Пластоиспытатель Советский патент 1993 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к исследованиям скважин и пластов пластоиспытателями в процессе бурения.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет снижения опасности выброса нефти и газа при аномально-высот ких пластовых давлениях.

На чертеже представлена схема конструкции предлагаемого пластоиспытателя.

Пластоиспытатель состоит из емкости 1, nakepa 2, утяжеленных труб 3, откачивающего узла 4, гидротормозного узла, имеющего посадочный элемент 5, которые

установлены над долотом 6, между турбобуром 7 и бурильными трубами 8. В емкости 1 имеется нагнетательный клапан 9 и всасывающие клапаны 11, а в долоте 6 имеются отверстия 10. Шпонки 12 служат для передачи крутящего момента при бурении и ограничения взаимных осевых перемещений деталей откачивающего узла 4. Отверстия 13 расположены в полом штоке 14 пакера 2, а камеры 15 расположены между поршнями 16 штока 14 и поршнями 17 корпуса пакера 2. Пакерующий элемент 18 надет на шток 14. Эластичные тарелки 19 гидротормозного узла расположены на стержне 20. Стенки

00

о

го

о

00

скважины 21 в процессе бурения с пакеру- ющим элементом 18 не соприкасаются за счет гидравлических сил перепада давления действующих на поршни 17. Седло 22 под посадочный элемент 5 гидротормозного узла расположено между всасывающим клапаном 23 и нагнетательным клапаном 24 откачивающего узла 4, который имеет камеру 25 и полый кольцевой корпус 26.

Пробоотборная камера 27 расположена в пробоотборнике 28 помещенном внутри корпуса посадочного элемента 5 и имеет с ним два ряда совпадающих радиальных каналов 29 и 30, через которые циркулирует пластовые флюиды в процессе притока. Совмещение радиальных ка налов 29 и 30 фиксируется , срезной шпилькой 31. соединенной с корпусом узла 5 и верхней частью камеры 27, В нижней части гидротормозного узла 5 расположены глубинные манометр 32 и термограф 33, а .в верхней части - дебитомер 34. .

В верхней части узла 5 выполнены два ряда уравнительных отверстий 35 и 36, причем нижний ряд 35 перекрыт корпусом пробоотборника 28. Верхняя часть камеры 25 имеет подвижный поршень 37, соединон- ный с цилиндром 39, а в корпусе покера 2 имеются отверстия 38. Запорные клапаны 40 служат для фиксации закрытого положения камеры .37 после среза шпильки 31.

Пластоиспытатель помещают над долотом б между трубобуром 7 и бурильными трубами 8.

В процессе бурения гидротормозной узел находится в подвешенном состоянии в специальном переводнике под квадратной трубой (на фиг. 1 не показано) у устья скважины и буровой раствор свободно циркулирует через нагнетательный клапан 9, емкость 1, турбобур 7 и отверстия 10 долота 6. Впускные клапаны 11 емкости 1 при этом закрыты, а уплотнительный элемент 18, пакера 2 находится ъ ненагруженном состоянии и не мешает процессу бурения. Это достигается тем, что избыточное давление бурового раствора за счет гидравлических потерь в турбобуре, долоте и бурильных трубах проникает через отверстия 13 штока 14, пакера 2 и создает в камерах 15, между поршнями 16 штока 14 и поршнями 17 корпуса пакера 2 усилие, направленное на поднимание корпуса пакера 2 вверх. Это препятствует созданию сжимающей нагрузки на уплотнительный элемент 18 пакера 2 от корпуса, утяжеленных труб 3 и веса части бурильных труб передаваемых нагрузку на долото 6 при бурении.

Это усилие равное 300,00 кН, действующее вверх при площади всех рабочих поршней 300 см и гидравлических потерь давления 10,0 МПа в турбобуре 7, долоте 6 и бурильных трубах 8 значительно превышает необходимую магрузку на долото 6 при бурении и препятствует созданию нагрузки на уплотнительный элемент 18 пакера 2. Бурение продолжают до вскрытия долотом 6 перспективного пласта от 3 до 12 метров (т.е. до длины турбобура), после чего бурение останавливают; долото 6 приподнимают на 0.5 метра от забоя и производят промывку скважины для удаления всего шлама находящегося в скважине.

Затем циркуляцию прекращают, при5 поднимают инструмент до уровня переводника, в котором подвешен гидротормозной узел 5 и освобождают его, после чего гидротормозной узел 5 падает внутри бурильных труб 8 и-при этом его эластичные тарелки 19,

0 укрепленные на стержне 20 оказывают тормозящее действие при падении снаряда в столбе буровой жидкости, уменьшая удары снаряда о колонну бурильных труб.1

Затем инструмент спускают на забой

5 скважины и дают нагрузку на пакер 2 от веса труб в 8 тонн, при это м, при отсутствии циркуляции вес труб через корпус пакера 2 передается на уплотнительный элемент 18, сжимает его в осевом направлении. Уплот0 нительный элемент 18 расширяется в диаметре, прижимается к стенкам скважины 21. и изолирует испытываемую зону скважины и находящиеся в ней пласты от остальной части скважины. . .

5 Посадочный элемент 5 гидротормозного узла 5 садится в седло 22 откачивающего узла 4 между его всасывающими клапанами 23 и нагнетательными клапанами 24. . . Для работы откачивающего узла 4 ко0 лонну бурильных труб 8 приподнимают на 1 метр, а затем на 1 м опускают, в результате чего сначала происходит через всасывающие клапаны 23 наполнение камеры 25, заключенной между ее корпусом 26 и

5 патрубком 39, а затем выдавливание из нее жидкости через нагнетательные клапаны 24.

Таким образом, происходит откачка жидкости из испытываемого пласта через

0 всасывающие клапаны 11 емкости 1, а ее нагнетательный клапан 9 при этом закрыт и пластовая жидкость, минуя турбобур входит внутрь пакера 2, проходит через камеру 25 и вытесняется в полость бурильных труб 8

5 выше пластоиспытателя. Часть пластовой жидкости проходит через камеру 27 пробоотборника 28, поскольку их радиальные 29 и 30 отверстия открыты. Это открытое положение отверстий пробоотборника 28 зафиксировано срезной шпилькой 31. .

После 20-ти приподниманий и опусканий бурильного инструмента откачивается более трех обьемов подпакерного пространства и в камере 27 пробоотборника 28 находится,представительнэя проба пласто- вых флюидов, а глубинные приборы 32, 33, 34, расположенные в гидротормозном узле 5 зафиксировали: изменение давления - глубинным манометром 32, изменение температуры - глубинным термографом 33 и изменение дебита жидкости.дебитомером 34. В процессе откачки в подпакерном пространстве -давление понижается ниже пластового давления. Для регистрации кривой восстановления давления (КВД) откачку прекращают и повышают с помощью насосов давление в трубах на 40-50 атм выше пластового давления которое поддерживают в течение всего периода регистрации КВД, чтобы не произошло приподнимание пробоотборного снаряда. Затем для герметизации отобранной в пробоотборник 28 пробы и выравнивания давления над и под пакером 2 (для обеспечения процесса рас- пакеровки) повышают давление в трубах на 100 атм. Под действием этого перепада давления срезная шпилька 31 срезается, про- боотборник 28 передвигается вниз, отверстия 29 и 30 разобщаются, а также открываются для протока жидкости уравни- тельные отверстия 35, которые сообщаются С отверстиями 36. Это положение пробоотборника 28 фиксируется клапанами 40 от его обратного движения. В результате этого давления под пакером и над пакером выравнивается, что обеспечивает его распа- .керовку при поднимании пакера 2 на 1-2 м. После этого создают обратную циркуляцию буровой жидкости путем закачки ее в затрубное пространство и при этом гидротор- мозной узел 5 потоком жидкости транспортируется на поверхность, где залавливается в специальном переводнике, установленном под квадратной трубой, извлекается на поверхность. Записи забой- ных давлений температуры и дебита зарегистрированных соответствующими приборами, а также проба жидкости в пробоотборнике анализируются с целью определения параметров продуктивности

испытываемого пласта. Одновременно с извлечением гидротормозного узла 5 с помощью обратной циркуляции извлекают на поверхность пластовую жидкость из бурильных труб 8 и сливают ее в специальную емкость, после чего бурение продолжают до вскрытия следующего предполагаемого продуктивного горизонта и повторяют опи- .санную выше технологию испытания. Формула.изобретения

1. Пластоиспытатель, содержащий па- кер в виде цилиндрического корпуса с уп- лотнительным элементом и размещенным в нем штоком, установленные над пакером пробоотборник с посадочным элементом и с пробоотборной камерой, имеющими сообщенные между собой радиальные каналы и седло под посадочный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет снижения опасности выброса нефти и газа при ано- м ально высоких пластовых давлениях, он снабжен установленные между пакером и бурильными трубами откачивающим узлом, выполненным в виде полого кольцевого корпуса с подвижным поршнем-цилиндром и всасывающим и нагнетательным клапанами, и гидротормозным узлом, выполненным в виде стержня с размещенными на нем по длине элартичными тарелками и установленными в верхней части пробоотборника, при этом седло под посадочный элемент размещено м-ежду всасывающим и нагнетательным клапанами откачивающего узла, в посадочном элементе пробоотборника выполнены два ряда уравнительных отверстий, между которыми размещена срезная шпилька, соединенная с верхней частью пробоотборника, перекрывающего нижний ряд уравнительных отверстий и установленного с возможностью перемещения в осевом направлении с перекрытием радиальных каналов и открытием нижнего ряда уравнительных отверстий и фиксации его в нижнем положении.

2. Пластоиспытатель по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что гидротормозной узел содержит автономные глубинные манометр, термограф и дебитомер, размещенные выше и ниже его эластичных тарелок.