Стендовая скважина Советский патент 1982 года по МПК E21B47/00 

(54) СТЕНДОВАЯ СКВАЖИНА

1

Изобретение относится к технике испытания различного подземного оборудования, предназначенного для бурения скважин и добычи нефти.

Известна стендовая скважина, предназначенная для испытания различного подземного оборудования для бурения скважин и добычи Нефти. В качестве испытуемого объекта могут быть забойный двигатель, долото, бурильные трубы, ловильный инструмент и т. д. Указанная скважина содержит обсадную колонну, башмак, испытательную камеру. Башмак имеет центральное отверстие и одну половину забойного замка в виде расширенной полости и выступов. Испытательная .jiaMepa представляет собой колонну, в нижней части которой выполнена вторая половина забойного замка в виде выступов, а на верхней части она имеет фланец с отверстиями под болты. При установке испытательной камеры нижний конец ее с выступами входит в расширенную полость башмака и при повороте образует замок, воспринимаюший все силы, действующие на испытуемый объект. Верхний конец испытательной камеры соединен с обсадной колонной при помощи болтов.

Указанная конструкция стендовой скважины обеспечивает ее сохранность при любых авариях с испытательной камерой или испытуемым объектом. При необходимости (по окончании эксперимента или при поломке

5 испытуемого объекта) камера поднимается вместе с испытуемым объектом 1.

Однако для проведения операций, связанных с ее подъемом и последующим спуском, затрачивается значительное время и

,Q энергия.

Наиболее близкой к предлагаемой является стендовая скважина,- содержащая обсадную колонну, башмак, испытательную камеру, искусственный забой и линию связи с глубинными измерительными устройствами. Обсадная колонна в нижней части имеет втулку с выступами, а бащмак - центральное отверстие и конусное посадочное гнездо. Испытательная камера на верхнем конце имеет втулку с пазами на внешней стороне и выступом на внутренней стороне, а на нижнем конде - конус. Внутри испытательной камеры размешается искусст венный забой, испытуемый объект, бурильный инструмент со специальными выступами, взаимодействующими с выступами на внутренней стороне втулки испытательной камеры при спуске и подъеме ее. При каждом исследовании испытательная камера спускается на бурильном инструменте вместе с испытуемым объектом и устанавливается своим Нижним конусом в конусном посадочном гнезде башмака, которое центрирует испытательную камеру и является опорой для нее. Втулки с пазами и выступами на обсадной колонне и испытательной камере, взаимодействуя, предотвращают проворачивание ее вокруг своей продольной оси. Линия связи с глубинными измерительными устройствами устанавливается внутри бурильных труб после спуска и установки испытательной камеры при помощи электрического (каротажного) кабеля. Взаимодействующие втулки на обсадной колонне и испытательной камере, конусное посадочное гнездо в бащмаке, выступы на бурильном инструменте позволяют спускать и устанавливать испытательную камеру одновременно со спуском испытуемого объекта. Следовательно, на спуск и подъем испытательной камеры не требуется дополнительного времени и энергии 2. Однако, при .разбуривании искусственного забоя щлам из испытательной камеры попадает в обсадную колонну, так как верхний конец испытательной камеры открыт и находится в нижней части обсадной колонны. При подъеме испытательной камеры шлам оседает в конусное посадочное гнез до бащмака и при последующем спуске ис пытательной камеры затрудняет ее установку. Если щлама находится много, испытательную камеру невозможно установить на место. Для промывки конусного посадочного гнезда спускают бурильный инструмент со специальной насадкой, а это приводит к непроизводительным затратам труда и энергии. Обязательный подъем испытательной камеры вместе с испытуемым объектом на бурильном инструменте всякий раз (когда этого и не следует делать, например, нет необходимости в замене искусст венного забоя, а нужно лишь осмотреть испытуемый объект приводит к непроизводительным затратам труда и времени, а также преждевременному износу взаимодействующих элементов испытательной камеры и обсадной колонны. Кроме того, установка линии связи в бурильном инструменте требует дополнительных затрат труда, времени и ненадежна, так как имеет разъемы (минимум один), находящиеся в токопроводящей жидкости. Из-за попадания твердых частиц в разъем электрического кабеля приходится несколько раз повторять стыковку разъема и проверять приборами наличие связи, на что также тратится дополнительное непроизво дительное время и труд. А частичное нарушение линии связи во время проведения испытаний приводит к искажениям показаний приборов, что снижает качество испытаний. Возможна установка неразъемной линии связи вне бурильного инструмента, но при этом происходит наматывание электрического кабеля на бурильный инструмент и обрыв или его перетирание, так как он находится между обсадной колонной и вращающимся бурильным инструментом. Проводка линии связи ввиде электрического кабеля внутри бурильного инструмента или обсадной колонны ограничивает технологические возможности стендовой скважины, так как уменьшается возможность манипуляций с бурильным инструментом и испытуемым объектом. Цель изобретения - упрощение промывки скважины и съема информации в процессе испытания в скважине. Поставленная цель достигается тем, что стендовая скважина, содержащая обсадную колонну, испытательную камеру с конусным днищем, башмак с осевым отверстием, искусственный забой и линию связи, снабжена коленообразной трубой, один конец которой установлен в отверстии башмака, а другой - на устье скважины, а в конусном днище испытательной камеры выполнен осевой канал, сообщающийся с отверстием башмака, причем линия связи размещена в осевом канале конусного днища и коленообразной трубе. На фиг. 1 представлена стендовая скважина, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Стендовая скважина содержит обсадную колонну 1, башмак 2 и дополнительную коленообразную трубу 3, зацементированные в скважине. В нижней части обсадной колоннь 1 размещена испытательная ка.мера 4 с искусственным забоем 5, испытуемым объектом 6, бурильным инструментом 7, глубинными измерительными устройствами 8, линией 9 связи. На поверхности земли расположены наземные, измерительные устройства 10. Башмак 2 имеет центральное отверстие, которое, конусообразно расширяясь, образует полость с выступами, верхняя часть которой имеет квадратное поперечное сечение (фиг. 2) и заканчивается конусным посадочным гнездом. Испытательная камера 4 в нижней части имеет конусообразный уступ и зауженную часть квадратного поперечного сечения с центральным отверстием. Конусообразный уступ опирается на конусообразное посадочное гнездо, а зауженная часть входит в квадратную полость башмака 2, стыкуясь с плавно загнутым концом дополнительной трубы 3. При этом внутренняя полость .центрального отверстия в нижней части испытательной камеры 4 сообщается с внутренней полостью дополнительной трубы 3, образуя канал для прокладки линии 9 связи в виде электрокабеля от глубинных измерительных устройств 8 к наземным измерительным устройствам 10.

Монтаж линии 9 связи через дополнительную трубу 3 производится следующим образом.

Предварительно на поверхности земли в испытательную камеру 4 устанавливают глубинные измерительные устройства 8, с подсоединенной к ним линией 9 связи, выполненной в виде электрокабеля. .Ко второму концу линии 9 связи присоединяется шарпробка (на фиг. не показан), диаметр которого меньше внутреннего диаметра дополнительной трубы 3. В это время насосом (на фиг. не показан) в стендовую скважину подается промывочная жидкость, которая выходя наружу через дополнительную трубу 3, очиш,ает от шлама кокусное посадочное гнездо и квадратную пoлocfь в башмаке 2. При опускании линии 9 связи в стендовую скважину шар-пробка попадает в дополнительную трубу 3 и жидкостью выносится на земную поверхность, вытаскивая и линию Q связи,которую после чего присоединяют к наземным измерительным устройствам 10. Длина электрокабеля при этом должна быть более чем в два раза больше, чем глубина стендовой скважины. После этого в стендовую скважину спускают испытательную камеру 4, при этом электрокабель натягивается вручную или специальной лебедкой, чтобы он незапутался в стендовой скважине. После проверки линии 9 связи в стендовую скважину спускают испытуемый объект 6 на бурильном инструменте 7 и производят несколько оборотов для того, чтобы посадить испытательную камеру 4 в конусообразное посадочное гнездо башмака 2, если она не села сама при спуске.

Стендовая скважина работает следующим образом.

Через бурильный инструмент 7 и испытуемый объект 6 ( в данном случае долото) прокачивается промывочная жидкость, создается Нагрузка с вращением. Глубинные измерительные устройства 8 по линии 9 связи передают информацию о нагрузке, числе

оборотов, крутящем моменте, температуре и т. д. наземным измерительным устройствам 10, наблюдая за которыми экспериментаторы следят за параметрами испытания и манипулируют бурильным инструментом 7. После проведения испытаний испытуемый объект 6 поднимается один или вместе с испытательной камерой 4, но при этом линия 9 связи остается не нарушенной и не нуждается в проверке при последующих спусках испытательной камеры. Испытательная камера 4 может быть поднята бурильным инструментом 7 или прокачкой промывочной жидкости- через дополнительную трубу 3. Снабжение стендовой скважины дополнительной трубой, соединенной с отверстием в башмаке, обеспечивает промывку конусообразного посадочного гнезда и квадратной полости в башмаке, исключая непроизводительные затраты труда и времени на спуск и подъем бурильного инструмента для промывки и обеспечивает независимый подъем испытательной камеры.

Формула изобретения

Стендовая скважина, содержащая обсадную колонну, испытательную камеру с конусным днищем, башмак с осевым отверстием, искусственный забой и линию связи, отличающаяся тем, что, с целью упрощения промывки скважинь и съема информации в процессе испытания в скважине, она снабжена коленообразной трубой, один конец которой установлен в отверстии башмака, а другой - на устье скважины, а в конусном днище испытательной камеры выполнен осевой канал, сообщающийся с отверстием башмака, причем линия связи размещена в осевом канале конусного днища и коленообразной трубе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

№ 628291, кл. Е 21 В 47/00, 1977 (прототип).

R.(7)

/7АУ7х /

A-A

te/

ф1/г.