Запорный клапан для испытателя пластов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SUÄÄ1229326 дц 4 E 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3674748/22-03 (22) 20.12.83 (46) 07.05.86. Бюл. 11 - !7 (7!) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) В.В. Пустов (53) 622.245.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 802543, кл. E 21 В 49/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1033723, кл. Е 21 В 49/00, 1981. (54)(57) 1. ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ, включающий связанный с колонной труб полый шток, телескопически установленный относительно него корпус с уравнительными каналами, установленное в корпусе седло, спускаемый на кабеле запорный орган и связанный со штоком подвижный упор, взаимодействующий с верхним торцом

В седла, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности клапанов в работе и предотвращения заклинивания подвижных упоров в скважинной среде, подвижный упор выполнен в виде цанги °

122932

2. Клапан по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что седло выполнено из упругого материала.

3. Клапан по пп. 1 и 2, о т л чч а ю шийся тем, что корпус выполнен с внутренним выступом для взаимодействия с цангой.

4. Клапан по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что, с целью предотвращения продавливания рабочего органа через седло при повышенных перепадах давления, он снабжен установленной под нижним торцом седла цанговой опорой для взаимодействия с эаf70pHblM органом, Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к испытательному скважинному оборудованию.

Цель изобретения — повышение надежности клапанов в работе, а также предотвращенне заклинивания подвижных упоров в скважинной среде и продавленивания рабочего органа через седло при повышенных переходах давления.

На фиг. 1 представлен запорный клапан в растянутом состоянии устройства, соответствующем его спуску в скважину, на фиг. 2 — то же, 15 в сжатом состоянии, на фиг. 3 — то же, вариант исполнения, на фиг. 4— то же, вариант исполнения, с двумя цанговыми опорами.

Запорный клапан состоит из што- 20 ка 1 и корпуса ?, внутри которого в стакане 3 установлена полая эластичная резиновая втулка, выполняющая функцию деформируемого седла клапана. Шток 1 и корпус 2 связаны между собой посредством шлицевого узла 5, предназначенного для передачи осевых и крутящих нагрузок. В средней части клапана шток 1 и корпус

2 образуют узел гидравлического урав- ЗО новешивания, состоящий из двух камер 6 и 7, одна из которых связана с внутритрубным, а вторая — с затрубным пространством. В нижней части шток 1 связан с поршневой головкой

8, на которой нарезаны цанговые лепестки 9, выполняющие роль подвижного упора. Между корпусом 2 и стаканом 3 имеется кольцевой зазор 10, связанный с помощью радиальных отверстий 11 и 12 подклапанную и над. клапанную зону внутритрубного про2 странства в обход деформируемого седла 4, т.е. выполняющий функцию уравнительного канала. Поршневая .головка 8 снабжена подвижным уплотнением 13. Таким образом„ поршневая головка 8, канал 10 и радиальные отверстия 11 и 12 представляют собой уравнительный клапан, управляемый посредством осевых перемещений ! штока 1. В верхней части деформируемое седло 4 снабжено предохранительным металлическим стаканчиком t4 а нижним торцом оно опирается на переводник 15, поджимающий седло 4 до упора в выступ 1 6,,Глубинный прибор 17 спускается в подклапанную зону на картонажном кабеле 18 или проволоке.

Выше нрибора 17 на кабеле 18 устанавливается запорный орган 19 с сальником 20.

Во втором примере исполнения запорного клапана выступ 16 отсутствует, а вместо него используется конусное гнездо 21, выполненное на предохранительном стаканчике 14 для взаимодействия с цанговыми лепестками 9.

Кроме того, возможен пример исполнения клапана, когда сжимаемая цанга устанавливается между нижней опорой и деформируемым седлом 4, что также предотвращает продавливание запорного органа 19 сквозь седло 4, но не позволяет использовать дополнительный положительный эффект сжимаемой опоры, уменьшающей выдавливание .резины под действием перепада давления.

В связи с этим используется запорный клапан, в котором применяются две цанги. Нижняя цанга 22 выполняет функцию подвижной опоры, предназначенной для ограничения перемеще1229326 ния запорного органа 19, а верхняя 9— используется в качестве деформируемого вовнутрь упора, снижающего эффект выдавливания резины в зазор между цангой и кабелем при повышенных перепадах давления.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину клапан при помощи резьбы соединяется с ко— лонной труб и другими узлами испытательного инструмента, причем испытатель пластов должен быть установлен в скважине ниже запорного клапана. В процессе спуска клапан находит- 15 ся в растянутом состоянии под действием веса нижерасположенной части испытательного инструмента, а также благодаря наличию узла гидравлического уравновешивания-. 20

После установки испытателя пластов на требуемую глубину в подклапанную зону внутритрубного пространства испытательного инструмента спускается глубинный прибор 17. В свя- 25 зи с тем, что в растянутом положении клапана диаметр сквозного осевого канала в цанге 9 и деформируемом седле 4 .превьппает на несколько миллиметров наружный диаметр прибора 17 и щ запорного органа 19, последние беспрепятственно проходят в подклапан,ное пространство.

После этого осуществляется пакеровка, для чего шток 1 движется вниз относительно корпуса 2 и при помощи цанговых лепестков 9 сжимает деформируемое седло 4. При этом поршневая головка 8 устанавливается ниже радиальных отверстий 12, а цанговые лепе- 1 стки 9, взаимодействуя с выступом l6, поджимаются вовнутрь.

В сжатом положении клапана, когда верхняя муфта штока 1 насажена на верхний торец корпуса 2, диаметры внутренних осевых каналов деформируемого седла 4 и цанги 9 становятся на несколько миллиметров меньше наружного диаметра запорного органа 19.

В конце процесса пакеровки открывается приемный клапан испы дателя пластов и осуществляется вызов притока пластового флюида в трубы. По окончании открытого периода испытания при необходимости записи КВД производится натяжка кабеля 18 или проволоки до упора корпуса снизу в деформируемое седло 4, чем обеспечивается начальная герметизация подпакерной зоны скважины по внутритрубному пространству. Начиная с этого момента, глубинный. манометр, установленный в приборе,17, фиксирует процесс восстановления давления в замкнутом объеме (закрытый период а испытания). По мере нарастания забойного давления запорный орган 19 дополнительно вдавливается в деформируемое седло 4 до тех пор, пока не упрется в сжатые цанговые лепестки 9, которые предотвращают самопроизвольную разгерметизацию клапана даже при воздействии максимального перепада давления, что характерно для газовых скважин при проведении испытаний с выходом газа в атмосферу. Кроме того, сжатые цанговые лепестки 9 при этом выполняют дополнительную (очень полезную) функцию сжимаемой опоры, уменьшающей отрицательный эффект выдавливания резины деформируемого седла 4 в зазор между цангой 9 и кабелем 18, в связи с чем увеличивается ресурс работы седла 4.

По окончании процесса записи КВД производится натяжка колонны труб, что вызывает движение потока 1 вверх.

При этом цанговые лепестки 9 разжимаются, снижается усилие деформации деформируемого седла 4, открывается уравнительный клапан и выравнивается давление в зонах вьппе и ниже седла 4, что облегчает возврат последнего в исходное положение и освобождение осевого канала клапана. При необходимости цикл исследований может быть повторен.

1229326

Составитель И. Кепке

Т ехр ед И . По пов ич

Редактор О. Бугир

Корректор Г. Решетник

Заказ 242б/27 Тираж 548

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4