Запорный клапан Советский патент 1981 года по МПК E21B49/00 

(54) ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН

1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для испытания скважин.

Известен запорный клапан, применяемый в составе трубного испытательного инструмента и предназначенный для обеспечения записи кривой восстановления давления (КВД) во время закрытого периода испытания. Клапан содержит корпус, с которым жестко связана гильза, шток и винт. При враш,ении штока вправо на определенное число оборотов происходит поступательное перемещение винта, находящегося в шлицевом зацеплении со штоком, в результате чего происходит последовательное совмещение отверстий, выполненных (В стенке винта и разделенных уплотнениями с впускным каналом гильзы 1. Таким образом, клапаны этого типа позволяют осуществлять два открытых и два закрытых цикла исследования.

Применение этих клапанов позволило в некоторой степени повысить качество испытаний по сравнению с клапанами одноциклового действия. Однако в настоящее время все больщее распространение находит методика провед,ения многоцикловых испытаний.

Известен также запорный клапан для испытания пластов, состоящий из установленных с возможностью взаимного осевого перемещения корпуса и штока, установленного внутри него, и запорного органа 2.

Недостатком конструкции этого клапана является отсутствие сквозного осевого канала, достаточного для прохождения глубинного прибора, что не позволяет производить спуск дистанционных скважинных приборов на каротажном кабеле в нижерасположенную подпакерную зону испытателя пластов. Запорный клапан рассчитан на использование глубинных регистрирующих приборов с местной записью, которые необходимо устанавливать в компановку испытателя пластов перед спуском его в скважину. В связи с этим инфорЛ1ация, записанная глубинными приборами, может быть оценена только после подъема всего испытательного оборудования на поверхность.

Целью изобретения является повыщение надежности клапана в работе при многоцикловых испытаниях с дистанционными глубинными приборами, спускаемыми в зону исследования на кабеле. Поставленная цель достигается тем, что запорный орган выполнен в виде упругого элемента,, а шток снабжен головкой с кольцевой проточкой под упругий Элемент, жест ко связанный торцами с корпусом и головкой, причем последние выполнены с каналами для связи полостей корпуса над и под упругим элементом с возможностью перекрытия каналов при сжатии упругого элемента. На чертеже показан запорный клапан в растянутом состоянии, соответствующем спуску его в скважину, вертикальный разрез. Запорный клапан состоит из корпуса 1 и штока 2, во внутренней полости которого размеш,ен упругий элемент 3. Внутренний диаметр упругого элемента 3, также как и диаметр сквозного отверстия, выполненного в корпусе 1 и штоке 2, превышает наружный диаметр корпуса глубинного прибора на 2-5 мм. Устройство снабжено уравнительным клапаном, выполненным в виде байпасного канала 4 в корпусе 1, соединенного при растянутом положении корпуса 1 относительно штока 2 с. радиальным каналом 5, в головке 6 штока 2. На этой же головке б имеются уплотнительные кольца 7. Торцы упругого элемента жестко связаны с корпусом и головкой. Для того, чтобы компенсировать действие выталкивающей силы на штоке 2 устройства и обеспечить спуск клапана в скважину в растянутом состоянии, в средней части устройства выполнен узел гидравлического переуравновещивания, представляющий собой три герметично разобщенные камеры 8, 9 и 10, образованные корпусом 1 и штоком 2. Камеры 8 и 10 связаны с внутритрубным пространством при помощи радиальных каналов 11 и 12, выполненных в стенке щтока 2, а камера 9 - с затрубным пространством при помощи канала 13. Кроме того, с этой же целью корпус I подпружинен относительно штока 2 пружиной 14. В нижней части клапана выполнен щлицевый узел 15, необходимый для предотвращения скручивания упругого элемента 3 при передаче крутящего момента нижележащим узлам испытательного инструмента. Предлагаемый запорный клапан работает следующим образом. Перед спуском в скважину клапан при помощи концевых резьб сворачивается с колонной труб, а также с другими узлами испы тательного инструмента, причем испытатель пластов должен быть ниже запорного клапана. В процессе спуска клапан находится Б растянутом положении благодаря воздействию давления промывочного раствора на торцовые поверхности корпуса 1 и щтока 2, ограничивающие объем камеры 9. Спуску клапана в растянутом положении способствует также пружина 14. После установки фильтра испытателя пластов в зоне исследуемого интервала, но до пакеровки, в зону фильтра спускают комплексный глубинный дистанционный прибор на кабеле или тросе, с помощью которого проверяют точность установки фильтра на глубину исследования. В процессе пакеровки воздействие осевой нагрузки от веса вышележащей колонны труб превыщает суммарное усилие от гидравлической переуравновещенности устройства и деформации пружины 14, в результате чего корпус 1 перемещается относительно неподвижного штока 2 и деформирует упругий элемент 3, при этом его внутренний диаметр становится меньще наружного диаметра корпуса глубинного прибора. При этом закрывается уравнивательный клапан устройства, так как нижнее выходное отверстие байпасного канала 4 устанавливается между уплотнениями 7 штока 2. В конце процесса пакеровки открывается приемный клапан испытателя пластов и вызывается приток пластового флюида. По окончании открытого периода испытания при необходимости записи кривой восстановления давления производят натяжку кабеля или троса до упора головки прибора снизу в деформированный упругий элемент 3. При этом происходит герметизация зоны исследования по внутритрубному пространству пластоиспытателя. По мере нарастания забойного давления надежность герметизации увеличивается за счет увеличения усилия, выдавливающего корпус: глубинного прибора в суженный канал упругого элемента 3. По окончании процесса записи кривой производят натяжку колонны труб на величину, равную сумме упругой деформации колонны труб и хода корпуса 1 относительно штока 2. При этом открывается уравнительный клапан устройства и выравнивается давление над и под упругим элементом 3. В конце хода корпуса 1 вверх происходит принудительное возвращение упругого элемента 3, связанного по торцам с корпусом 1 и щтоком 2, в исходное положение. При этом глубинный прибор освобождается и может быть использован для дальнейщих забойных исследований; в том числе и для повторных записией кривой восстановления давления. Формула изобретения Запорный клапан для испытателя пластов, состоящий из установленных с возможностью взаимного осевого перемещения полого корпуса и щтока, установленного внутри него, и запорного органа, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности клапана в работе при многоцикловых испытаниях с дистанционными глубинными при