Устройство для регулирования межпакерного давления Советский патент 1982 года по МПК E21B33/12 

(54) УСТРОЙСТВО, ДЛЯ РЕПШРОВАНИЯ МЮОМКЕРНОГО

ДАВЛЕНИЯ

1

Изо.бретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметизации скважин при их испытании пластоиспытателями.

При испытании глубоких скважин пакерующие элементы в ряде случаев воспринимают высокие перепады давления, способствующие их преждевременному разрушению. Поэтому для уменьшения больших перепадов на пакерующий элемент целесообразно осуществлять герметизацию ствола скважины с помощью нескольких пакеров путем равномерного уменьшения и распределения давления между ними с применением специальных устройств.

Известно устройство для регулирования межпакерного давления, предназначенное для уменьшения избыточного давления между пакерами, возникшего при распакеровке скважины, и для поддержания величша давления между ними на заданном уровне. Устройство содержит корпус, трубу, размещенную между пакерами, подпружиненный кольцевой поршень с осевым накалом, переводник, установленный над верхним пакером. В переводнике и поршне предусмотрены радиальные и осевые каналы, соединяющие через трубку подпоршневое и надпоршневое пространства с затрубным пространством над верхним пакером 1 .

10

Недостатком э-того устройства является наличие трубки, размещенной между пакерами, для сообщения затрубнрго давления над верхним пакером с межпакерной зоной, что не да15ет возможность спускать геофизические приборы в зону исследования. При таком конструктивном исполнении затрудняется сборка устройства с пакерами различной длины и конструк20ции. Далее, в каждом конкретиом случае испытания для установки заданного значения давления между :-пакерами необходимо предусмотреть в кон-.

егрукции устроГ Ства различные сменH1.R детали - исфпши.

Известно также устройство для регулирования межпакерного давления Бключающее корнус с радиальным каналом, установленный внутри корпуса игток с кольцевым выступом, образующий с корпусом верхнюю и нижнюю кольцевые камеры и подпружиненный HopuieHb 2j .

При таком конструктивном исполнепин пракгическп невозможно установить какое-либо заданное значение давления между пакерами. Если в процессе испытания давление внутри труб небольшое, то давление между пакерами тг1кл е будет небольшим. В результате верхний пакер будет воспринимать бол-ыпой, а нижний пакер мальп перепад давления.

Цель изобретения - повышение точности поддержания заданного значения давления в кольцевом пространстве скважины между пакерами.

Поставленная цель достр гается тем, что в выступе штока установлены два )yжинel-пIыx клапана, в верхней кольцевой установлен дополнител ный кольцевой поршень, пространство над которым связапо через радиальный канал корпус) с мел пакерн1 1М )1рс)странством, а подпружиненнык поршень размещен в нижней камере, прп )том шток в верхней части связан резьбо с корпусом, а верхняя и нижняя кольцевые камеры заполнены рабоче жидкостью.

На чертеже изображено устройство в компон ;ике с двумя пакерами, продольный разрез.

Устройство состоит из корпуса 1, штока 2 с кольцевым выступом 3, связанного резьбой 4 с корпусом. Между корпусом 1 , штоком 2 и выступом 3 образованы камеры 5 и 6, заполненные маслом. Камера 5 отделена от межпакерного пространства разделительным поритем 7, а камера 6 9тделена от внутритрубного пространства по/щружинеJuibiM поршнем 8.- В выступе 3 предусмотрены рассчитанный на малое да1- ление перепускной клапан 9, прижатый пружиной 10 и сраба1Ъ1иающий при избыточном давлении в камере 6, а также рассчитанный на большое давление перепускпой клапан 1 1 , прижать111 нружиноГ{ I 2 и срабатывающиГ nji) избыточном давлении в камере 5. IliivH.iiHa 13 предотв1)аи1а-.

ет перемещение разделительных поршней вниз относительно корпуса при спуско-подъемных операциях..

Перед спуском устройства в скважину путем свинчивания и развинчивания штока с регулировочным винтом 4 относительно корпуса, пользуясь оттарированными и нанесенными на шток значениями давления 14, устанавшгвают величину давления в камере 5, при которой происходит сжатие пружины 12 и открытие клапана 1-1.

Устройство устанавливают между пакерами 15 и 16 и спускают в скважину. На заданной глубине осуществляют пакеровку скважины. При открытии впускного клапана испытателя пластов давление под нижним пакером снижается до значения внутритрубного давления. Под действием перепада давления, образованного над и под нижним пакером, раствор из межпакерной зоны через канал-А заходит в полость 17 и перемещает разделительный поршень 7 вниз на определенную величину. При этом клапан 11 перемещается вниз, сжимая пружину 12, и сообщает камеры 5 и 6 между собой через канал Б. Масло из камеры 5 через канал Б начинает перетекать в камеру 6. После уменьшения давления в камере 5 до заранее установленного значения клапан 1 1. закрывается и давление между пакерами устанавливается в строго определенном значении.

В процессе притока и восстановления давления по мере его роста под нижним пакером на разделительный поршень 8 воздействует забойное давление и перемещает его вверх. Под действием избыточного давления в камере 6 открывается клапан 9. Масло из камеры 6 перетекает обратно в камеру 5 по каналу В, перемещая раз- . делительный поршень 7 вверх. При открытии уравнительного клапана испытателя Пластов Давление под нижним пакером возрастает до значения гидроста тическо давления в скважине. Разделительные поршни 7 и 8 по мере

перетекания масла из камеры 6 в камеру 5 перемещаются вверх до первоначального положения и давление между пакерами повышается до значе. ния гидростатического давления в

скважине.

Возможность испытания пластов при высоких депрессиях и с оптимально уменьшенными перепадами давления между пакерами позволит сократить количество неудачных спусков, связа ных с разрушением пакеров. Поэтому применение предлагаемого устройства позволит значительно увеличить эффективность исследования скважин трубными пластоиспытателями. Формула изобретения Устройство для регулирования меж пакерного давления, включающее корпус с радиальным .каналом, установленный внутри корпуса шток с кольцевым выступом, образующий с корпусом верхнюю и нижнюю кольцевые каме ры и подпружиненный поршень, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поддержания заданного значения давления в коль46. цевом пространстве скважины между пакерами, в выступе штока установлены два подпружиненных клапана, в верхней кольцевой камере установлен дополнительный кольцевой поршен пространство над которым связано через радиальный канал корпуса с межпакерным пространством, а подпружиненный поршень размещен в нижней камере, при этом шток в верхней части связан резьбой с корпусом, а верхняя и нижняя кольцевые камеры заполнены рабочей жидкостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №478933, кл. Е 21 В , опублик. 1971. 2.Патент США № 3500911, КЛ. 166-250, опублик. 1979 (прототип) .