гидроцилиндрамн приводов 10-12 и пружинами 13-15. Гидроцилиндры 10-12 образованы между втулками 16-18 и корпусом 1. Нижняя часть 1 жестко связана с пружинным фонарем 19.

Насос 2 состоит из кулачкового механизма 20, плунжера 21, всасывающего клапана 22 и нагнетательного клапана 23. Насос 2 гидравлически соединен с масляной емкостью 3 с помощью всасывающего канала 24. Гидроцилиндр 12 щлипсового якоря 9, как и гидроцилиндры 10 и 11 уплотнительных элементов 7 и 8, сообщен с помоп-1ью канала нагнетания 25, с перепускной втулкой 26 и насосом 2. Каналы 24 и 25 изолированы друг от друга перепускной втулкой 26 с проточкой 27, внутренним выступом 28 и уп- лотнительными кольцами 29.

Перепускная втулка 26 снабжена пружиной возврата 30, установленной между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью штока 31. Шток 31 выполнен с выступом 32 и боковым каналом 33, составляющим с боковым уравнительным каналом 34, выполненным в корпусе 1, уравнительный клапан. Каналы 33 и 34 разобщены с помощью уплотнительных колец 35 в моменты спускоподъема испытателя в скважину, открытые и закрытые периоды испытания и сообщены в момент снятия пакеров с места их установки в скважине.

сосом 2. Под приемным клананом 42 шток 31 имеет разгрузочный К 45, обеспечивающий сообщение полости под клапаном 42 с затрубным пространством б. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Между всасывающим клапаном 24 и нагнетательным каналом 25 расположен редукционный клапан 26.

В верхней части насоса 2 расположены две полумуфты 37, 38 и пружина 39.

Фильтровая зона 40, расположенная между уплотнительными элементами 7 и 8, каналом притока 41 связана с приемным клапаном 42, каналом штока 43. В корпусе нижней части приемного клапана 42 выполнено впускное отверстие 44, сообщенное через канал 43 и фильтр 40 с трубным а, затрубным б и межпакерным в пространствами Б момент спускоподъема испытателя в скважину, а под приемным клапаном 42 в корпусе выполнен разгрузочный канал 45, обеспечивающий сообщение полости под клапаном 42 с затрубным пространством б. Для обеспечения перекрытия трубного пространства а на приемном клапане 42 установлены уплотнительные кольца 46. Для передачи вращения насосу 2 от колонны бурильных труб через корпус, приемный клапан 42 выполнен со шлицами 47.

В корпусе 1 выполнен перепускной канал 48, обеспечивающий постоянное сооб- щение затрубного пространства б над верхним пакерным элементом 7 и под нижним пакерным элементом 8. Для регистрации всех изменений давления в межпакерном пространстве в установлен глубинный регистрирующий манометр 49.

Испытатель пластов без опоры на забой работает следующим образом.

В компоновке, показанной на фиг. 1, испытатель спускается в скважину и устанавливается таким образом, чтобы испытывае- мый пласт располагался между пакерными элементами 7 и 8. По мере спуска бурильные трубы заполняются буровым раствором, находящимся в скважине, через фильтр 40, канал притока 41 и приемный клапан 42. Для со.здания необходимой депрессии на пласт при испытании буровой раствор в трубах замещают на жидкость с меньшей плотностью. Для этого на устье скважины на трубы устанавливают устьевую головку с краном высокого давления и начинают закачивать жидкость с меньшей плотностью, чем буровой раствор. При этом буровой раствор вытесняется из трубного простран

ства а через приемный клапан 42, канал притока 41, фильтр 40 и переливается из кольцевого пространства на устье скважины После прокачки необходимого объема жидкости в трубы закрывают кран высокого давления на устье скважины и начинают вращать колонну бурильных труб. Это вращение через шлицы 47 приемного клапана 42, корпус передается кулачковому механизму 20 насоса 2. При этом нижняя часть корпуса 1 испытателя пластов фиксируется от проворота за счет сцепления пружинного фонаря 19 со стенками скважины. Вращательное движение кулачкового механизма 20 преобразуется в возвратно-поступательное движение плунжера 21 насоса 2. Последовательно открываются и закрываются всасывающий клапан 22 и нагнетательный клапан 23, масло из емкости 3 по всасывающему каналу 24 и нагнетательному каналу 25 поступает в гидроцилиндры 10- 12. Рост давления в гидроцилиндрах 10- 12 приводит к сжатию пружин 13-15, поднятию по конусным направляющим шлип- сового якоря 9, увеличивающегося в диаметре, и деформации уплотнительных элементов 7 и 8. После того, как шлипсовый якорь 9 внедрится в стенки скважины и па- керные элементы 7 и 8 перекроют ствол скважины сверху и снизу испытываемого объекта, в нагнетательном канале 25 начинает резко расти давление. По достижении давлением в канале 25 величины примерно 10 МПА открывается редукционный клапан 36 и через него нагнетательный канал 25 и всасывающий канал 24 сообщаются между собой, насос 2 начинает работать вхолостую. При этом на поверхности уменьшается крутящий момент, фиксируемый на моменто- мере. Прекращают вращение колонны бурильных труб. Натяжкой колонны вверх проверяют сцепление уплотнительных элементов 7, 8 и шлипсового якоря 9 со стенками скважины; контроль на поверхности осуществляют по гидравлическому индикатору веса.

Открывают кран высокого давления на устье скважины и, постепенно снижая давление, вызывают приток из объекта, перекрытого сверху и снизу уплотнительными элг ментами 7 и 8. Флюид из пласта поступает через фильтр 40, канал притока 41, приемный клапан 42 во внутреннюю полость бурильных труб а. Контроль за дебитом и объемом отбираемого флюида осуществляют по интенсивности перетока жидкости из труб.

Закрытый период испытания осуществляют разгрузкой колонны бурильных труб. При этом плашки шлипсового якоря 3 еще больше внедряются в стенки скважины, воспринимая основную часть нагрузки, освобождая тем самым уплотнительные элементы 7 и 8 от механической нагрузки.

0

Под действием нагрузки, передаваемой вниз, приемный клапан 42 легко перемещается вниз, так как он выполнен гидравлически уравновешенным и под ним в корпусе выполнен разгрузочный канал 45. При этом впускное отверстие 44, выполненное в нижней части приемного клапана 42, перемещается вниз и разобщается с помощью уплотнительных колец 46 с каналом притока 41, а следовательно, с межпакерным пространством в, в котором давление начинает вос- станавливаться до ве.личины пластового. Динамику этого восстановления давления фиксирует .манометр 49. Одновременно с перемещением приемного клапана 42, переме5 щается вниз полумуфта 37 до соприкосновения своей торцовой поверхностью с торцовой поверхностью полумуфты 38, при этом пружина 39 сжимается. Телескопический шток 31 также перемещается вниз, а ограничением его ходу служит упор торцовых

поверхностей полумуфт 37 и 38. При этом перепускная втулка 26 остается на месте, так как выступ штока 31 не доходит до выступа 28, а следовательно, не сдвигает перепускную втулку 26 вниз. Отверстия 33

5 и 34 также не сообщаются между собой.

После закрытого периода испытания осуществляется открытие приемного клапана 42. Достигается это натяжкой колонны бурильных труб вверх. При этом приемный клапан 42 перемещается вверх до совмещения

0 впускного отверстия 44 с каналом штока 41, а через фильтр 40 - с межпакерным пространством и флюид из пласта снова начинает поступать во внутреннюю полость бурильных труб а. Одновременно с перемещением приг емного клапана 42 вверх перемещаются вверх и занимают свое первоначальное положение по,1умуфта 37 и шток 31. Количество открытых и закрытых периодов испытания можно проводить неограниченное число раз посредством осевых перемещений колонны

0 труб.

Снятие уплотнительных элементов 7 и 8 и якоря 13 осуществляется в следующей последовательности.

Закрывается кран высокого давления на устье скважины. Разгружают колонны бу рильных труб и одновременно проворачивают ее на пол-оборота вправо, при этом полумуфты 37 и 38 вначале соприкасаются своими торцовь1ми поверхностями, сжимая пружину 39 (аналогично как при операции закQ рытия приемного клапана 42), а затем полумуфты 37 и 38 сочленяются между собой. На поверхности этот момент фиксируется по резкому отклонению стрелки гидравлического индикатора веса. Сочленение полумуфт 37 и 38 (в результате одновременного дейст5 ВИЯ разгрузки колонны труб и ее поворота) обеспечивает телескогп1ческому штоку 31 дополнительное перемешение вниз (примерно на 60 мм). При этом отверстие 33,

5

выполненное в штоке 31, совмещается с отверстием 34, выполненным в корпусе 1, тем самым затрубное пространство б сообщается с межпакерным пространством в и давление в них уравнивается. Одновременно с этим выступ 32 штока 31 упирается в выступ 28 перепускной втулки 26. Втулка 26, снимая пружину возврата 30, перемещается вниз, при этом проточка 27 соединяет нагнетательный канал 25 с всасывающим каналом 24, а следовательно, с емкостью 3. Рабочая жидкость (масло) из гидроцилиндров 10-12 перетекает в емкость 3, этому способствуют упругие свойства пакеров элементов 7, 8 и пружин возврата 13 и 14.

Формула изобретения Испытатель пластов, включающий разделенные фильтром уплотнительные элементы, установленные на корпусе, имеющем канал притока, сообщающийся с фильтровой зоной, и боковой уравнительный канал для сообщения пространства за корпусом над уплотнительными элементами с фильтровой зоной, установленный телескопически в корпусе шток с наружным выступом .и каналом, сообщающимся с каналом притока корпуса, установленный в щтоке с возможностью осевого перемещения и связанный с колонной труб приемный клапан с впускным отверстием для сообщения с каналом штока.

Уплотнительные элементы 7 и 8 занимаютjs установленный на корпусе фонарь и гидросвое рейсовое положение, но при этом плат-цилиндры приводов уплотнительных элемен- ки шлипсового якоря 9 все еще находятся втов, установленный в корпусе плунжер на- контакте со стенками скважины под деист-coca с клапанами, связанными выполненны- вием механической нагрузки, передаваемойми в корпусе каналами всасывания и нагне- ему в результате разгрузки колонны буриль-тания с полостями гидроцилиндров приво- ных труб. Это также обеспечивает нахож-20 дов, и выполненную в корпусе, заполненную

дение перепускной втулки 26 в нижнем положении. В таком положении испытатель пластов находится необходимое время (примерно 10-15 мин) для полного выравнивамаслом камеру, в которой установлены перепускная втулка с проточкой на наружной поверхности и выступом на внутренней соответственно для сообщения канала нагнения дан ления в каналах 24 и 25. После это- 25 тания с масляной камерой и взаимодействия го колонну труб приподнимают, при этомс выступом штока, отличающийся тем, что,

плащки щлипсового якоря 9 под действиемс целью повышения надежности работы испружины 14 и натяжки труб смещаются внизпытателя пластов, шток выполнен с бокои выходят из контакта со стенками скважи-вым каналом, сообщающимся в его крайны. Перепускная втулка 26 под действиемнем нижнем положении с боковым уравнипружины 30 занимает свое начальное поло- 30 тельным каналом корпуса, а перепускная

втулка подпружинена относительно корпуса, при этом приемный клапан установлен с возможностью сообщения его спускного отверстия с каналом штока в крайнем верхнем положении щтока.

2. Испытатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленным на корпусе под уплотнительными элементами щлипсо- вым якорем, образующим с корпусом камеру, связанную с полостями гидроцилиндров

жение.

Открывают кран высокого давления на устье скважины и проводят обратную циркуляцию, замещая пластовый флюид в трубах на буровой раствор из затрубного прост- 35 ранства, через фильтр 40, канал притока 41 корпуса, приемный клапан 42. После того как флюид в трубах полностью заместится на

буровой раствор, испытатель пластов устанавливается против следующего объекта ис-40 приводов уплотнительных элементов, а шток пытания и все операции повторяются какпод приемным клапаном имеет разгрузоч- при проведении испытания первого объекта.ный канал.

Формула изобретения Испытатель пластов, включающий разделенные фильтром уплотнительные элементы, установленные на корпусе, имеющем канал притока, сообщающийся с фильтровой зоной, и боковой уравнительный канал для сообщения пространства за корпусом над уплотнительными элементами с фильтровой зоной, установленный телескопически в корпусе шток с наружным выступом .и каналом, сообщающимся с каналом притока корпуса, установленный в щтоке с возможностью осевого перемещения и связанный с колонной труб приемный клапан с впускным отверстием для сообщения с каналом штока.

маслом камеру, в которой установлены перепускная втулка с проточкой на наружной поверхности и выступом на внутренней соответственно для сообщения канала нагне

Изобретение относится к оборудованию для испытания нефтегазоносных пластов и повышает надежность работы. Для этого шток 21 выполнен с боковым канало.м (К) 33, сообшаюш,имся с боковым уравнительным К 34 корпуса I. Перепускная втулка 26 имеет пружину 30, установленную между корпусом 1 и наружной поверхностью штока 31. Впускное отверстие 44 приемного клапана 42 в крайнем нижнем положении штока 31 сообшено с каналом 41. Под уп- лотнительны.ми элементами 7, 8 на корпусе I (Л К) Oi 00 О С5