Устройство для взятия проб пластовых жидкостей

 

Класс 5а, l84> — Эй-НОЯT

Н".ГСМ) й

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К. И. Л о ш карев

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ ПЛАСТОВЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Заявлено 22 ноября 1954 г. за № 2628/576055 в Министерство нефтяной промышленности СССР

Описываемое устройство предназначено для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах малого диаметра путем герметизации исследуемого. пласта пакером и уравнительным клапаном и заполнения бурильных труб пластовой жидкостью через главный тарельчатый и запорный клапаны.

Известны устройства для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах больших диаметров, снабженные, как и описываемые, запорным, главным тарельчатым и уравнительным клапанами, а также пакером.

Описываемое устройство для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах малого диаметра отличается от известных тем, что открытие запорного клапана осуществляется не металлическим штоком и не под действием веса инструмента, а путем вращения бурильных труб, для чего устройство снабжено долотом и замком (кулачковой муфтой), а также тем, что ввиду большей возможности прихвата пакера в скважине малого диаметра, устройство снабжено безопасным замком. позволяющим, в случае прихвата пакера, путем срезания шпилек произвести подъем бурильных труб.

Устройство изображено на чертеже в разобранном на секции виде: а — запорный клапан; б — главный тарельчатый клапан; в — уравнительный клапан; г — безопасный замок; д — цилиндрический пакер.

Главный тарельчатый и уравнительный клапаны присоединяются к бурильным трубам посредством верхнего переводника 1 запорного клапана (см. секцию а). Открытие запорного клапана может произойти только при вращении бурильных труб по ходу часовой стрелки. В этом случае в запорном клапане вращается шток 2, что вызывает опускание толкателя 8, который через втулку 4 давит на клапан б. Под дейст вием этого усилия сжимается пружина б и клапан 5 отходит от седла (седло изготовлено как одно целое с переводником 1). После этого открывается путь для жидкости из-под пакера в бурильные трубы, Для предупреждения вращения нижней части описываемогоеустройства, хвостовик имеет на конце специальное долото, которое под

Л 110617 действием усилия, открывающего пакер, внедряется в грунт. Условия опробования необсаженной скважины требуют, чтобы открытие запорного клапана происходило при запекерованной скважине, т. е. когда на пакер передано усилие порядка 500 кг. Для того, чтобы при таком положении шток 2 мог относительно свободно вращаться, он опирается на шары 7, которые уложены в специальном углублении на верхнем торце переводника 8. При вращении бурильных труб переводник 8 и расположенные ниже его детали, включая и хвостовик, должны быть неподвижными.

При спуске испытателя пластов в скважину запорный клапан закрыт; это значит, что клапан 5 прижат к седлу. Для того, чтобы запорный клана не открылся во время спуска в скважину в нем имеется специальный замок (кулачковая муфта 9 и деталь 10), для открытия которого требуется крутящий момент примерно в 7 — 8 кгл .

В главном тарельчатом клапане (см. секцию б) размеры седла ll, штока 12 и корпуса подобраны такими, чтобы в устройстве, спущенном в скважину, помимо пружинной нагрузки создавалось усилие путем, передачи гидростатического давления на неуравновешенную площадь, прижимающее седло к клапану.

В уравнительном клапане (см. секцию в) шток 18 имеет особую форму. В нижней части на длине 150 мм половина штока удалена. Благодаря этому шток оканчивается выступом (поперечное сечение выступа — полукруг). В образовавшийся вырез штока 13 входит соответствующей формы выступ переводника 14.

Благодаря такому сочленению шток 13 не может вращаться относительно переводника 14, но может перемещаться, не выходя ив зацепления.

Безопасный замок (см. секцию г) служит для того, чтобы в случае, когда нельзя извлечь прихваченный пакер и хвостовик, можно было бы поднять из скважины буровые трубы с испытателем, отсоединив их в безопасном замке от пакера.

В безопасном замке имеется шток 15, на нижнем конце которого с помощью трех шпилек 1б укреплена муфта 17. Благодаря этой муфте шток 15 занимает в корпусе 18 положение, при котором шпонки 19 входят в соответствующие прорезы штока. При таком состоянии безопасного замка через него может быть передан необходимый крутящий момент. В том случае, когда потребуется в безопасном замке отсоединить устройство для испытания пластов от прихваченного пакера, к нему должна быть приложена растягивающая нагрузка. Под ее действием срежутся шпильки lб и шток 15 переместится в корпусе 18 в верхнее крайнее положение и, выйдя из зацепления со шпонками, соединится с переводником 20. Для того, чтобы соединение происходило автоматичеоки, на штоке и переводнике имеются, соответствующие вырезы — выступы и впадины с округлыми торцами. После среза шпилек шток быстро движется вверх и производит удар по переводнику 20 в направлении снизу вверх. Если этот удар не поможет снятию пакера, то должно быть произведено отвинчивание устройства от пакера в безопасном замке. Для отвинчивания буровые трубы необходимо вращать по направлению хода часовой стрелки, направо. При 30 оборотах будет отвинчен переводник20от корпуса 18, после чего из скважины могут быть подняты буровые трубы с устройством и деталями безопасного замка.

Пакер для описываемого устройства принят цилиндрического типа с резиновым элементом 21, имеющим наружный диаметр 70 мм. Резиновый элемент к остову пакера крепится металлической головкой и обоймой 22. № 110617

Чтобы предупредить преждевременное открытие пакера при спуске устройства в скважину, в остов пакера вставлена шпилька 28. Только после ее среза пакер может открыться.

С целью упрочения резиновых элементов применена ткань, которая в виде лент включена в резину и укрепляет нижнюю и верхнюю части резинового элемента.

Предмет изо бретения

Устройство для взятия проб пластовых жидкостей в скважинах малого диаметра путем герметизации исследуемого пласта пакером и уравнительным клапаном и заполнения бурильных труб пластовой жидкостью через главный тарельчатый и запорный клапаны, отличающееся с я тем, что, с целью обеспечения возможности работы устройства в скважинах малого диаметра, открытие запорного клапана, снабженного долотом и замком (кулачковой муфтой), осуществляется путем вращения бурильных труб, и тем, что QHO снабжено безопасным замком, позволяющим производить подъем бурильных труб, при прихваченном в скважине пакере, путем срезания шпилек. № 110617

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор В. А. Иванов

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л. Зак. 3673

Подп. к печати ЗО.IX-58 r.

Тираж 700 Цена 50 коп.