Устройство для исследования скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B49/00 

СО

с

Использование: нефтегазодобывающая промышленность, гидродинамические и геофизические исследования скважин с последующим оперативным тампонированиемводопластов, особенно сероводородсодержащих пластов. Устр-во содержит корпус из составных частей, верхний и нижний переходники, подвижно размещенные в корпусе гильзу и шток, штангу, пружину, клапан в виде цилиндрической пробки, тягу, направляющие планки и штифт, уплотнительные кольца. Устр-во снабжено размещенным в верхнем переходнике посадочным седлом, спускаемое на кабеле оборудование выполнено в виде полой трубы с разделительным поршнем на верхнем и обратным клапаном на нижнем торцах и посадочной втулкой, сопряженной с посадочным седлом. 5 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно кус- тройствам, позволяющим проводить комплексные гидродинамические и геофизические исследования скважины с последующим ее тампонированием.

Известен испытатель пластов, включающий корпус, полый шток, гидрореле времени, впускной и подпружиненный тарельчатый клапаны, тарелка которого выполнена с хвостовиками и снабжена связанной со штоком втулкой с радиальным каналом, в котором установлен фиксатор для взаимодействия с хвостовиком, а в корпусе имеется выступ для взаимодействия с другим хвостовиком тарелки клапана и паз для размещения фиксатора.

Недостатки испытателя пластов заключаются в ненадежности тарельчатого клапана, что может привести к осложненным ситуациям, и в невозможности тампонирования перфорированных отверстий скважины непосредственно после проведения исследований, т.е. без подъема колонны труб и испытательного оборудования.

Известно устройство для исследования скважин, включающее корпус, верхний и нижний переходники, полый шток с радиальными отверстиями, опирающийся на корпус через упорный подшипник и имеющий на поверхности бесконечную винтовую канавку, скользящую по ней скобу, связанную с штангой и гильзой, выполненной с радиальными щелями, и перекрывающий сквозной канал штока клапан, выполненный в виде цилиндра с боковым сквозным отверстием и жестко связанный с вилкой, охватывающей клапан с торцов, шарнирно

VJ

О

VI о

СП

связанными с ней шатуном и ушком, установленным на гильзе. Испытатель пластов позволяет испытывать объекты в многоцикловом режиме и пропускать через его внутренний сквозной канал малогабаритные геофизические приборы для комплексного исследования скважин.

Недостатки устройства заключаются в ненадежности клапана в виде цилиндра с боковым сквозным отверстием, перекрывающего сквозной канал устройства, что связано с нарушением герметичности после первого открытия и закрытия клапана, которое не позволяет получить качественные кривые восстановления пластового давле- ния и может привести к аварийным ситуациям. Кроме того, это устройство имеет очень сложную конструкцию, неудобно в управлении, не позволяет проводить работы по тампонированию перфорационных отверстий скважины непосредственно после проведения исследований, т.е. без подъема колонны труб и Испытательного инструмента.

Известно устройство для исследования скважин, принятое за прототип, содержащее корпус, верхний и нижний переходники, штангу, поЛый шток, гильзу и клапан, перекрывающий центральный проходной канал. Клапан выполнен в виде цилиндрической пробки с уплотнительными кольцами, штифтом и с прямоугольным ступенчатым выступом в нижнем торце и подвижно связан с тягой, внутри которой выполнены два прямоугольных паза по всей длине и отверстие в середине между пазами. Тяга жестко связана с корпусом и установлена между направляющими планками, на которых выполнены фигурные пазы, где размещены концы штифта. Этот испытатель пластов сравнительно прост по конструкции, позволяет испытывать объекты в многоцикловом режиме и пропускать через его внутренний сквозной канал малогабаритные геофизические приборы для комплексного исследования скважин.

Недостаток устройства заключается в том, что оно не позволяет проводить работы по тампонированию перфорационных отверстий скважины непосредственно по окончании исследований, т.е. без подъема колонны труб и испытательного инструментам путем пропуска и установки в центральном проходном канале специального трубчатого контейнера стампонажным раствором.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения тампонирования нижерасположенных интервалов скважины.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования скважин, содержащее корпус, верхний и нижний переходники, подвижно размещенные в корпусе

шток и гильзу с клапаном, выполненным в виде цилиндрической пробки с уплотнительными кольцами и установленным с возможностью перекрытия центрального проходного канала гильзы, и опускаемое на

0 кабеле оборудование, в,отличие от прототипа, снабжено размещенным в верхнем переходнике посадочным седлом, оборудование выполнено в виде полой трубы с разделительным поршнем на верхнем

5 и обратным клапаном на нижнем торцах, и с посадочной втулкой, сопряженной с посадочным седлом.

Такое выполнение устройства для исследования скважин позволило применять

0 его для изоляции заколонного пространства и заглушения перфорационных отверстий скважины непосредственно по окончании гидродинамических и геофизических исследований, т.е. без подъема колонны труб, на

5 которых спущено в скважину исследовательское оборудование. Снабжение устройства посадочным седлом, выполнение спускаемого на кабеле оборудования в виде полой трубы с разделительным поршнем на

0 верхнем и обратным клапаном на нижнем торцах, и с посадочной втулкой, сопряженной с посадочным седлом, позволило обеспечить возможность оперативной доставки тампонажного материала непосредственно

5 к перфорационным отверстиям скважины и, продавливая его в заколонное пространство, заглушить перфорационные отверстия обсадной колонны.

На фиг.1 схематично изображено пред0 лагаемое устройство в открытом положении клапана с контейнером, установленным в центральном проходном канале; на фиг.2 - то же, в закрытом положении клапана; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 5 сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - схема за- давливания тампонажного материала в заколонное пространство и тампонирования перфорационных отверстий скважины. Устройство для исследования скважин

0 (1-3) содержит составной корпус из частей 1, 2 и 3, верхнего 4 и нижнего 5 переходников, размещенные в корпусе гильзу 6 и шток 7, щтангу 8 и установленную на ней пружину 9, клапан, выполненный в виде цилиндриче5 ской пробки 10 с уплотнительным выступом а на нижнем конце 11. Клапан 10 подвижно связана с тягой 12, внутри которой выполнены два прямоугольных паза б по всей длине тяги и отверстие в в середине между пазами (фиг.2 и 3). Направляющие

планки 13 выполнены с фигурными пазами г и жестко связаны со штоком 7 и гильзой 6. Тяга 12 установлена между направляющими планками 13сограничивающимИ плоскостями д и жестко связана с составным корпусом (части 1, 2). Гильза 6 имеет проходной канал е, а часть 3 составного корпуса имеет шлицевое зацепление ж со штангой 8 для передачи крутящего момента. Штифт 14 установлен в пробке 10, концы штифта 14 размещены в фигурных пазах г направляющих планок 13. Уплотнение подвижных и неподвижных соединений осуществлено стандартными резиновыми кольцами 15-19,

Устройство снабжено посадочным седлом 20, размещенным в верхнем переходнике 4. Спускаемое на кабеле оборудование выполнено в виде полой трубы 21 с полостью з и с посадочной втулкой 22, сопряженной с посадочным седлом 20. В верхнем торце трубы 21 установлены разделительный поршень 23 из эластичного материала, головка 24 с радиальными отверстиями к, геофизический кабель 25, а на нижнем торце контейнера установлен обратный клапана 26 с тарелкой 27 и пружиной 28. Посадочная втулка 22 имеет стандартное уплотнение кольцо 29.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину устройство 30 (см. фиг.5) переходниками 4 и 5 присоединяют к бурильным трубам 31 и другим узлам испытательного оборудования: якорю 32, пакерам 33, 34. При спуске в скважину устройство находится в растянутом положении, клапан закрыт, пробка 10 находится в центральном проходном канале е гильзы 6 (см. фиг.2). После установки оборудования в скважине и пакерования устройство телескопически сжимается, преодолевая силы упругости пружины 9, составной корпус 1-3 перемещается вниз относительно гильзы 6, направляющих планок 13, штока 7, штанги 8 и нижнего переходника 5. При этом тяга 12, жестко связанная с корпусом, перемещает вниз пробку 10, которая после выхода из центрального проходного канала е гильзы 6 начинает перемещаться одновременно вниз и влево (см. фиг.1). Это обеспечивается с помощью штифта 14, концы которого размещены в фигурных пазах г направляющих планок 13. Прямоугольные выступы а пробки 10 скользят по пазам б тяги 12 до полного ухода пробки 10 к стенке корпуса 1. Приток жидкости из испытуемого пласта в полость труб над устройством осуществляется по центральному проходному каналу.

В процессе притока в подпакерный интервал на кабеле спускают малогабаритную геофизическую аппаратуру для дистанционной записи характеристик пласта и жидкости в момент дренирования исследуемой зоны скважины. По окончании исследований аппаратуру поднимают в трубы и натяжением колонны труб закрывают клапан (пробка 10 возвращается в исходное положение) для записи кривой восстановления давления с помощью автономных манометров, размещенных под пакером в специальном приборном патрубке, за пределами сквозного канала. На этом цикл исследований заканчивается. Для записи серии характеристик исследования можно повторить несколько раз. По окончании исследований, при необходимости (например, для изоляции сероводородсодержащих водоносных

пластов) внутрь труб 31 спускают на каротажном кабеле контейнер 35 с тампонаж- ным материалом (фиг,5). Под действием собственной тяжести контейнера посадочная втулка 22 с уплотнительным кольцом 29

садится на седло 20 (фиг. 1). После этого в трубах 31, на которых спущено в скважину устройство 30 для исследования, создают избыточное давление, под действием которого разделительный поршень 23 начинает

перемещаться вниз и продавливает тампо- нажный материал из контейнера в заколон- ное пространство 36/ закупоривает интервал водоносного пласта и перфорационные отверстия обсадной колонны 37

(фиг.5). Затем создание давления в трубах прекращают, поднимают на поверхность контейнер на кабеле и устройство для исследования скважин на трубах.

Устройство позволяет осуществлять

многоцикловое испытание пластов, производить дистанционные гидродинамические и геофизические исследования пластов с помощью малогабаритной аппаратуры, опускаемой на кабеле в исследуемую зону, осуществлять дистанционный контроль за

параметрами жидкости и пласта непосредственно при дренировании продуктивного пласта, производить оперативную изоляцию водоносных пластов и тем самым предотвращать заколонные перетоки пластовых

флюидов и загрязнение верхних пресноводных горизонтов.

Формула изобретения Устройство для исследования скважин, содержащее корпус, верхний и нижний переходники, подвижно размещенные в корпусе шток и гильзу с клапаном, выполненным в виде цилиндрической пробки с уплотнительными кольцами и установленным с возможностью перекрытия центрального проходного канала гильзы, и опускаемое на кабеле оборудование, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения

функциональных возможностей устройства 5 клапаном на нижнем торцах и с посадочной за счет обеспечения тампонирования ниже- втулкой, сопряженной с посадочным сед- расположенных интервалов скважины, оно лом.

снабжено размещенным в верхнем переходнике посадочным седлом, оборудование выполнено в виде полой трубы с разделительным поршнем на верхнем и обратным

3

tx IQ ел

ю

со

И гi Ш

Яг-:,

.ЧЧЧЧЧ АЦ

«) «О

iQ

IQ

О- rrj

Л

JN«

Яг-:, - №„ ST7

J //

V

ГЛ:;,Т5

V i 1Г

V, -1 .-;

i- TTT-T /,У

f xV/ - V/4 -м

-, s -- r s. -Х-

t:C o