Устройство для создания депрессии на пласт при испытании скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, конкретно к те.хнике, применяемой при исследовании и испытании пластов в бурящихся скважинах.

Известно устройство для создания депрессии при испытании скважин,включающее корпус, шток и всасывающие клапаны. Устройство работает за счет расхаживания колонны труб на величину хода поршня с помощью талевой системы 1.

Недостатком устройства является вид привода. Длительное расхаживание инструмента лебедкой буровой установки утомительно и трудоемко для oTiepaTOpa.i .

: Известно также устройство для соз Дания депрессии на. пласт при испытании скважины, включающее корпус, полый шток, установленный на штоке толкатель с поршнем, клапаны и механизм преобразования вращательного движения штока в возвратно-поступательное движение толкателя с поршнем,23.

Недостатком.этого устройства является конструкТ,ия преобразователя вращательного движения вала в возвратно-поступательное движение поршня. Пара трения вал-шарнирная скоба ненадежна при больших нагрузках, возникающих в процессе откачки жидкости. Кроме того, не обеспечивается равномерность нагрузки на вал в пределах. одного цикла работы поршня. При ходе поршня вниз нагрузка отсутствует,при ходе.вверх - максимальна. В крайних верхнем и нижнем положениях поршня величина и направление скорости изме10няются скачком, что приводит к большим ускорениям и возникновение ударных нагрузок. .,

Целью изобретения является повышение надежности, работы.устройства

15 за счет равномерности нагрузки на шток и устранения ударных нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что механизм преобразования вращательного движения штока в воз20вратно-поступательное движение толкателя с поршнем выполнен в виде, замк нутых канавок на штоке, смещенных друг относительно дрУга по окружности на угол 360°/п, где п - количест25во канавок, и входящих в канавки штока пальцев, жестко связанных с толкателем и сдвинутых друг относительно друга по окружности на угол 36(г/п, причем на корпусе под поршнем уста30новлена демпфирующая пружина.

На фиг. 1 пок,азано устройство, общий вид; на фиг. 2 - шток механизм преобразования движения с четырьмя наклонными канавками; на фиг. 3 развертка наружной поверхности штока

Устройство (фиг. 1) состоит из трех основных узлов; преобразователя вращательного движения штока в возвратно-поступательное движение толкателя с поршнем, поршневой группы и клапанной системы.

Устройство содержит шток 1 со шлицами 2, упорный подшипник 3,при этом шток заканчивается втулкой 4, являющейся продолжением штока и паль ицы 5, закрепленные в толкателе 6. То катель-имеет шлицы 7, входящие в ответные шлицевые канавки переходника 8

Поршень 9 ус1;ановлен на толка:теле 6 в цилиндре 10. Демпфирующая пружина 11 расположена под поршнем.Поршень 9 соединен с толкателем 6 Устройство имеет верхний нагнетательный клапан 12, оканчивающийся польм хвостовиком 13 с внутренним нижним буртом. Верхнее седло 14 установлено в поршне.. Нижний всасывающий клапан 15 с головкой 16 и ограничительной гайкой 17 установлен в нижнем седле 18, в свою очередь установленном в переходнике 19. Все узлы устройства заключены внутри корпусных деталей 20 и 21, которые вместе с переходниками 8 и 19 и цилиндром 10 образуют единый корпус устройства.

Устройство опускается в скважину на бурильных трубах в компоновке с пакером до заданной глубины. Пакер располагается ниже устройства и соединяется с ним посредством переходника 19 или непосредственно при помощи колонны бурильных труб Сверху устройства располагаются бурильные трубы, соединенные со штоком 1. При спуске устройства в скважину шток 1 находится в крайнем верхнем положеНИИ и своими шлицами 2 входит в зацепление с корпусом 20. За счет этог крутящий момент от колонны труб над устройством передается на пакер.После пакерования за счет осевой сжимаю щей- нагрузкиi шток 1 перемещается вниз до упора в подшипник 3, при этом шлицы штока выходят из зацепления с корпусом 20. Вращение колонны труб с помощью ротора на устье скважины передается на шток 1 и втулку 4. Наклонные канавки втулки располагаются в плоскости, наклоненных к оси втулки под одинаковым глоМ, но смещенных относительно друг друга по окружности втулки на угол , где п -число .канавок. Угол наклона этих плоскостей к оси втулки и диаметр втулки определяют рабочий ход поршня.

В предложенном устройстве п 4. Каждая канавка образует замкнутую наклонную поверхность, представляющу в сечении эллипс. При вращении втулки входящие в канавки пальцы 5 скользят по этим поверхностям и получают осевое перемещение. Количество пальцев равно числу канавок, а их расположение на толкателе таково, что уго смещения по окружности также равен ЗбО/n. При равномерном вращении втуки пальцы перемещаются по синусоидальному закону, и поэтому в мертвых точках происходит плавное изменение скоростей и ускорений толкателя и исключаются ударные нагрузки.

Реактивный крутящий момент на толкателе передается через шлицевое соединение на переходник 8, а затем через цилиндр 10, корпус 21 и переходник 19 на пакер и стенки скважины. Движение толкателя передается на поршень 9. При ходе вниз открывается верхний нагнетател1 ный клапан 12, нижний клапан 1Ь закрыт, и жидкость из-под поршня перетекает в трубы, при этом демпферна:я пружина 11 сжимается. При ходе поршня вверх верхний клапан закрыт, и вся жидкость в трубах отсекается и поднимается вместе с поршнем. Под поршнем образуется разряжение, за счет чего НИЖНИЙ клапан открывается, и жидкость из-под пак ерного пространства перетекает под поршень. Ход поршня вверх являет ся рабочим, при этрм демпферная пружина за счет накопленой энергии сжатия частично компенсирует гидравлическую нагрузку.

.Клапаны устройства являются съемными.. Они. могут спускаться вместе с устройством или сбрасыйаться втрубы с поверхности после установки устройства на заданной глубине. С целью извлечения клапанов за один рейс ловителя на кабеле они соединены с возможностью осевого перемещения относительнодруг друга до упора головки нижнего клапанав выступ хвостовика верхнего клапана.

Формула изобретения

Устройство для создания депрессии на пласт при испытании скважины, включающее корпус, полый шток, установленный на штоке толкатель с поршнем, клапаны и механизм преобразования вращательного движения штока в возвратно-поступательное движение толкателя с поршнем, О; т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе за счет равномерности нагрузки на шток и устранения ударных нагрузок, механизм преобразования вращатель,ного движения штока в возвЬатно-поступательное движение толкателя с .поршнем выполнен .в виде замкнутых ;канавок, .на штоке, смещенных относительно друг друга по окружности на угол , где п. - количество канавок, и входящих в канавки штока пальцев, жестко связанных с толкателем и сдвинутых относительно друг друга по окружности на угол , причем на корпусе под поршнем установлена демпфирующая пружина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Руководство, по применению комплекта инструментов Уралец 2

при исследовании бурящихся скважин в в районах Урало-Поволжья, Уфа,1979,

с. 1з-1б. , ;

2.Авторское свидетельство СССР 770290, кл. Б 21 В 49/00, ,1978

(прототип). :