Запорно-регулирующее устройство для испытателя пластов

 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для обеспечения возможности исследований пластов на нескольких режимах притока. Для этого устройство имеет установленные на кабеле над затвором концентрично размещенные втулку (в) 6 с профилированной поверхностью под полое эластичное седло 4 и патрубок (П) 7 с уплотнением под кабель. Между В 6 и П 7 установлен механизм регулируемого сл ю со О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4. Е 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 3834737/22-03 (22) 03.01.85 (46) 23.11.86 ° Бюл. N - 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов иссле. дований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) В.В.Пустов и Б.Н.Леонов (53) 622.245.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 751978, кл. E 21 В 49/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 802543, кл. Е 21 В 49/00, 1979.

„.SU;„1271964 А 1 (54) ЗАПОР НО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ (57)Изобретение .относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для обеспечения возможности исследований пластов на нескольких режимах притока. Для этого устройство имеет установленные на кабеле над затвором концентрично размещенные втулку (В) 6 с профилированной поверхностью под полое эластичное седло 4 и патрубок (П) 7 с уплотнением под кабель. Между В 6 и П 7 установлен механизм регулируемого

127 перекрытия боковых каналов В 6 в ви1 де пальца 10. Для перехода с одного режима притока на другой при натяжке кабеля жестко связанный с ним затвор перемещает П 7 вверх, до упора. При дальнейшем ослабленйи натяжки кабеля

П 7 опускается и происходит срабатывание механизма регулируемого перекрытия в результате изменения положения пальца 10 в замкнутом фигурном пазу Н 7. При этом П 7 занимает новое положение но отношению к В 6:и изме няет степень перекрытия ее боковых каналов. Для спуска затвора с глубин1964 ным прибором на необходимую глубину осуществляют кратковременную натяжку колонны труб. При этом корпус 1 перемещается вверх и отрывает седло 4 от опорной поверхности полого штока

2. Через образовавшийся зазор и уравнительный канал стравливается избыточное давление из полости штока 2.

Затвор с глубинным прибором под собственной массой опускаются. При последующем опускании колонны труб и корпуса 1 седло 4 разобщает внутритрубное пространство и уравнительный канал. 1 з,п, ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для испытания скважин.

Цель изобретения — обеспечение воэможности проведения исследований на нескольких режимах притока. ,!

На фиг.1 представлено запорнорегулирующее устройство, общий вид; на фиг.2 — развертка наружной поверхности верхней части затвора с замкнутым фигурным пазом.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещен подвижный полый шток 2, входящий с корпусом 1 в шлицевое зацепление. На штоке 2 выполнен поршень О, образующий совместно с корпусом 1 и штоком 2 две камеры узла гидравлического уравновешивания, обеспечивающего спуск уст ройства в скважину в растянутом состоянии независимо от действия перепада давления. В верхней части корпуса 1 размещена труба 3, внутри :ee, находится полое эластичное седло 4, на которое опирается втулка 5 полого штока. Между трубой 3 и корпусом

1 образуется уравнительный канал д, перекрываемый эластичным седлом 4.

Внутрь корпуса 1 на кабеле, к которому прикрепляются дистанционные приборы, спускают затвор, состоящий иэ двух частей. Верхняя часть затвора содержит втулку 6, на нижнем конце которой выполнена профилиро:ванная

Нижняя часть затвора содержит корпуса 15 и 16. Внутри корпуса 16 размещены эластичные манжеты 17, предназначенные для герметизации кабеля. В корпус 16 ввернута цанга

18, жестко соединенная с кабелем

3п посредством поджима втулкой 19. На верхнем конце корпуса 15 установлена манжета 20, обеспечивающая герметичное соединение верхней и нижней частей затвора.

Устройство работает следующим образом.

1Î

2 поверхность 6, предназначенная для взаимодействия с седлом 4 устройства, и патрубок 7, внутри которого находится лабиринтное уплотнение, состоящее из шайб 8, поджатых втулкой 9. На патрубке 7 выполнен зигзагообразный фигурный паз Г, в который входит палец 10, связанный с втулкой

6 посредством вращающейся втулки 11, Во втулке 6 имеется боковое радиальное отверстие В, выполняющее роль регулируемого многопозиционного штуцера. На внешней поверхности втулки

6 размещена пружина 12, предназначенная для перемещения патрубка 7 вниз относительно втулки 6 GpB помощи шайбы 13 и втулки 14. Для уравновешивания выталкивающего усилия, действующего на патрубок 7, между втулкой 6 и патрубком 7 предусмотрены две камеры е и W узла гидравлического уравновешивания.

1271964

Перед спуском испытательного инструмента в скважину корпус 1 и шток 2 соединяются с колонной труб.

При этом испытатель пластов должен быть установлен ниже устройства. В процессе спуска корпус 1 устройства находится в растянутом соСтоянии относительно штока 2 благодаря уравновешиванию выталкивающих усилий в узле гидравлического уравновешивания.

После установки фильтра в зоне исследуемого интервала, но еще перед пакеровкой, проводится спуск затвора на томже кабеле, к которому прик15 репляется дистанционный прибор. В процессе спуска верхняя часть затвора, имеющая увеличенный наружный диа метр, достигает посадочного места во втулке 5 и останавливается, а нижняя часть затвора, жестко связанная с кабелем, продолжает движение вниз до глубины, зависящей от оптимального места установки глубинного прибора, соединенного с кабелем. По дос25 тижении прибором зоны исследуемого интервала проводится пакеровка, т.е. принудительная деформация уплотнительных элементов пакеров, входящих наряду с испытателем пластов и пред- З0 ложенным устройством в состав испытательного инструмента. В процессе пакеровки корпус 1 под действием веса связанных с ним вышерасположенных труб испытательного инструмента д движется вниз относительно неподвижного штока 2, нажимает уступом на торец втулки 5 и деформирует эластичное седло 4, после чего упирается своей нижней частью на кольцевой выс-.а0 туп штока 2 и передает ему и нижерасположенным узлам испытательного инструмента нагрузку пакеровки. В процессе деформации седло 4 герметично перекрывает связь уравнительного ка- 45 нала 5 с внутритрубным пространством и, кроме того, взаимодействуя с про— филированной поверхностью втулки 6, надежно удерживает верхнюю часть затвора от смещения вверх в случае воз- 50 никновения каких-либо выталкивающих усилий.

После окончания пакеровки происходит срабатывание испытателя пластов, при этом на пласт передается депрес- 55 сия, под действием которой поток пластового флюида через открытый приемный клапан испытателя пластов проникает во внутриутробное пространство и движется вверх, проходя через штуцерные отверстия Э втулки 6, за счет чего регулируется де11рессия, передаваемая на пласт.

Для перехода с одного режима притока на другой сначала проводят натяжку и повторный спуск кабеля, а затем натяжку и повторный спуск труб испытательного инструмента. При натяжке кабеля нижня часть затвора, двигаясь вверх, упирается в патрубок 7, перекрывая манжетой 20 проходной канал между кабелем и патрубком 7, сжимая пружину 12, и перемещает его до

1 упора. При этом палец 10 из положения и фигурного паза переходит в положение л . В этот момент нагрузка на барабан лебедки резко возрастает, что является сигналом машинисту подъемника к окончанию подъема кабеля и осуществлению его спуска. При ослаблении натяжки кабеля патрубок

7 под действием пружины 12 опускается вниз, при этом палец 10 переходит из положения и в более короткий по сравнению с участком и участок К фигурного паза, ограничивая тем самым осевое перемещение патрубка 7 вниз, что приводит к уменьшению проходного сечения штуцерных отверстий B.

Однако в таком положении устройства продолжение исследований на при. ток невозможно, так как доступ пласто. вого флюида к штуцерным ответстиям Э перекрыт манжетой 20, а самопроизвольйый спуск нижней части затвора возможен только при условии, если вес глубинного прибора и нижней части кабеля превосходит выталкивающее усилие от действия перепада давления на площадь сечения, уплотняемого манжетой 20, возникающего в результате нарастания забойного давления в остановленной скважине. Поэтому для гарантированного продолжения открытого периода испытания необходимо провести натяжку (без срыва пакеров) и опускание труб. При кратковременной натяжке труб корпус

1 движется вверх до упора в поршень а штока 2. Одновременно с этим под действием выталкивающего перепада давлений происходит движение вверх группы деталей, включающих сдеформированное седло 4, втулку 5 и трубу 3, при этом седло 4 вследствие длительности процесса релаксации напряжений.

71964

5 12 имеющихся в материале седла (например, резины или полиуретана), сохраняет сдеформированное состояние, что исключает самопроизвольный выброс затвора из седла 4 в первоначальный момент ослабления его сжатия. В даль. нейшем между сместившимся вверх седлом 4 и опорной поверхностью штока 2 образуется кольцевой зазор, который связывает зону повышенного забойного давления с уравнительным каналом Е, благодаря чему избыточное давление стравливается, а нижняя часть затвора вместе с манжетой 20 под действием веса кабеля и глубинного прибора смещается вниз относительно верхней части затвора, что восстанавливает доступ пластового флюида к штуцерным отверстиям д .

При последующем опускании труб и корпуса 1 происходит восстановление нагрузки пакеровки с одновременным сжатием седла 4 и перекрытием уравнительного клапана, в результате чего весь поток пластового флюида направляется через штуцерные отверстия

3, имеющие уменьшенные по сравнению

:,с первоначальным проходные сечения, что вызывает увеличение забойного давления, и, таким образом, позволяет продолжить гидродинамические исследования на новом режиме притока.

При переходе в дальнейшем на оче.редной режим необходимо повторить управляющие операции: натянуть и отпустить кабель, а затем приподнять и отпустить трубы испытательного инструмента.

Для записи кривой восстановления щ0 давления (КВД) достаточно просто натянуть кабель до захода манжеты 20 в посадочное гнездо верхней части затвора. По окончании регистрации

КВД можно либо снова продолжить открытый период испытаний на очередном режиме штуцирования, либо, закончив исследования, приступить к подъему глубинного прибора. Для этого необходимо ослабить натяжку кабеля, натяжкой труб провести распакеровку и закрытие приемного клапана испытателя пластов, при этом открывается уравнительный канал Е запорно-регулирующего устройства и происходит стравливание избыточного внутритрубного давления. После некоторой . выдержки, необходимой для возврата манжеты 4 в исходное состояние, подь емом кабеля извлекают на поверхность затвор и глубинный прибор, после чего приступают к подъему или перестановке испытательного инструмента на очередной объект испытаний.

Формула изобретения

1. Запорно -регулирующее устройство для испытателя пластов, включающее связанный с колонной труб корпус, установленный в нем полый шток, образующий с корпусом уравнительный канал, установленное на штоке полое эластичное седло и затвор с уплотнением, жестко связанный с кабелем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности исследования на нескольких режимах притока, оно снабжено установленными на кабеле над затвором концентрично размещенными относительно друг друга полой втулкой и патрубком с уплотнением под кабель, имеющими сообщающиеся между собой боковые каналы, и снабжено механизмом для регулируемого перекрытия боковых каналов втулки, которая на наружной поверхности выполнена профилированной для взаимодействия с седлом. ,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что механизм для регулируемого перекрытия боковых каналов втулки выполнен в виде пальца, установленного между втулкой и патрубком, имеющим замкнутый фигурный паз под палец, а затвор имеет уступ для взаимодействия с втул- . кой. 1271964

Составитель И. Кепке

Редактор О, Головач Текред Л.Олейник

Корректор С.Шекмар

Заказ 6315/29 Тираж 548 Подписнре

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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