Запорное устройство для исследования скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к нефтегазо добывающей промышленности, а именно к устройствам для исследования скважин при их испытании. Известно запорное устройство для исследования скважин, включающее кор пус со штоком Cl . При использовании многоштоковой трактовки и компановке с испытателем осевая сжимающая нагрузка на пакер, передаваемая через колонны труб, зависит от величины гидростатического давления в скважине, величина: которой меняется в широких пределах. Кро ме того, в осложненных условиях, а также при испытании в глубоких скважинах закрытие и открытие клапана пе ремещением колонны труб строго на оп ределенную величину затрудняется вви ду возникших сил сопротивления в скв жине. Известно также запорное устройств для исследования скважин, включакядае корпус с размещенным внутри него игго ком, выполненным с осевьали.и радиальными каналами, подшипниковый узел, цилиндрическую муфту и обратный клапан 21 . В этой конструкции открытие впуск ного клапана осуществляется путем вращения бурильных труб вправо строго на десять или пятнадцать оборотов. При дальнейшем вращении бур;.льных труб вправо на это же количество оборотов клапан закрывается и регистрируют кривую восстановления давления в призабойной зоне. Открытие и закрытие клапана можно осуществлять киогократно. Однако использование этого устройства для многократного исследования на больших глубинах., а также в осложненных условиях проводки скважины затруднено, так как ввиду возникших значительных сил сопротивления в скважине при вращении к олонны труб под нагрузкой невозможно передавать через колонны труб на устройство строго определенное количество оборотов для осуществления многократных открытых и закрытых перепадов. Кроме того, это устройство не обеспечивает быстрое перекрытие притока пластового флюида. Цель изобретения - повышение ивдеж НОСТ.И могоциклового испытания иа больших глубинах путем вращения колояны труб под нагрузкой. Постгшлеиная цель достнгается тем/ что цилиидрическая муфта выполнена виде двух полумуфт с взаимодействующими торцами; одна из которых имеет шлицы для связи со штоком, а взаимодействугадие торцы полумуфт выполнены под углом к образукедей муфты, На фиг. 1 показано устройство в сквс1жине при crtycKO-подъемных операциях, продольный разрез; на фиг. 2 то же, при испытании в процессе восстановления дластового давления, разрез. Устройство состоит из корпуса 1, штока 2 с осевыми каналами А и Б и с радиальными каналами В, Г, Д, Е и Ж, осевые каналы А и Б разделены между собой перегородкой 3. Клапан 4, пружина 5 и канал Е пред назначены для перетока жидкости и передачи давления сверху на внутренней полости колонны труб в пробоотборную трубу, установленную между испытателем и запорным устройством. Нижняя часть штока 2 постоянно сообщена через канал 3 с затрубным пространством На штоке 2 свободно посажена муфт состоящая из двух цилиндрических полу муфт 6 и 7. Соприкасающиеся торцы по лумуфт выполнены под углом к образую щей цилиндра. Причем удлиненная част 8 полумуфты выполнена выпуклым и ост рым кондом, а укороченная часть 9 выполнена вогнутьлл и тупым концом. Полумуфта 7 выпо;;нена в укороченной Части 10 соответственно вогнутым и тупьй концом, а в удлиненной части 11 выпуклым и ocTfftJM концом. Для сообщения каналов В и Г при испытании внутри полумуфты 6 предусмотрена про точка 12, При спуске инструмента шток находится е верхнем положении по отношению к корпусу. При этом удлиненная часть 8 полумуфты € находится против укороченной части 10 полумуфты 7. Для осуществления осевых перемещений полумуфт з 6 относительно штока на наружной поверхности ее предусмот рен продольный паз 13, в котором сво бодно ус:таиовлена шпонка 14, жестко закреплённая с корпусом 1. Дли обеспечения вращения полумуфты 7 вместе со штоком в полумуфте 7 и штока 2 предхусмотрены шлицы 15 и 16, KOTOptae при спуско-подъемных опе рациях отцеплены друг от друга. Камера 17, образованная между кор пусом и штоксж постоянно сообщена Через кааал Ж с внутритрубньм пространством и служит для предотвращения осевых перемещений штока относительно корпуса при спуско-подъемиых операциях. Внутренняя полость корпуса 1 сообиена через кангш И с затрубным про странством. Для облегчения вращения штока относительно корпуса в процессе испытания мезвду корпусной деталью и штоком установлен упорный подшиПнйк 18. Для проведения исследования устойство на бурильных трубах опускается в скважину. К нижнему концу корпуса присоединяется пробоотборная труба, испытатель гидравлического типа, пакер и фильтр. После установки инструмента в интервале исследования создают осевую нагрузку для сжатия уплотнительного элемента пакера и открытия впускного клапана испытателя. В результате шток 2 совместно с полумуфтами 6 и 7 перемещается вниз относительно корпуса. В конце перемещения, штока полумуфта 7 нижним концом передвигает вниз упор 19, сжимая пружину 20.-Шлицы 15 и 16 будут соприкасаться или войдут в зацепление друг с другом. Шток 2 утолщенной частью череЗ упорный подшипник 18 доходит до упора с корпусом и каналы В, Г и Д, К соединятся между собой. После открытия впускного клапана испытателя пластовый флюид поступает во внутреннюю полость колонны труб. Для закрытия притока с целью получения восстановления давления осуществляют вращение колонны труб вправо так, чтобы нижняя часть трубы провернулась не менее чем на один оборот. При этом шлицы 16, войдя или находясь в зацеплении со шлицами 15, проворачивают полумуфту 7 вправо. Полумуфта 7, войдя в линейный контакт с полумуфтой 6, своим острым концом перемещает полумуфту 6 вверх. В результате каналы В и Г разобщены уплотнением 21. С этого момента начинается процесс восстановления давления в приэабойной зоне. При дальнейшем вращении колонны труб острая выпуклая часть полумуфты 7 полностью выйдет из зацепления. С целью устранения прихвата инструмента .о стенки скважин в процессе восстановления давления или спускоподъемных операциях периодически осуществляют вращение колонны труб. По окончании испытания на колонну труб давэт растягивающее усилие. При этом шток перемещается вверх и занимает исходное положение, шлицы 15 и 16 отцепляются, упор 19 под действием пружины 20 перемещается вверх и впускные каналы Д и К разобщены, изолируя пробу пластового флюида в пробоотборнике , а каналы В и Г сообщены между собой. Полумуфта 7 своей удлиненной чгютью 11, войдя в контакт с полумуфтой €, поворачиваясь относительно оси вправо или влево, установится своей удлиненной частью 11, выполненной с выпуклым и острым концом, против укороченной части полу-. муфты 6, имеицей вогнутый и тупой конец. Для исследования другого интервала или повторного исследования этого яе интервала повторяют те же технологические приемы испытания в вышеописанной последовательности.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет надежно многократно открывать и закрывать поступление пластового флюида при испытании без подъема инструмента со сняг тием кривых притоков и восстановления давления.

В предлагаемой конструкции для срабатывания системы клапанов при каикдом испытании достаточно лишь осугаествить вращение нижней части колонны труб не менее чем на один оборот, что практически достигается в любых осложненных условиях испытания. Поэтому применение предлагаемого устройства позволяет значительно увеличить эффективность исследования скважины трубными пластоиспытателями.

Формула изобретения Запорное устройство для исследования скважин, включающее корпус с разь;ещенными внутри него штоком, выполненным с осевыми и радиальными каналами, подшипниковый узел, цилиндрическую муфту и обратный клапан, о тличаюцееся тем, что, с целью повышения надежности многоцикло вого испытания на больших глубинах путем вра оения колонны труб под наг грузкой, цилиндрическая муфта выполнена в виде двух полумуфт с взаимодествукхцкми торцами, одна из которых имеет шлицы для связи со штоком, а вэаимспействуюсоие торцы полумуфт выполнены под углом к образующей муфты

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.GyxoHOcoB Г. Д. Испытание необогащеиных скважин. М., Недра, 1978, с. 70.

2.Авторское свидетельство СССР D 630410, кл. Е 21 В 49/00, 1977 Спрототйп).

фьл. /

18

Фи1.