Испытатель пластов Советский патент 1993 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к испытанию нефтяных и газовых скважин испытателями пластов на трубах с дистанционной регистрацией забойного давления в процессе испытания пласта.

Цель изобретения - повышение качества информативности и повышение надежности работы испытателя пластов.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа следующими признаками, характеризующими его новизну:

-контактный узел выполнен в виде составных элементов (стержня, шарового замка, седла и цанги), установленных в корпусе устройства с возможностью продольного перемещения вдоль его оси; и связанных с камерами съемного прибора и полостью корпуса устройства системой продольных и радиальных каналов;

-съемный прибор содержит три изолированных камеры датчиков забойного, за- трубного и трубного давлений соответственно;

-камера датчика забойного давления выполнена подвижной относительно корпуса съемного прибора;

-на внешней поверхности корпуса съемного прибора выполнены кольцевой выступ и боковой канал.

Осевое смещение контактного узла в процессе работы испытателя пластов осуществляет последовательно гидравлическую связь камеры датчика ззтрубного давления с кольцевым пространством, а затем - связь камеры датчиков трубного и забойного давления с исследуемой зоной пласта. При этом наличие датчиков забойного, затрубного и трубного давлений позволяет по совокупности их показаний получить более достоверную и качественную информацию об исследуемом пласте.

Наличие кольцевого выступа на корпусе съемного прибора обеспечивает фиксацию последнего в цанге после установки его в седле контактного узла, что исключает съемного прибора с контактного узла восходящим потоком пластовой жидкости во время притока и тем самым повышает надежность работы испытателя пластов.

На чертежах 1, 2 и 3 представлен вид предлагаемого испытателя пластов.

Испытатель пластов,(фиг, 1) включает соединенные между собой корпусы 1, 2. Внутри корпуса 1 размещен подвижный полый шток 3, образующий с ним воздушную полость 4 с уплотнителями 5. Корпус 1 соединен с гильзой 6, имеющей щелевые отверстия 7, уплотнения 8 и внутреннюю кольцевую проточку 9. Шток 3 снабжен

,

10

25

30

шпонками 10 для передачи крутящего момента от корпуса нижерасположенному оборудованию. В средней части штока 3 имеются щели 11 и уплотнители 12, которые 5 в совокупности со щелями 7 на гильзе 6 образуют впускной клапан. Внутри гильзы 6 размещен цилиндр 13, являющийся продолжением штока 3. Цилиндр 13 в средней.час- ти содержит отверстия с шарами 14, а в верхней части соединен с седлом 15, которое подвижно относительно корпуса 2. Седло 15 имеет уплотнения 16, проточные осевые каналы 17 и радиальный канал 18 для сообщения с затрубным кольцевым пространством через отверстие 19 в корпусе 2.

Кроме того, седло 15 снабжено цангой 20, которая взаимодействует с подвижной разжимной втулкой 21, размещенной в переводнике 22.

На стыке штока 3 и цилиндра 13 размещен стакан 23, в котором установлен подвижный стержень 24, удерживаемый в верхнем крайнем положении пружиной 25 и шайбой 26. Стержень 24 содержит продольный канал 27 с уплотнениями 28, образующий посредством отверстия 29 гидравлическую связь с полостью штока 3 под впускным клапаном. Канал 30 служит выравнителем давления при работе стержня 24. Над стержнем устанавливается съемный прибор 31, спускаемый в испытатель пластов на каротажном кабеле 32 внутри труб 33.

Съемный прибор 31 состоит из корпуса 34, содержащего камеры 35, 40, 44 для размещения в них датчиков и преобразователей давления 37, 41 и 45 соответственно.

Камера 35 с уплотнениями 36, подвижная относительно корпуса служит контактным узлом с подвижным стержнем 24 через гидравлический канал 38. На утолщенной части камеры 35 имеется кольцевая проточка 39 для шарового замка.

Камера 40 имеет радиальное отверстие 42 с уплотнениями 43, посредством которого сообщается с радиальным каналом 18.

Камера 44 отделена от камеры 40 перегородкой 46 и сообщается с полостью труб 33 через отверстие 47. Датчики 37, 41 и 45 снабжены преобразователями давления в электрический сигнал i имеют проводную связь с каротажным кабелем 32.

Корпус 34 на наружной поверхности имеет кольцевой выступ 48 для охвата цангой 20 с целью удержания съемного прибора 31 от страгивания после установки его в седле 15.

Испытатель пластов работает следующим образом. Испытатель пластов в компо- новке с пакером и др. узлами спускается на

40

50

трубах в скважину. После установки в интервале исследования в трубы на каротажном кабеле опускается съемный прибор 31, который под собственным весом входит в седло 15 и садится на шары 14 в гильзе 13. При этом уплотнительные кольца 43 перекрывают радиальный канал 18 в седле 15, а цанга 20 охватывает кольцевой выступ 48 корпуса съемного прибора. Затем весом колонны труб обеспечивают пакеровку и сжатие испытателя пластов и наблюдают по наземным приборам за показаниями датчиков давления. До начала сжатия испытателя все датчики должны показывать трубное давление. По мере сжатия испытателя (см. черт. 2) корпус 2 с гильзой 6 движется относительно седла 15 и цилиндра 13, и в момент совмещения отверстия 19 с областью радиального канала 18 происходит сообщение затрубно- го давления с полостью камеры 40, а которой сохранилось трубное давление. За счет перепада затрубного (Рз) и трубного (Ртр) давлений () камера 35 движется вниз. Шары 14 при этом западают в кольцевую проточку 9 в гильзе б и не препятствуют движению камеры 35. Камера 35 торцом надвигается на стержень 24 и далее, сжимая пружину 25, толкает стержень 24 во внутрь стакана 23. При этом образуется гидравлический канал связи по цепочке: полость штока 3 - отверстие 29 - канал 27 - канал 38 - полость камеры 35 с датчиком 37 забойного давления. В этот момент наземные приборы регистрируют: датчики 37, 41 давление гидростатического столба жидкости в момент пакеровки инструмента; датчик 45 - давле- ниетрубное. Возникающая реактивная сила от движения камеры 35 гасится цангами 20, охватывающими кольцевой уступ 48 корпуса съемного прибора, а шары 14 перемещаются в кольцевую проточку 39 камеры 35. окончательно фиксируя съемный прибор в испытателе пластов.

Дальнейшее сжатие испытателя приводит к открытию впускного клапана совмещением щелей 7 и 11, через которые жидкость из исследуемой зоны через полый шток 3 устремляется по корпусу 2 и проточным каналам 17 - в полость колонны труб 33. Дат- чики давления с этого момента показывают: датчик 37 - падение давления и постепенное нарастание по мере поступления жидкости в трубы; датчик 41 - постоянство гидростатического давления жидкости в за- трубном пространстве; датчик 45 - постепенное увеличение давления по мере поступления жидкости в трубы.

После отбора необходимого количества жидкости переходят к периоду восстановления давления. Для этого колонну труб приподнимают, вызывая растяжение испытателя для закрытия впускного клапана. Этому способствует давление гидростатического

столба жидкости, действующего на вакуумную камеру 4 (в уплотнениях 5 корпуса 1 и штока 3). В зоне исследования и в полости штока 3 начинается интенсивный рост давления, который регистрируется датчиком

0 37. В это время датчики 41 и 45 регистрируют постоянные уровни давления, свидетельствующие о герметичности пакерз и труб. После регистрации кривой восстановления давления до необходимой величины колон5 ну труб приспускают для сжатия испытателя и проведения второго цикла испытания. По окончании испытания съемный прибор освобождают из испытателя следующим образом.

0В конце периода восстановления давления, когда испытатель пластов сжат, необходимо медленно растягивать испытатель, одновременно удерживая съемный прибор под натяжкой каротажного кабеля. При этом

5 втулка 21. размыкающая цангу 20, в зацеплении с последней движется вниз на определенный ход до момента выпадания шаров 14 (см. черт. 2) в кольцевую проточку 9. Съемный прибор, свободный от захвата цангой и,

0 освобожденный от шарового замка, под на- .тяжением кабеля выводится из испытателя и поднимается на поверхность (черт. 3). При полном растяжении испытателя цанга полностью освобождается от втулки и приходит

5 в исходное положение. Одновременно со снятием съемного прибора стержень 24 под действием пружины 25 выходит из стакана 23 и изолирует полость труб от забойного и затрубного давления.

0 Формула изобретения

1. Испытатель пластов, содержащий корпус с радиальным каналом, размещенный в нем полый шток с контактным узлом, впускной клапан и съемный прибор с корпу5 сом, датчиком забойного давления, выступами на корпусе и седлом, отличающийся тем, что контактный узел выполнен в виде подвижного ступенчатого поршня с сообщающимися продольными и радиальны0 ми каналами и установленного над поршнем шарового замка, причем поршень размещен в полости штока с возможностью осевого перемещения на уровне расположения впускного клапана,седло установле5 но в верхней части штока с воз-южностыо осевого перемещения относительно корпуса и выполнено с цангой для взаимодействия с выступом корпуса съемного прибора, который имеет дополнительно датчики затрубного и трубного давлений, установленные последовательно с датчиком забойного давления.

2. Испытатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что датчик забойного давления вы- полней подвижным относительно корпуса съемного прибора и установлен с возможностью сообщения посредством каналов подвижного поршня с полостью штока под впускным клапаном.

3. Испытатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, седло выполнено с радиальным каналом, расположенным с возможностью гидравлического сообщения с радиальным каналом корпуса испытателя в его сжатом положении.

Область применения: испытание нефтяных и газовых скважин испытателями пластов на трубах с дистанционной регистрацией забойного давления в процессе испытания пласта. Цель: повышение качества информативности и повышение надежности проведения испытаний. Сущность изобретения: контактный узел испытателя выполнен составным из элементов 24,15,20 и установлен в корпусе 1 с возможностью продольного перемещения вдоль его оси. Контактный узел связан с камерами 35,40,44 съемного геофизического прибора 31 через систему гидравлическимх каналов 17, 18, 19, 27, 29, 38. В камерах 35, 40, 44 установлены датчики давления 37, 41, 45 соответственно, со своими схемами преобразования в электрический сигнал, Камера 35 выполнена подвижной относительно корпуса 34 сьемного прибора 31. Посредством осевого смещения контактного узла в процессе работы осуществляется гидравлическая связь камер 35, 40, 44 с кольцевым пространством и исследуемой зоной пласта. Положительный эффект: наличие датчиков 37, 41 и 45 позволяет по совокупности их показаний получить более достоверную и качественную информафно об исследуемом пласте. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. Ю 00 CJ ON сл ел ы СА) Фиг.

41

39

фиё Ъ