Устройство для создания избыточного давления Советский патент 1979 года по МПК E21B33/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к области добычи нефти или газа, а именно, к устройствам для создания избыточного давления при заполнении гидравлического пакера, применяемого в компоновке испытателя пластов без опоры на забой скважины или в других устройствах, в которых используются гидравлически расширяемые герметизирующие элементы.

Известно устройство для создания избыточного давления при заполнении гидравлического пакера, включающее корпус, дифференциальный поршень, клапанную систему и втулку с осевым и радиальными каналами 1.

Недостатком указанного устройства является то, что для многократных переключений его -клапанной системы при заполнении гидравлического пакера колойну труб, на которой устройство спускают в скважину, необходимо вращать. Кроме того, многократно переключаемая клапанная система устройства при работе в абразивной промывочной жидкости очень быстро выходит из строя.

Наиболее близким решением к изобретению является устройство для создания избыточного давления при заполнении гидравлического пакера, включающее связанный с колонной труб переводник, корпус с радиальными каналами, установленный в корпусе полый шток, дифференциальный поршень и золотник с установленным над ним кольцевым поршнем 2. Однако после установки испытателя пластов в скважине этим устройством можно только один раз запа.керовать гидравлические пакеры. В случае испытания нескольких вскрытых продуктивных горизонтов в одной скважине, спуск и подъем устройства необходимо производить столько раз, сколько объектов подлежит испытанию.

Цель изобретения - обеспечение создания избыточного давления в пакере при испытании нескольких продуктивных горизонтов за один спуск инструмента в скважину.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено размещенным внутри корпуса и штока жестко связанным с переводником дополнительным штоком с

кольцевым выступом, выполненным с возможностью взаимодействия с золотником, причем корпус выполнен с камерой, сообщающейся с пространством под кольцевым порщнем, а пространство над кольцевым поршнем связано обратными клапанами с внутритрубным и затрубными пространствами скважины.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство перед его спуском в скважину, продольный разрез; на фиг. 2 - то же устройство при заполнении гидравлических пакеров, продольный разрез; на фиг. 3 - то же устройство при переключении его на повторный цикл работы, продольный разрез.

Устройство состоит из переводника 1, взаимодействующего с корпусом 2 при помощи пружины 3. Внутри корпуса размещены кольцевой порщень 4 и золотник 5. Телескопически связанный с полым щтоком 6 дополнительный щток 7 жестко соединен с переводником 1 и имеет на своей наружной поверхности кольцевой выступ 8, который взаимодействует с золотником 5 при перемещении щтока 7 с переводником 1 вверх.

Нижняя часть корпуса 2 выполнена в виде составного цилиндра, в котором размещен дифференциальный порщень 9.

В корпусе над кольцевым порщнем 4 установлены обратные клапаны 10 и 11, сообщающие через каналы 12 внутреннюю полость труб и полость 13 над кольцевым порщнем с затрубным пространством. В корпусе выполнены отверстие 14, сообщающее полость 15 над дифференцйальным порщнем 9 с затрубным пространством, и камера 16, имеющая выход 17 в полость 15 под золотником 5.

Заполнение гидравлических пакеров предлагаемым устройством осуществляют следующим образом. . . ,

При его спуске в скважину, например в компоновке испытателя пластов без опоры на забой, отверстие 14, сообщающее полость 15 с затрубным пространством, перекрыто золотником 5, а дифференциальный порщень 9 при этом находится в верхнем положении. После установки инструмента на глубине по каналам 12 через обратный клапан 10, который при этом открывается, в полость 13 над порщнем 4 заливают определенное количество жидкости - технической воды (дозировка жидкости может быть осуществлена, например, с помощью многопозиционного запорно-поворотного клапана). Под действием этой жидкости порщень 4 перемещается вниз и сдвигает золотник 5. Через открывщееся при этом отверстие 14 жидкость из затрубного пространства устремляется в полость 15, в которой до этого было атмосферное давление. Дифференциальный порщень 9 под действием гидростатического давления в затрубном пространств,е перемещается вниз и сжимает предварительно залитую в гидравлический пакер рабочую жидкость. Происходит расщирение гидравлического пакера и герметизация исследуемого участка ствола скважины. После запакеровки пакера в стволе скважины корпус 2 устройства оказывается зафиксированным от проворота, а выход 17 из камеры 16 при перемещении вниз золотника 5 перекрывается.

В связи с тем, что давление жидкости, поступающей через отверстие 14 из затрубо ного пространства в полость 15, значительно выще давления жидкости, залитой в полость 13 над порщнем 4, последний под действием перепада давления перемещается вверх и вытесняет залитую жидкость через

j клапан 11 в затрубное пространство.

После проведения операций по испытанию первого объекта инструменту дают на тяжку. Дополнительный щток 7, жестко соединенный с переводником 1, перемещается вверх на величину сжатия пружины 3, а

0 выступ 8 щтока поднимает золотник 5, открывая выход 17, соединяющий полость 15 с камерой 16, в которой давление атмосферное. При подъеме вверх золотника 5 отверстие 14 оказывается перекрытым и действие жидкости из затрубного пространства на верхний торец дифференциального порщня 9 прекращается.

Под действием гидростатического давления промывочной жидкости в затрубном пространстве гидравлический пакер сжимается и вытесняет рабочую-жидкость, возвращая при этом дифференциальный порщень 9 в верхнее положение. Как только прекращается контакт пакера со стенками скважины, пружина 3 разжимается и корпус 2 поднимается вверх.

Между выступом 8 на дополнительном щтоке 7 и золотником 5 образуется зазор, а детали устройства занимают первоначальное положение, как показано на фиг. 1.

Таким образом устройство готово к следующей запакеровке, и испытатель пластов может быть перемещен по стволу скважины на требуемую глубину для испытания следующего продуктивного горизонта.

При последующих запакеровках в качестве жидкости, используемой для ОТК Ытия отверстия 14, .перекрытого золотником 5, может быть использована часть отобранной в трубы пластовой жидкости.

Таким образом обеспечивается многократное испытание нескольких продуктивных горизонтов за один спуск инструмента в скважину, т. е. исключается необходимость подъема испытателя пластов для перезарядки дифференциального порщня и последующего спуска инструмента для испытания следующего горизонта.

Формула изобретения

Устройство для создания избыточного давления при заполнении гидравлического пакера, включающее связанный с колонной труб переводник, корпус с радиальными каналами, установленный в корпусе полый шток, дифференциальный поршень и золотник с установленным над ним кольцевым поршнем, отличающееся тем, что, с целью обеспечения создания избыточного давления в пакере при испытании нескольких продуктивных горизонтов за один спуск инструмента в скважину, оно снабжено размеш,енным внутри корпуса и штока жестко связанным с переводником дополнительным

X

штоком с кольцевым выступом, выполненным с возможностью взаимодействия с золотником, причем корпус выполнен с камерой, сообщающейся с пространством под кольцевым поршнем, а пространство над кольцевым поршнем связано обратными клапанами с внутритрубным и затрубным пространствами скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/J

Ч п