Испытатель пластов Советский патент 1983 года по МПК F21H49/00 

(Л

N3

;о со 4;iib ot

00 Изобретение относится к области нефтегазодобыгающей промышленности, а именно к испытанию нефтяных и газо вых скважин испытателями пластов, опускаемыми в скважину .на трубах. Известные испытатели пластов одноциклового и многоциклового создания периодов открытого и закрытого испытания пластов состоят из цилиьздрического корпуса с отверстиями полого штока, штуцера, гидравлического реле времени, впускного и уравнительного клапанов. Однако такие устройства или сложны, или не позволяют производить мно гократную запись кривых восстановления пластового давления и промывку подпакерного пространства в любое время спуска или подъема инструмента. . Цель изобретения - создание такой конструкции испытателя, которая позволит производить многократное открытие и закрытие впускного клапана при постоянно закрытом положении уравнительного клапана, а также роз даст возможность циркуляционной промывки додпакерного пространства. На фиг. 1 показан предлагаемый ис пытатель;, на фиг. 2 - гидротормозное устройство. Верхняя головка 1 сверху присоединяется к трубам, а снизу - к полом штоку 2, имеющему возможность осевогЪ перемещения на величину рабочего хода относительно корпусных деталей 3-6 и нижнего переводника 7, к которому присоединяется пакер. Шток 2 в средней части имеет пориень, на котором установлено уплотнение 8, а выше поршня - шлицы 9, соединенные с внутренними шлицами верхнего внутреннего выступа цилиндра 3. Поршень находится в цилиндре 3, заполненном тормозной жидкостью и присоединенном с помощью переводника 4 к цилиндру 5, имеющему в нижней части постоянно открытое отверстие А, соединяющее полость цилиндра 5 со скважиной. В цилиндре 5 имеется плавающий кольцевой поршень 10, который может перемещаться вдоль цилиндра 5 и noлого штока 2. Он предназначен для разделения тормозной жидкости от про мывочной и для компенсации термического изменения тормозной жидкости. Кольцо 11 в цилиндре 3 уплотнено по штоку 2 и имеет кольцевой уплотняющий поясок, на нижнем торце для посадки на переводник 4. Продольные каналы в переводнике 4 соединяют полости цилиндров 3 и 5. Кольцевой канал образуется между внутренней цилиндрической поверхностью перевод ника и штоком 2 и запирается при посадке кольца 11 на уплотняющий поясок переводника. Второй клапан выполнен в виде сверления в теле переводника, и в нем установлено гидротормозное устройство 12 (см. фиг. 2 ). Ниппель 13 присоединей книжней части переводника 4 и к эластичной трубке 14, внутри которой установлен набор из диафрагм 15, выполненнЕлх в виде цилиндрических стаканов с калиброванными отверстиями малого проходного сечения на дНе и острой кромкой. К другому концу эластичной трубкиПрисоединен фильтр 16. При создании давления в цилиндре 3 путем перемещения штока 2 с поршнем кольцо 11 прилегает к уплотнительному пояску переводника, и кольцевой канал запирается. Тормозная жидкость может перетекать только через гидротормозное устройство. Изменяя количество диафрагм в гидротормозном устройстве, можно регулировать величину гидравлического сопротивления, а следовательно, и скорость движения штока 2. Трубка 14 обеспечивает герметичный обжим диафрагм наружным избыточным давлением тормозной жидкости, что исключает возможность ее перетока по наружной поверхности диафрагм. При обратном потоке жидкости кольцо 11 отходит от пояска переводника 4, и жидкость свободно перетекает по кольцевому каналу, минуя гидротормозное устройство. В цилиндре 6 расположены гильза 17 и полый дифференциальный поршень 18, имеющие снаружи кольцевые выступы с уплотнениями, которыми они скользят по внутренней поверхности цилиндра 6 и переводника 7. Верхняя часть гильзы 17 имеет меньший диаметр и скользит по нижней части штока 2.По нижней части гильзы 17 большего диаметра скользит головка клапана 19, присоединенная к нижнему концу штока 2. В этой части гильзы, ниже его нарузхного выступа, имеются сквозные щелевые окна Б, а на нижнем торце гильзы - сквозные прорези для прохода жидкости при упоре ее в торец поршня 18. Головка клапана имеет впускные отверстия В, запираемые гильзой 17 и сообщающие внутренний канал штока 2с помощью цилиндра 6 при совмещении их с окнами Б гильзы. Отверстия в цилиндре 6 служат для сообщения его внутренней полости со скважиной и герметизируются в необходимый момент .нижней частью поршня 18. Верхняя часть поршня 18 соединена с помощью винта 20 с головкой клапана 19. Поряаень 18 позволяет закрывать впускной клапан над действием разности давлений надпакерного и подпакерного пространства при снятии сжимающей нагрузки на испытатель. Внутри полого поршня 18 помещен штуцер 21, который в процессе притока пластового флюида прижимается к верхнему седлу- и создает необходимое гидравлическое сопротивление, а при прокачке сверху вни опускается на переводник 22 и Ьсврбожцает более широкие проходные каналы для жидкости.

Под действием осевой сжимающей нагрузки, передаваемой весом труб на пакер, детали 1, 2, 18, 19 перемещаются вниз. При этом кольцо 11 герметично перекрьшает кольцевой канал в проводнике 4, и тормозная жидкость перетекает только через гидротормозное устройство 12. Это замедляет движения деталей вниз. Вместе со штоком и головкой клапана 19 перемещается гильза 17. Перемещение ги-льзы происходит за счет гидравлической неуравновешенности, так как верхняя .торцовая площадь ее больше, чем нижняя.Поэтому, когда внутреннее давление в .гильзе (т.е. давление в канале штока 2 ) меньше давления в скважине, гильза движется вниз со штоком и головкой клапана до упора. В этот момент происходит разобщение уравнительных отверстий Г от внутренней полости испытатели и, следовательно, закрытие уравнительного клапана

При перемещении штока 2 вместе с головкой клапана в крайнее нижнее положение совмещаются впускные отверстия В головки клапана с окнами Б гильзы 17. Таким образом происходит герметизация испытуемой зоны скважины о± ее остальной части и сообщение ее с полостью труб, на которые спущен испытатель пластов.

Для прекращения притока приподнимают колонну на столько, чтобы снять нагрузку на испытате;|ЛЬ от веса труб. При этом корпусные детали, соединенные с пакером, и гильза 17 остаются в нижнем положении. Под действием силы, создаваемой дифференцнальным поршнем 18, головка J со UTOKOM. 2 и головкой клапана 19 вверх. Впускные отверстия головки 19 герметизируются в глухой части гильзы 17, но отверстия Г остаются аакрытыми, так как активная кольцевая площадь дифференциального поршня меньше кольцевой площади гильзы 17. После этого начинается период восстановления давления в зоне испытуемого пласта. В этот перио необходимо оставить инструмент без движения.

Для создания второго цикла притока снова создают сжимающую нагрузку на испытатель весом труб. Прикладывая н снимая нагрузку, можно с помощью глубинных манометров записать циклы кривых притока и восстановления давления. В конце испытания делают натяжку, гильза 17 и поршень 18 возвращаются в,верхнее положение вместе со штоком 2, через открытые отверстия Г выравнивается давление над и под пакером, а отобранная в трубах проба оказывается запертой благодаря закрытому впускному клапану.

При необходимости прокачки жидкости через испытатель пластов в скважину повышают давление внутри труб. При этом гильза 17 поднимается вверх и упирается в нижний тор цилиндра 5. При .дальнейшем повышении давления гильза начинает приподнимать относительно штока 2 все корпусные детали 3-7 вместе с пакером. Затем совмещаются отверстия головки клапана с окнами гильзы 17, и жидкость начинает поступать в подпакерное пространство. Отверстия Г уравнительного клапана изолируются поршнем.

После прекращения закачки и снижения давления в трубах дЬ гидростатического гильза 17 под действи.ем веса приподнятых деталей опускается вниз и герметизируетвпускные отверстия на головке клапана 19