Испытатель пластов Советский патент 1974 года по МПК E21B49/00 

1

Изобретение относится к испытателяи перспективных горизонтов Б необсадных и обсадных скважинах бурящихся на нефть и аз.

Известные испытатели пластов предназначенные для создания многократных открытых и закрытых периодов испытания, являются громоздкими и имеют сложную гидравлическую схему, поэтому ненадежны в работе.

В предлагаемом испытателе пластов корпус телескопически связан с нижним штоком, нар;ужный диаметр которого равен наружному диаметру верхнего штока, имеющего над примным клапаном кольцевую проточку. Ьто повышает надежность работы испытателя пластов при многократных открытых и закрытых периодах испытания.

На чертеже изображен испытатель пластов с сечениями по А-А и Б-Б.

испытатель пластов состоит из корпуса I, корпусных переводников |

2-5. Корпус телескопически соединен с верхним б и нижний 7 штоками.

Шток б при помощи шестигранника 8 и переводника 9 жестко соединяется с колонной бурильных труо, а шток 7 через переводник 10 жестко соединяется с пакером.

Подвижные уплотняемые поверхности штока б на входе и выходе из тормозной камеры, образованной корпусными переводниками, а также уплотняемая поверхность. штока 7 имеют равные диаметры: Дг . Шток б имеет над нриенным клапаном И кольцевую проточку а, диаметр которой

На штоке б в месте проточки а размещена втулка 12 с уплотнением 13, наружный диаметр которого равен Д (причем Л 3lj).

Внутренняя полость втулки 12 является гнездом приемного клапана Н, содержащего уплотнение 14. Гнездом уплотнения -13 уравнительного клапана является цилиндрическая прсточка 6 в корпусном переводнике,5, Торец 15 клапана II является упором для втулки 12, ограничивающим ее переме- 5 щение вниз.,

Между уплотнениями 14 и 16 приемного клапана образована полость G камеры, соединенная радиальным отверстием в и осевым каналом г JO с полостью бурильных труб, В переводнике 4 расположены уравнительные отверстия д и ограничительный винт 17. Переводник 5 содержит осевые каналы е и ж, 5

В тормозной камере на штоке б размещен поршень 18, В переводнике 2 имеются радиальные отверстия з и к и каналы ли м. В осевых аналах л размещены стержни 19 срп- ротивления.

Заполнение полости Е тормозной , камеры рабочей жидкостью осуществляется через боковые отверстия, которые закрываются пробками 20, 125

Для передачи крутящего момента нижерасполокенному оборудованию предусмотрены шлицевые соединения 21 между шестигранником 8 и корпусом I, а также между переводни- зо ком 5 и кожухом 22, В нижней части переводника 5 установлено подвижное уплотнение 23 (диаметром Дд)

Испытатель пластов работает ; следующим образом,,

В процессе спуска в скважину и подъема он находится в растянутом положении, как показано на чертеже. Так как диаметры штока б Дт и Др

«т, - 40

И диаметр штока 7 Д„ равны, то корпус испытателя пластов по отношению к этим штокам в процессе спуска и подъема гидравлически уравновешен,45

Полость С камеры в процессе спуска, пакеровки и подъема соединена с внутритрубным пространством радиальным отверстием в и осевым каналом г. Под действием 50 перепада гидростатического давления ( др)в скважине и трубах, действующего на кольцевую площадь, заключенную между поверхностями уплотнении 14 и 16, в процессе 55 спуска и подъема втулка 12 удерживается в крайнем нижн положеНИИ усилием

.VSSCflg-fl - P)

и приемный клапан находится в закрытом состоянии.

Тормозная камера предотвращает сжатие испытателя и открытие приемного клапана при посадках инстр умента.

Ограничительный винт 17 предо твращает самопроизвольное перемег щение вверх втулки 12 под действием инерционного давления в трубах, повышающегося до величины, превышающей гидростатическое давление в затрубном пространстве (скважинное),

В процессе спуска скважинная жидкость проходит снизу вверх по осевым каналам н, ж и е и кольцевому пространству проточки б к выходу через уравнительные отверстия д,

По достижении хвостовиком забоя скважины на испытательный инструмент передается осевая механическая нагрузка.

Корпус испытателя пластов свободно перемещается вниз до упора торца переводника5 в торец кожуха 22, Выступ 24 штока б садится на уплотнительную фаску поршня 18, Свободный переток тормозной жидкости из нижней части полости Е тормозной камеры в верхнюю прекращается, благодаря этому замедляется движение штока б. Переток рабочей жидкости из нижней части тормозной камеры в ее верхнюю часть происходит через отверстие з, каналы л,м и о.тверстие и. Величина торможения регулируется заменой или изменением количества стержней 19 сопротивления. После того как уплотнения поршня 18 пересекут отверстия к, торможение прекращается, и система деталей, связанных со штоком 6, мгновенно перемещается в крайнее нижнее положение. При этом уплотнение 13 уравнительного клапана заходит в проточку б до упора втулки 12 в торец переводника 5,

При дальнейшем движении штока б вниз уплотнение 14 и отверстие в приемного клапана II выходят из втулки 12; при этом уплотнение 14 заходит в отверстие ж переводника 5, что предотвращает воздействие на него потока пластового флюида

Через каналы н, е,г и отверсти в пластоаый флюид поступает в бурильные трубы. Таким образом осуществляется первый открытый период испытания.

Для создания закрытого периода испытания необходимо приподнять колонну бурильных труб до

снятия механической сжимающей нагрузки, переданной на испытательный инструмент и произвести го Бытяжку В пределах свободного , перемещения корпуса испытателя пластов относительно нижнего штока 7 и кожуха 22, Первоначально жток 6 вместе с приемным клапаном II свободно переыещаится вверх, а корпус испытателя пластов удерживается в нижнем положении усилием

NI 0,785 Гл|-Д4)4р,

где 4р - разность гидростатических давлений в затрубном и трубном пространствах. Отверстие в и уплотнение 14 входят во втулку 12 и.приемный клапан закрывается.

При дальнейшем перемещении штока б вверх клапан -И упирается орцом 15 в торец втулки i2, котоая удерживается в крайнем нижнем оложении усилием

N 0,785 СД5-Д4)р Так как диаметр усилие N2 М,и корпус испытателя

пластов вместе с втулкой 12, перекрывающей уравнительные отверстия д перемещается вверх относительно неподвижного нижнего штока 7. Момент закрытия приемного клапана II.фиксируется на поверхности стабилизацией веса колонны : труб, отмечаемой по индикатору.

Дальнейший подъем колонны труб прекращается. При этом отверстия приемного клапана и отверстия уравнительного клапана закрыты (закрытый период испытания).

повторного открытия приемного клапана испытателя пластов по истечении заданного времени закрытого периода испытания сжимаювдя нагрузка снова передается на испытательное оборудование.

Таким образом осуществляется неограниченное количеств открытых и закрытых периодов испытания,

При ОТКРЫТОМ приемном клапане в прдпакерний зоне можно создавать избыточное давление, превышающее по абсолютной величине давление столба бурового раствора, так

как перемещение втулки вверх предотвращается упором в торец штока

«

По окончании испытания благодаря натяжке колонны бурильных труб корпус испытателя пластов перемещается в крайнее верхнее положение,

В момент когда усилие натяжки, приложенное к шестиграннику 8 и штоку б окажется больше величи- ны усилия N , произойдет срыв втулки 12, то есть откроются отверстия д уравнительного клапана. осле этого производится подъем испытательного оборудования,

ПРЕДЛЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1/1.спытатель пластов, содержащий верхний полый шток, жестко связанный через шестигранник с колонной труб, корпус, образующий с шестигранником шлицевую пару, нижний полый шток, приемный клапан со втулкой, образующей с клапаном камеру, сообщающуюся в внутритрубным пространством, и реле времени, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы при многократных открытых и закрытых периодах испытания, корпус испытателя телескопически связан с нижним штоком, наружный диаметр которого равен наружному диаметру верхнего штока, имеющего над приемным клапаном кольцевую проточку.

A-A

5i

15

H