Устройство для испытания пластов Советский патент 1980 года по МПК E21B49/00 

своевременной корректировки режима притока или перехода с оТКрытого на закрытый период ислыга.н)1Й. Для оценки пласта в других режимах -бу.рильную колонну необходимо провернуть poTopOAi «а оиределенное количество оборотов. Целью изобретения является повышение эффективности процесса исиытан:ия путем .проведения дистанцнолных исследований приборами на кабеле без извлечения «сиытательното оборудования и ,вран.1е.нин колонны труб. Поставленная цель достигается тем, что кл.апанный механизм выполнен съемным со сквозным каналом для кабеля и узлом ге.рметизации с нажимной втулкой, которая жестко связа.на с затвором заторного клалана и Снабжена дополнительными д1)0Сселям.и притока, эксцентрично установленным и относительно осевого канала клапанного механизма. Устройство снабжено та.кже фиксатором, а узел тер.метизаиии включ.аст лабиринтное унлотнение и эла-стичный унлотнительный элемент, размещенный над наж.и.мной втулкой. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в сборке с комплектом испытателя Пластов на трубах; на фиг. 2 - конструкция съемника-утяжели те ля. Устройство соде;ржит патрубок / и клапан-ный механизм. Патрубок 1 устройства снаб}кен посадочным гнездом А с упором. Внутри корпуса 2 клапанного механизма расположены одн.н или несколько дросселей притОКа, затворы которых выполиены в виде плунжеров 3, установленных в гнездах 4 с возможностью осевого перемепцения. Дроссельные гнезда 4 онабжены радиальными щелевы.ми каналами Б и смещены отйосительно центральной оси корпуса клапаиного механизма. Ве|р.х,н.ие концы плунжеров 3 снабжены уплотнительнымн кольцами J-I образуют герметичные (буферные) камеры 5 со стаканом 6, жест.ко связанными € кориуео,м 2 кл.апанного механизма. При этом для обеспечения постоянства депресси.и на пласт необходи.мо, чтобы верхний и нижний концы плунжеров 3 имели равные ллоидади поперечного сечения. В корлусе 2 клапанного механизма размещена дроссельная лружина 7, усилие 1кото рой передается .плунжерам 3 с помощью толкателя . Регул.ир.озка пружаны 7 осуществляется с помощью винта 9, составляющего с корпусом 2 клапанного механизма ВИнтовую иару. Дроссельные гнезда 4 соединены кольцевыми канало.м В с .приемным отверстием 10, внутри котор.ого размещен заиорный клапан, затвор которого выполнен .в виде торщня /Ус уплотнительными кольцами, Задерживаемого в крайнем кижнем положении пружиной У2. В стенках приемного отверстия 10 и корпуса 2 кла.панного м.еханизма имеются каналы Г и Д для подвода к дросселям (ллуижерам) 3 и отвода от них пластового флюида. Кроме того, .в корпусе 2 клапанного механизма выполнен сквозной осевой какал Е для прохода каротажного кабеля 13, подсоединенного к глубинному дистанционному прибору 14. Герметизация кабеля 13 осупе.ствляется с помощью лабиринтного уплотнения 15 и упругого эластичного элемента /6, установленного в корпусе 2 клапанного механизма с возможностью свободного осевого пе|ремещен,ия. Деформация упругого элемента 16 осуществляется с помопгью наж.имной втулки 17, жестко связан.ной с толкателе.м 18 запорного клаиана. В нижней чаети клапанного .viexaHH3Ma расположен фиксатор, состоящий из обоймы 19 с щари.ка.ми 20, седла 21 и ируж11Н 22 и 23. Обойма 19 установлена с воз.можлостыо только осевого перемещения в пазах Ж корпуса 2 клапапного .механизма. Шарики 20 устаиовлены с возмол ностью взаимодействия с наружной ирофилпрозанной пов.грх.ностью седла 21 и удерживаются в радиальных гнездах обоймы 19 от выиадан.ия наружу (при спуске клапанного .механизма в екважпну) с помощью развальцовки указаиных гнезд. Для фиксации клапанного механизл-т в нижней части корпуса 2 предусмотрен дополнительный выступ И с кольцевой проточкой 24 п осевыми отверст} ЯМ|И для прохода пластового флюида. В ком.ионовку испытательного инструмента, иомимо описываемого устройства, входят устройство для раздельного вращо.пия труб 25, обеспечиваюиюе расхождение и враплеиие под нагрузкой выпиележащей частп инструмента, испытатель плаето.в 26 со снятым штуцером, пакер 27, фильтр 28 и хвССтовик ИЛИ якорь (на чертеже не показаны). Соединение узлов испытательного инструмента друг с другом и с устьем скважины о-сущ-ествляется е помощью бурильных труб 29 п 30. При проведении дистанционных исследований по методике «каротаж в процессе испытания (все узлы испытательного инструмента, .станавливаем-ые в зоне исследуемого .интервала и выше, должны иметь осевой канал, достаточный для спуска дистанционного прибора 14 каротажного снаряда) в исследуемую зону. Для обеспечения возможности записи кривой восстановления давления п снятия клапанного механизма с фиксатора перед подъемо-м глубинного прибора 14 на поверхность предназначен съем.иик, станавливаемый с по.мощью кабельного зажима на кабеле 13 между клапанным механизмо.м и прибором 14. Съемиик выполнен из ста.кана 31, внутри которого установлена подвижная втулка 32, удерживаемая в крайнем верхнем положении с помощью пружины 33. Кабельный зажим включает цангу 34, на внутренней поверхности лепестков которой выполнены зубья нлл .насечки, установленную в коническом гмезде 35 и поджатую с помощью накндной гайки 36,

Для,.предотвращення самопроизвольного выброса кабеля 13 в процессе испытания под действием перепада давления, действующего на .площадь его .поперечного сечения в месте герметизации, между кабельным зажимом и съемнико.м при .необходимости (т. е. при недостаточном весе самого глубинного прибора) устанавливается набор свинцовых утяжелителей 37. ТафирОБанная дроссельная пружина 7 .перед спуском в скважин} регулирзется с -помощью винта 9 на определенное усилие в зависимости от ожидаемого тластового давления и требуемой начальной депрессии на пласт.

Работа устройства осуществляется следующим образо,м.

Перед испытанием .патрубок / устройства (без клапанного механизма) при помощи труб 30 соединяется с нижележащей комлоновкой испытательного инструмента, после чего вся сборка опускается в скваЖИну на т.рубах 29. Долив жидкости в трубы испытательного инструмента при .необходимости осуществляется непосредственно через це11тральный осевой канал патрубка /.

После достижения испытательным и.нструменто.м забоя или зацепления якорем за стенки скважины в полость -бурильных труб 29 на каротажном кабеле 13 спускают ,ком поновку, .включающую глубинный дистанционный прибор 14, кабельный зажим с набором утяжелителей 37 и клапанный механизм в сборе.

В процессе спуска клапанного механизма в скважину плунжеры 5 под действием дроссельной пружины 7 полностью утоплены в гнездах 4, при этом клапанный .механизм опирается нажи.мной втулкой 17 на втулку 32 съемника. Совместный спуск на кабеле 13 указанной выше компоновки про.исходит до упора клапанного механизма шариками 20 фиксатора в выступ И, при этом -клапанный механизм под .действием собственного веса продолжает движение вниз на величину рабочего хода пруж.и.ны 23, а седло 21 смещается относительно обоймы 19 и обеспечивает, тем самым, западание щариков 20 в его верхнюю выточку. В таком положении клапанный механизм опускается до посадки в гнездо А на упор корпуса, при этом шарики 20 устанавливаются напротив проточки 24 .корпуса устройс1ва и далее .под действием лружины 23 проталкиваются в.перед и запираются в П|роточке 24 выступа И профилированной поверхностп седла 21.

После устано.вки клапанного механизма в корпус устройства и -спуска глуби.нного прибора -в зону исследуемого интервала весом труб 29 создают осевую нагрузку на узлы испытательного инструмента, которая

деформирует уплотнлтельный элемент па-кера 27 и герметизирует испытываемую зону, после чего открывается прием.ный клапан испытателя пластов 26, и притекающий

из пласта флюид создает осезую нагрузку :-ia илунжеры 3. В момент, когда усилие от дейст-впя давления флюида, на|Правленное вверх, превысит суммарную .нагрузку на плунжеры 3 от действия пружины 7 и давления в буферных камерах 5, .плунжеры 3 переместятся вверх и щелевые каналы Б дросселя притока частично откроются, сообщая испытываемую зону с внутренней полостью верхней части .колонны труб. Таким

образом, происходит отбор флюида из лласта при забой.ном давлении, заданном с по.мощью отрегулированной лружины 7. При изменениях дебита скважины плунжеры 3 ильеют соответствующие .вертикальные в

пределах рабочего хода плунжера перемещения. При этом изменения усилия .-пружины 7 и давления в буферных камер-ах 5 также незначительны, поэто.му забойное давление практич-ески сохранится постоянным,

даже .несм-отря на .налич.ие определенных утечек пластового флюида по зазорам лабиринтного уплотнени.я i/5. В то же время .наличие указанных зазоров позволяет производить каротаж исследуемой зоны в процессе испытания пласта путем при .необходимости многократных перемещений глубинного прибора 14 вверх и вниз вдоль исследуемого интервала.

После окончания открытого пер.иода ист

пытания произво.дят .натяжку кабеля 13 до упора втулки 32 ст емника в нажи.мную втулку 17, которая, перемещаясь вверх вместе с поршнем //, закрывает запорный «лапан и далее поджимает эластичный

уплотнительный элемент 16, который, дефор|мируясь, герметизирует кабель 13 в корпусе 2 клапанного .механизма. Полная герметизация кабеля 13 обеспечивается за счет самоуплотнения эластичного элемента

16 .под действие.м нарастающего забойного давления.

При необходимости изменения режима работы пласта натяжк-ой труб 29 закрывают при-емный кл-апан испытателя пластоз

26 и после некоторой выдержали времени, необходимой для стравливания избыточного забой.ного давления .по зазорам лабиринтного уплотнения 15, производят .натял ку кабеля 13. В этом случае, так же как и

при записи кривой восстановления давления, вначале закрывается запорный клапан и герметизируется кабель 13, а при дальнейщей натяжке втулка 32 съемника утапливается в стакане 7, преодолевая сопротивление пружины 33, после чего стакан 31 своим передни.м торцом воздействует на седло 21 фиксатора, которое, сжимая лружину 22 и перемещаясь вверх, устанавл-.ивается своей нижней кольцевой ка.навкой

напротив шариков 20 фиксатора и, освобождая их, обеспечивает тем самым снятие и извлечение на новерхность клапанного механизма вместе с глубинным .прибором 14. ПОСле дополнительной регулиро вки пру-жины 7 клапанный механизм повторно спускается в скважину в указанном выше порядке. При наличии на устье скважины газового лубрикатора € колонкой, достаточной для размещения в ней клалатаного лчеха.низма, утяжелителей 37 и глубинного прибора 14, подъем клапаяного механизма можно осуществлять и без за1крытия ириемиого клапана испытателя пластов 26. В этом случае желательно утяжелители 37 и съемник устанавливать на кабель 13 без кабельного зажима, т. е. непосредственно на головку прибора 14. Устройство позволяет осуществлять многорежнмные испытания пластов любой ийтенсивности притока при любых предварительно задаиных и постоянных по величине депрессиях на пласт. Устройство позволяет производить дистанциоиные газогидродинамические исследовалия пластов с помощью глубинных дистандионных нрибор01В, спускаемых на каротажном .кабеле в исследуемую зону, т. е. осуществлять дистанционный контроль за забойными параметрами непосредственно в ходе испытания пласта, что позволяет существенно повысить качество и оперативиость процесса испытания. Формула изобретения 1. Устройство для испытания пластов, .включающее жестко связанный с колонной труб патрубок и установленный в нем клапанный механизм, выполненный в виде корпуса со CTaKaHOiM, дросселя притока с илунжером, образующим со стаканом герметичную ка.меру, и запорного клапана с подпружиненным затвором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности продесса испытания путем проведения дистанционных исследований приборами на кабеле без извлечения испытательного оборудования и вращения колонны труб, клапанный механиз,м выполнен съемным со сквозны.м каналом для кабеля ,и узлом герМетизации с нал имной втулкой, которая жестко связана с затвором запорного клапана и снабжена дополнительными дросселями притока, эксцентрично установленными относительно осевого канала клапанного механи31ма. 2.Устройство по п. 1, о т л и Ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено фиксатором клапанного механизма. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел герметизации кабеля В1ключает лабиринтное уплотнение и эластичный уплотнительный элемент, размещенный над нажимной втулкой. Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР Л 502113, ,кл. Е 21 ,В 49/00, 1973. 2.Нагуманов М. М. и др. Конструктивные особенности регулятора депрессии, управляемого с поверхности. - «Нефтяное хозяйство, 1977, ЛЬ 2, с. 72-74 (прототип).

28

32

auг,