Пакерирующее устройство глубинных приборов

 

1. ПА СЕРИРУЮе1ЕЕ УСТРОЙСТВО ГЛУБИННЫХ ПРИБОРОВ, содержащее корпус , пластинчатый каркас, концы пластин которого закреплены: на неподвижной и подвижной втулках, установленных на корпусе, и оболочку, которая закреплена на каркасе, отличающееся тем, что, с целью уменьшения утечек жидкости за счет более плотного прижатия оболочки паквра к стенке скважины, каркас снабжен двумя подвижными кольцами и поперечными пластинами из упругого материала, концы которых шарнирно закреплены на соседних пластинах каркаса, при дтом верхние концы пластин подвижной втулки закреплены на верхнем кольце, а нижние концы пластин неподвижной втулки закреплены на нижнем кольце. 2. Устройство по п. 1, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что поперечные пластины выполнены из материала, жесткость которого выше жесткости матери (Л ала оболочки.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК с

А (19} (11}

З©1} ". 21 В /12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTN4 (21) 3366637/?2-03 (22) 16.12.81 (46) 07.05.83 ° Бюл. и 17 (72) Н.Т. Улыбышев и В.А. Агаджанов (71) Всесоюзный нефтегазовый научноисследовательский институт (53) 622.32(088.8) (56) 1. Сушилин.В.Л. Иетоды и техника глубинных исследований скважин. И.„

"Недра", 196}}, с. 64-66.

2. Авторское Свидетельство. СССР

N 259766, кл. В 21 В 33/12, 1968. (5}})(57) 1. ПАКЕРИРУ10ЦЕЕ УСТРОЙСТВО

ГЛУБИННЫХ ПРИБОРОВ, содержашее корпус, пластинчатый каркас, концы пластин которого закреплены на неподвижной и подвижной втулках, установленных на корпусе, и оболочку, которая закреплена на каркасе, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения утечек жидкости за счет более плотного прижатия оболочки пакера к стенке скважины, каркас снабжен двумя подвижными кольцами и поперечными . пластинами из упругого материала, концы которых шарнирно закреплены на соседних пластинах каркаса, при этом верхние концы. пластин подвижной .втулки закреплены на верхнем кольце, а нижние концы пластин неподвижной втулки закреплены на нижнем кольце.

2. Устройство по и. i, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что поперечные пластины выполнены из материала, жесткость которого выше жесткости материала оболонки.

1 016485

Изобретение относится к технике глубинйых измерений расхода жидкости, процентного содержания воды в потоке нефти, .а точнее для направления всей поступающей жидкости в скважину через измерительный узел прибора, и может быть использовано в нефтяной промышленности.

Известно пакерирующее устройство неабсолютного типа, содержащее пакерирующую обоЛочку, выполненную из эластичного материала (1).

Известно также пакерчрующее устройство неабсолютного типа, включающее эластичную оболочку, ее каркас установленный на корпусе пакера, и привод, который обеспечивает прижатие оболочки пакера посредством пластин каркаса, выполненного в виде пластинчатых пружин, обеспечивая этим направление всей йоступающей жидкости в скважину через измерительный узел прибора f2).. .Исследования пакерирующих устройств неабсолютного типа, оболочки которых выполнены из эластичного материала (резины, различных тка.ней АЭТ, "Болонья" и др.) c каркасом из металлических пластин прижимавцих 1/3 длины окружности оболочки и стенке скважины, показали, что коэффициент пакеровки (К„ ) со временем растет до 254 в зависимости от жесткости материала оболочки, при нахождении прибора в одной точке измерений.

Основным недостатком пакерирующего устройства неабсолютного типа ,является его невысокая герметичность, вследствие чего между оболочкой и стенкой скважины протекает жидкость, что влечет за собой наличие погрешностей при измерении расхода, особенно большая погрешность при этом возникает при контроле процентного содержания воды в потоке нефти.

Причина утечек объясняется тем, что ширина. пластины каркаса пакера составляет 4 мм, а количество их рав» но 40 шт,, в некоторых пакерирующих .устройствах такого типа их бывает и больше. Рассмотрим пакеровку пакерок с количеством пластин в его каркасе, равным 40 шт., в обсадной колонне

65/8, в этом случае пластины прижимают 160 мм длины оболочки к стенке скважины, т.е, 1/3 длины окружности внутреннего диаметра трубы. Длина окружности этой колонны равна 466 мм при толщине стенки 10 мм. Вследствие этого между краями пластин расстояние равно 8 мм. Диаметр оболочки всегда делают несколько больше внут5.реннего диаметра обсадной колонны труб, почому что диаметр трубы внут" ри меняется от толщины стенки - имеется разброс размеров при ее изготовлении. Неприжатая часть оболочки

f0 пластинами каркаса прижимается перепадом давления жидкости, возникающим при ее движении через прибор.

В прижатой, таким образом, части обо.почки возникают складки, через"кото1 рые происходит утечка жидкости, что приводит к низкому коэффициенту па» керовки. Для получения высокого коэфФициента пакеровки, оболочки выполняют из маложесткого материала

20 например из ткани иБолоньяп. Этот материал обладает низкой прочностью и поэтому не обеспечивает высокий коэффициент пакеровки Ки, поэтому разработчики приборов часто исполь зуют для оболочек более прочный мате" риал: резину, ткань А3Т и др., они,, как правило, обладают большей, чем

"Болонья", жесткостью, и более низким К,„.

Приборы, снабженные пакерирующими устройствами известных конструкций, оболочки которых выполняются из жесткого материала, имеют низкую чувствительность в начале шкалы из-за больЗ5 m x yTeueK N gKocTM 4epe3 cxpagKN e прижатой оболочке пакера. Утечки обуславливают низкий Ки, этим уменьшают количество протекаемой через измерительный узел прибора жидкости, 40 это объясняет низкую чувствительность прибора при оболочках с высокой жестокостью из материала в начале шкалы.

С увеличением расхода жидкости растет перепад давления на приборе, уве45 личивается К>, что объясняет неравномерность шкалы прибора, Жесткие пакерирующие оболочки приводят не только к неравномерной шкале, но и вносят . погрешности за счет их реологических свойств. Эти свойства оболочек объясняют увеличение Ки во времени до 253 (например, для ткани А3Т в условиях нефтяных месторождений Татарии К> изменяется за счет уменьшения утечек жидкости).

Целью изобретения является уменьшение утечек жидкости за счет более плотного прижатия оболочки пакера к стенке скважины, 3 10164

Поставленная, цепь достигается тем, что в пакерирующем устройстве глубинных приборов, содержащем корпус, пластинчатый каркас, концы пластин которого закреплены на неподвижной и поS движной втулках; установленных на. корпусе, и оболочку, которая закреплена на каркасе, каркас снабжен двумя подвижными кольцами и поперечными . пластинами из упругого материала, кон-1в цы которых шарнирно закреплены на соседних пластинах каркаса, при этом верхние концы пластин подвижной втулки закреплены на верхнем кольце, а нижние концы пластин неподвижной втул-. ки закреплены.на нижнем кольце.

Кроме того, поперечные пластины вы. полнены из материала, жесткость которого выше жесткости материала оболочки, 30

Уменьшение утечек жидкости происходит за счет плотного прижатия оболочки пакера посредством дополнитель.ных пластин каркаса, которые обеспечи" вают прижатие оболочки пакера по всему периметру. Это обеспечивает стабильный коэффициент пакеровки, близ" кий к единице. Кроме того, оператор не выжидает пока стабилизируются показания прибора, как это делают при измерении приборами РГД 2 м, "Кобра РВ" и "Поток - 2" и др., снабженных пакерирующими устройствами подобного типа, вследствие того, что оболочка пакера плотно прижимается по всему периметру механически, т.е. SS дополнительными пластинами (ожидание стабилизации показаний для прибора РГД 2 м в условиях нефтепромыслов Татарии составляет около 10 мин) .

Поперечные-пластины каркаса обо- 4е лочки пакера должны иметь большую жесткость для того, чтобы деформировать материал оболочки с целью его плотного прижатия к стенке скважины и тем самым уменьшить утечки жид" кости, 7

На чертеже приведено устройство глубинного прибора, установленного на корпусе.

Устройство-содержит корпус 1, на котором установлен каркас пакерируюи ей оболочки, состоящей из верхнего 2 .и нижнего 3 колец и продольных (основных ) пласттин 4, причем кольца 2 и 3 подвижны. Продольные пластины 4 SS имеют по два отверстия, расположенные примерно в ее середине, посредством которых крепятся дополнитель85 4 ные поперечные пластины 5, обеспечи" вающие прижатие пакерирующей оболочки 6 по всему ее периметру к стенке скважины 7. Подвижные пластины 4

Ф только одним своим концом крепятся к подвижным кольцам 2 и 3, а вторим концом к втулкам, неподвижной 8, установленной на корпусе 1, и к подвиж-, ной втулке 9. Втулка 9 соединена с защитным кожухом 10 посредством тяг 11.

Подвижная втулка 9 соединена с тягой 11 посредством штифтов 12. Гайка 13 установлена на валу 14, который обеспечивает ей поступательное движение. Вал 14 имеет уплотнение 15, защищающее привод 16. В корпусе расходомерного узла 17 располагается .турбинка 18.

Устройство работает следующим образом.

После спуска прибора к месту измерений на кабеле (не показан), на него подается напряжение, поступающее на привод 16, который приводит во вращение вал 14. Вал 14, вращаясь, перемещает гайку 13, а штифты 1? препятствуют вращению гайки 13, этим и обеспечивается перемещение втулки 9. Втулка 9, перемещаясь, изгибает пластины 4, при этом верхнее кольцо 2 упирается в корпус 1, а нижнее кольцо 3 -. во втулку 9. Одновременно с втулкой 9 перемещаются тяги ll. Тяги 11 сдвигают кожух 10,который освобождает пакер от защитной оболочки 6, При открытии пакера продольные 4 и поперечные 5 пластины прижимаются к колонне, прижимая при этом оболочку 6 1 пакера. Поперечные пластины 5 в прижатом состоянии всегда образуют угол меньше или больше 90 к образующей колонны стенки скважины 7. Такое положение поперечных пластин 5 обеспечивает прижатие оболочки 6 пакера к .стенке скважины 7 при разбросе размеров внутреннего диаметра обсадной колонны. -Закрытие пакера осуществляется в обратном порядке, т.е. на привод 16 подают напряжение обратной полярности, при этом двигатель его вращается в обратном направлении. Гайка 13 совершает поступательное движение внутрь, увлекая за собой втулку 9 посредством штифтов 12. В это время продольные пластины 4 .каркаса пакера прижимаются к корпусу 1. В МоМВНТ вы прямления продольных пластин 4 оболочка складывается и на нее надвигается защитный кожух 10 посредством

5 1016485 6 туг 11 и гайки 13 соединенный с . скважин по дебиту или расходу. Извтулкой 9 щтифтами 12. В этом состоя- вестно, что для получения стабильнонии naicepa прибор перемещают до иэ- го результата в одной точке иэмеревлечения на дневную поверхность. ний в.скважине с оболочкой иэ ткани

Использование изобретения позволит s "Болонья" необходимо выжидать 3 мин. применить практически любой пригод- S среднем в одной скважине измеряют ный для этих целей материал, напри- до 40 точек притока или поглощения мер резину, ткань АЗГ., пленку из раз- жидкости. Поэтому при исследовании личных синтетических материалов. Ис- одной скважины экономится 2 ч работы пользование этих материалов в пакери- 1ю бригады, которая состоит иэ начальру щих оболочках изобретения поэво- ника партии, шофера, оператора и инлит сократить время на исследование женера.

ВНИИПИ Заказ 3336/33 Тираж 603 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4