Испытатель пластов Советский патент 1980 года по МПК E21B49/00 

1

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для испытания скважин с аномально высоким пластовым давлением, а также скважин с применением компрессора.

Известен испытатель пластов, включающий корпус, щток, фильтр и пакеры, позврляющий проводить испытание скважины без опоры о забой 1.

Испытатель пластов не позволяет, испытывать скважину с аномально высоким пластовым давлением.to

Известен также испытатель пластов без опоры на забой, включающий корпус, шток, жестко связанный с полым ступенчатым плунжером, выполненным с перегородкой, . фильтр с питательной трубкой 2.

Устройство сложно, нетехнологично в 5 изготовлении, поскольку не допускает промывки подпакерной зоны инструмента, и в нем применён комбинированный способ управления работой пакерующего узла, требующий прокручивания и перемещения труб при высоком устьевом давлении.

Все это понижает надежность работы испытателя пластов в скважинах с аномально высокими пластовыми давлениями.

Целью изобретения является повышение надежности работы в скважинах с аномально высоким пластовым давлением.

Для достижения этой цели испытатель пластов снабжен концентрично размещен ными относительно плунжера подпружиненным золотником, образующим с плунжером кольцевую KaNfepy и установленным под золотником цилиндром, жестко связанным с корпусом, причем в нижней части цилиндра установлен обратный клапан, а над и под перегородкой плунжера выполнены радиальные каналы.

На фиг.. 1 изображена общая компоновочная схема сборки испыта.еля пластов; -«на фиг. 2 - узел I фиг. 1; на фиг. 3 - узел II фиг. 1; на фиг. 4 - гидравлическая схема пакерующего узла.

В компоновочную схему испытателя пластов входит циркуляционный клапан 1, срабатывающий от посыльного груза, запорно-поворотный клапан 2, гидравлический испытатель 3, верхний гидравлический пакер 4, фильтр 5, межпакерные трубы 6, нижний пакер 7 и бащмачный патрубок 8. Испытатель пластов состоит из корпуса 9 и штока 10, связанных между собой через тормозную камеру, а также из втулки 11 и уравнительного 12 клапана, догрузочного поршня 13. Устройство включает ступенчатый плунжер 14, нижняя ступень Которого имеет наружный диаметр меньше, чем верхняя. Внутренний канал плунжера имеет перегородку 15, ниже и выше которой в стенках каналов просверлены радиальные каналы А и Б. На плунжере 13 устанавливаются пружина 16 и золотник 17, имеющий кольцевую форму сечения и гидравлически неуравновешенную площадь. Верхняя ступень плунжера размещается в кольцевой камере 18 золотника, которая постоянно сообщается через канал А и осевой канал плунжера со щтоком 10. Нижняя ступень плунжера проходит через отверстия в дне золотника и в дне его цилиндра 19 и затем она входит в полость питательной трубки 20. Золотник снабжен уплотнениями 21. На торце цилиндра выполнен кольцевой фланец 22 с каналами В, который жестко связан с корпусом. В нижней части цилиндра установлен обратный клапан 23. Для осуществления промывки скважины под нижним пакером установлен обратный клапан 24. Пакеры включают уплотнители 25, размещенныемежду опорными 26 и нажимными 27 тарелями. В гидроцйлиндрах пакеров установлены силовые поршни 28. Испытатель пластов работает следующим образом. В процессе спуска колонну бурильных труб заполняют сначала буровым раствором, а потом водой с таким расчетом, чтобы высоты их столбов обеспечивали заданную депрессию.на пласт. При этом золотник 17 под действием пружины 16 и неуравновешенного усилия от перепада давления на его торца.ч находится в крайнем верхнем положении. Поэтому затрубное давление, распространяющееся через уравнительный клапан 12 и открытый канал Б передается в полости трубки 20 и обеспечивает гидравлическую уравновешенность пакеров, спуск инструмента ведут до тех пор, пока испытываемый пласт не окажется между верхним н нижним пакерами. Для пакеровки скважин создают избыточное давление в трубах, превышающее перепал давления на впускном клапане испытатрля Пластов на 2,0-60 кгс/см. Под дейстг. давления золотник 17, перемещаясь вниз, проходит ниже канала Б и герметично входит в цилиндр 19, вследствие чего открывается клапан 23 и обеспечивается выпуск .жидкости из. цилиндра. Однойременно с этим камера 18, сообщившись с трубкой 20 через канал Б, вызывает распространение избыточного давления в трубы бив гидравлическую систему пакеров, в результате чего открывается клапан 24 и возникает циркуляция промывочной жидкости в затрубном пространстве и на поверхности. После кратковременной промывки производят плавное снижение избыточного давления до нуля. При этом клапан 24 закрывается, но в этом процессе золотник 17не может вернуться в исходное положение, т. к. клапан 23 закрывается под действием его пружины и на нижнем торце золотника возникает эффект стопорения, отчего он остается неподвижным и камера 18продолжает сообщаться с трубкой 20 через канал Б. Поэтому внутритрубное давление распространяется в гидроцилиндры пакеров, и на их поршнях возникает активное усилие от затрубного давления, под действием которого уплотнители сжимаются и пакеруют скважину. Далее создают осевую нагрузку на разжатые пакеры, когда испытатель начнет сжиматься, то движение штока 10 вызовет перемещение ступенчатого плунжера 14 вниз и канал Б опустится ниже торца золотника 17. К этому моменту уравнительный клапан 12 закрывается, но открывается впускной клапан 11, а золотник 17, освободившись от эффекта стопорения перемещается пружиной 16 вверх. Однако движение штока снова приводит его в нижнее положение, а канал Б уходит ниже нижнего торца цилиндра 19. Открытие впускного клапана испытателя пластов обеспечивает поддержание внутритрубного давления в силовых камерах гидроцилиндров на пакерах и заданную депрессию на пласт через фильтр 5. После испытания пласта на приток выполняют закрытый период. В конце испытания бросают посыльный груз для открытия циркуляционного клапана 1, выравнивают давление в трубном и затрубном пространствах и поднимают инструмент. Фдрмула изобретения Испытатель пластов без опоры на забой, включающий корпус, шток, жестко связанный с полым ступенчатым плунжером, выполненным с перегородкой, фильтр с питательной трубкой, сообщающейся с плунжером, и пакеры, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы в скважинах с аномально высоким пластовым давлением, он снабжен концентрично размещенными относительно плунжера подпружиненным золотником, образующим с плунжером кольцевую камеру, и установленным под золотником цилиндром, жестко связанным с корпусом, причем в нижней части цилиндра установлен обратный клапан, а над и под перегородкой плунжера выполнены радиальные каналы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ясашин А. М. и Яковлев А. И. Испытание скважин. М.,Недра),1973, с. 157-158. 2.Ясашин А. М. и Яковлев А. И. Испытание скважин. М.,«Недрай1973, с. 158-160 (прототип).