Запорное устройство для испытателя пластов Советский патент 1992 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к геологоразведке нефти и газа, в частности к оборудованию для испытания скважин.

Известно запорное устройство для испытателя пластов, включающее полый корпус и установленный с возможностью осевого перемещения относительно него шток, соединяемые один с верхней, а другой с нижней частью колонны труб, размещенный в штоке съемный клапан с герметизирующей втулкой, свободно установленной на геофизическом кабеле, механизм фиксации клапана, включающий размещенные на штоке фиксирующие элементы, внутренняя сторона котррь1х взаимодействует с проточкой съемного клапана, наружная сторона с управляющей внутренней конической поверхностью на корпус. Запорное устройство позволяет фиксировать съемный клапан в устройстве при сжатии последнего весом колонны труб и перекрывать осевой канал натяжением кабеля.

Известно также-запорное устройство, в котором механизм фиксации съемного клапана включает фиксирующие элементы и двуплечие рычаги на штоке, а также управляющие движением фиксатора конические поверхности на внутренней поверхности корпуса,

Недостатком известных устройств является ТО; что управление фиксирующими элементами в них при установке и снятии съемного клапана осуществляется перемещением труб на устье скважины.

В тех случаях, когда при испытании пластов получен приток газа или нефти с высоким содержанием газа, для проведения этой операции требуется использование специального громоздкого устьевого оборудования с применением резино-технических изделий для уплотнения труб на устье на время их перемещения и, кроме того, совместное нагружение труб на устье растягивающими нагрузками от веса труб и от внутреннего давления при фонтанировании скважины повышает критические нагрузки на трубы и соответственно снижает безопасность проведения работ.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве съемный клапан выполнен в виде составного корпуса, каждая часть которого подпружинена с возможностью смещения относительно друг друга, шток выполнен таким образом, что образует полую камеру с одной из трех составных частей корпуса съемного клапана, а также введены дополнительные фиксаторы для фиксации штока относительно нижней части корпуса съемного клапана в крайних рабочих положениях (верхнем и нижнем) .и фиксатор для фиксации верхней части составного корпуса съемного клапана относительно его средней части, а фиксирующие рычаги установлены в средней части составного корпуса съемного клапана, подпружинены относительно корпуса и выполнены с фигурной поверхностью, взаимодействующей с ответной фигурной поверхностью корпуса устройства.

Съемный клапан содержит составной корпус, взаимно подпружиненный относительно друг друга с возможностью их взаимного смещения, шток, образующий с одной из частей корпуса съемного клапана полую камеру и дополнительных фиксаторов для фиксации штока относительно корпуса съемного клапана в верхнем и нижнем положении. Фиксирующие рычаги установлены в средней части съемного клапана, подпружинены и имеют фигурную внешнюю поверхность, взаимодействующую с ответной поверхностью корпуса устройства. Фиксатор для фиксации подпружиненных рычагов в утопленном положении, срабатывает от груза, концентрично одеваемого на кабель и сбрасываемого с поверхности.

На фиг.1 изображено устройство в момент предварительной установки съемного клапана в корпусе устройства, общий вид; на фиг.2 - то же, после перевода его в рабочее положение.

Устройство состоит из полого корпуса 1,

5 имеющего в нижней и верхней части присоединительные резьбы для соединения с трубами , на которых корпус 1 опускается в скважину совместно с пакером и другим испытателъным оборудованием (не показаны),

0 и съемного клапана 2, опускаемого в скважину на кабеле 3.

В корпусе 1 выполнены цилиндрическая посадочная поверхностъ 4, выступ 5 и внутренняя кольцевая проточка 6. Съемный клапан 2 выполнен в виде составного корпуса, состоящего из подпружиненных нижней 7, средней 8 и верхней 9 секций, имеющих возможность смещения в осевом направлении одна относительно другой, и штока 10,

0 образующего с нижней секцией 7 составного корпуса съемного клапана полую камеру 11.

Шток 10 вътолнен также составным и состоит из собственно штока 10 и подпружиненной относительно него втулки 12 с уплотнениями. Втулка 12 жестоко крепится к каротаж,ному кабелю 3, В штоке 10 выполнены радиалъные отверс.тия 13 для прохода флюида, снизу к нему крепится регистрирующий манометр 14. Кроме того, на штоке 10

выполнены гребенка 19 и углубления 16 под шаровой фиксирующий элемент 17, который выполнен в нижней части 7 составного корпуса съемного клапана. В нижней секции 7 составного корпуса съемного клапана имеется подпружиненный фиксатор 18, который Сначала свободно пропускает шток 10 вниз, а затем препятствует его смещению вверх относительно нижней секции 7 составного корпуса съёмного клапана. Средняя секция 8 составного корпуса съемного клапана может смещаться вниз относительно его нижней секции 7, преодолевая при этом усилие пружины 15, и имеет внутреннюю кольцевую проточку 20, ограничитель 21 хода, несколько подпружиненных рычагов 22 с выступами и выемками на своей наружной поверхности, а также несколько подпружиненных упоров 23. Верхняя секция 9 составного корпуса съемного клапана подпружинена относительно его средней секции 8 и имеет ограничитель 24 хода, отверстия 25 для взаимодействия с упорами 23, а в нижней секции 7 выполнено радиальное отверстие 26.

Устройство работает следующим образом.

В скважину на трубах опускаются корпус устройства 1, ниже которого устанавливается ис.пытатель пластов, пакет и другое оборудование, необходимое для вызова притока из пластов путем снижения уровня жидкости в трубах.

После пакеровки и передачи на пласт депрессии, с целью получения из пласта притока, определяется дебит скважины по изменению уровня жидкости в трубах. Для записи кривой восстановления давления (КВД). перекрытием притока на забое на каротажном кабеле (тросе) опускается в трубы съемный клапан 2, который доходит до корпуса 1 и останавливается на выступе 5, опираясь на последний выступами рычагов 22. При этом выступ 5 корпуса устройства попадет в выемку рычагов 22 и происходит зацепление съемного клапана 2 в корпусе 1. Так как трубы заполнень частично жидкостью (условия работы заявляемого устройства), то шток 10 под действием перепада давления между гидростатическим -давлением в трубах и нулевым давлением в полой камере 11 стремится сместиться вниз, но этому препятствует фиксатор 17.

До окончательной установки съемного клапана 2 проводится натяжка кабеля 3, что приводит к смещению нижней секции корпуса 7 относительно средней секции 8 и освобождению фиксатора 17, после чего шток 10 смещается вниз при ослабленном кабеле и уплотняемая поверхность штока

устанавливается в цилиндрической посадочной поверхности 4 корпуса устройства 1, а фиксатор 18 фиксируют шток 10 относительно нижней секции корпуса 7 (фиг.2). В этом положении имеется возможность прохода флюида через радиальные отверстия 13 штока 10, а для записи КВД повторно натягивается кабель 3 и втулка 12 перекрывает радиальные отверстия 13 для прохода флюида. Ослаблением и натяжением кабеля можно создать неограниченное число открытых и закрытых циклов испытания.

Для съема клапана ослабляют кабель 3, а затем по кабелю сбрасывают с поверхности груз (не показан), свободно одетый на кабель, который ударяет по верхней подпружиненной секции 9 корпуса съемного клапана, которая, смещаясь вниз, принудительно утапливает подпружиненные рычаги 22. При смещении верхней секции 9 корпуса вниз утапливаются фиксирующие рычаги 22 и при смещении верхней секции 9 корпуса в крайнее нижнее положение упоры 23 выдвигаются вотверстии 25 и фиксируют верхнюю секцию 9 в крайнем нижнем положении. После этого съемный клапан 2 может быть извлечен на поверхность.

Применение предлагаемого устройства облегчает управление последним путем исключения трудоемкой и небезопасной операции по подвижке труб на устье, что весьма важно при работе на предполагаемых газовых объектах.

Формула изобретения

Запорное устройство для испытателя пластов, содержащее концентрично установленные с возможностью осевого перемещения относительно друг друга полые корпусе посадочной поверхностью, спускаемые на кабеле съемный клапан и шток с радиальными отверстиями и подпружиненной втулкой и фиксирующие рычаги, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, съемный клапан выполнен из нижней промежуточной-и верхней секций, каждая из которых подпружинена и установлена с возможностью перемещения относительно друг друга, шток образует с нижней секцией кольцевую вакуумную камеру, причемнижняя секция имеет фиксирующий элемент для удержания штока в крайнем нижнем положении, а фиксирующие рычаги размещены в промежуточной секции съемного клапана и подпружинены относительно нее, при этом верхняя секция съемного клапана выполнена с радиальными отверстиями, а

промежуточная секция имеет упоры с возможностью размещения их в радиальных

отверстиях верхней секции в ее крайнем нижнем положении.

Фиг. 2

Изобретение относится к геологоразведке нефти и газа. Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе. Устройство имеет концентрично установленные с возможностью осевого перемещения полый корпус (ПК) 1 с посадочной поверхностью 4, спускаемые на кабеле 3 съемный клапан (СК) 2 и шток (Ш) 10 и фиксирующие рычаги 22. СК 2 состоит из ниж- не.й 7, промежуточной 8 и верхней 9 секций, каждая из которых подпружинена и установлена с возможностью перемещения относительно друг друга, а Ш 10 образует с нижней секцией 7 кольцевую вакуумную камеру 11. Нижняя секция 7 имеет фиксирующий элемент 17 для удержания Ш 10 в крайнем нижнем положении. Верхняя секция 9 СК 2 выполнена с радиальными отверстиями 25, а промежуточная секция. 8 - с упорами 23, с возможностью размещения их в радиальных отверстиях 25 верхней секции в ее крайнем нижнем положении. В скважину на трубах опускают ПК 1. После пакеровки и передачи на пласт депрессии на кабеле 3 в трубы опускают СК 2, который фиксируется в ПК 1 с помощью рычагов 22. Для окончательной установки СК 2 натягивают кабель 3, что приводит к освобождению элемента 17. Затем Ш 10 смещается вниз и устанавливается в посадочной поверхности 4 П К 1, что создает возможность прохода флюида через радиальные отверстия 13. Для записи КВД повторно натягивают кабель 3, и втулка 12 перекрывает радиальные отверстия 13. Ослаблением и натяжением кабеля можно создавать неограниченное число открытых_и э^к^ытых циклов испытания. 2 ил.XJ^О >&