Испытатель пластов

 

Изобретение относится к оборудованию для испытания нефтегазоносных пластов и повышает надежность работы. Для этого шток 21 выполнен с боковым канало.м (К) 33, сообшаюш,имся с боковым уравнительным К 34 корпуса I. Перепускная втулка 26 имеет пружину 30, установленную между корпусом 1 и наружной поверхностью штока 31. Впускное отверстие 44 приемного клапана 42 в крайнем нижнем положении штока 31 сообшено с каналом 41. Под уплотнительны.ми элементами 7, 8 на корпусе I (Л К) Oi 00 О С5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) < F. 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

422

45 — Я ги

ЛУ

72

28

X .т5

54 з„

/,У

16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3945499/22-03 (22) 15.08.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленвости (72) В. Н. Богомазов и Н. Ф. Рязанцев (53) 622.245.4 (088.8) (56) Ясашин Я. М., Яковлев А. И. Испытание скважин.М.: Недра, 1973, с. 143 — 154.

Авторское свидетельство СССР № 1139837, кл. Е 21 В 49/00, 1980.

„„Я0„„1276806 (54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к оборудованию для испытания нефтегазоносных пластов и повышает надежность работы. Для этого шток 21 выполнен с боковым каналом (К)

33, сообщающимся с боковым уравнительным К 34 корпуса I. Перепускная втулка 26 имеет пружину 30, установленную между корпусом 1 и наружной поверхностью штока 31. Впускное отверстие 44 приемного клапана 42 в крайнем нижнем положении штока 31 сообщено с каналом 41. Под уплотнительными элементами 7, 8 на корпусе !

1276806 расположен шлиховый якорь (Ш51) 9. Гидроцилиндры 10, !1, 12 соответственно уплотнительных элементов 7, 8 и ШЯ 9 сообщены К 25 с перепускной втулкой 26 и наИзобретение относится к оборудованию для испытания нефтегазоносных пластов, спускаемому в скважину на бурильных трубах и работающему без опоры на забой.

Цель изобретения — повышение надежности работы испытателя пластов.

На чертеже изображен испытатель пластов в момент спуска в скважину, общий вид.

Испытатель пластов без опоры на забой состоит из корпуса 1, внутри которого расположен насос 2, масляная емкость 3 с разделительным поршнем 4, снабженным пружиной 5. Для поддержания в емкости 3 давления масла. равного затрубному, в нижней части ее выполнен канал 6.

На корпусе 1 расположены пакерные уплотнительные элементы 7, 8 и якорь шлипсовый 9, снабженные гидроцилиндрами приводов 10 — 12 и пружинами 13 — 15. Гидроцилиндры 10 — 12 образованы между втулками 16 — 18 и корпусом I. Нижняя часть 1 жестко связана с пружинным фонарем 19.

Насос 2 состоит из кулачкового механизма 20, плунжера 21, всасывающего клапана 22 и нагнетательного клапана 23. Насос 2 гидравлически соединен с масляной емкостью 3 с помощью всасывающего канала

24. Гидроцилиндр 12 шлипсового якоря 9, как и гидроцилиндры 10 и 11 уплотнительных элементов 7 и 8, сообщен с помощьк> канала нагнетания 25, с перепускной втулкой 26 и насосом 2. Каналы 24 и 25 изолированы друг от друга перепускной втулкой 26 с проточкой 27, внутренним выступом 28 и уплотн ител ьн ы м и кол ьца м и 29.

Перепускная втулка 26 снабжена пружиной возврата 30, установленной между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью штока 31. Шток 31 выполнен с выступом 32 и боковым каналом 33, составляющим с боковым уравнительным каналом 34, выполненным в корпусе 1, уравнительный клапан. Каналы 33 и 34 разобщены с помощью уплотнительных колец 35 в моменты спускоподъема испытателя в скважину, открытые и закрытые периоды испытания и сообщены в момент снятия пакеров с места их установки в скважине. сосом 2. Под приемным клапаном 42 шток

31 имеет разгрузочный К 45, обеспечивающий сообщение полости под клапаном 42 с затрубным пространством б. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Между всасывающим клапаном 24 и нагнетательным каналом 25 расположен редукционный клапан 26.

В верхней части насоса 2 расположены

S две полумуфты 37, 38 и пружина 39.

Фильтровая зона 40, расположенная между уплотнительными элементами 7 и 8. каналом притока 41 связана с приемным клапаном 42, каналом штока 43. В корпусе нижней части приемного клапана 42 выполнено впускное отверстие 44, сообщенное через канал 43 и фильтр 40 с трубным а, затрубным о и межпакерным в пространствами B момент спускоподъема испытателя в скважину, а под приемным клапаном 42 в корпусе выполнен разгрузочный канал 45, обеспечивающий сообщение полости под клапаном 42 с затрубным пространством б. Для обеспечения перекрытия трубного пространства а на приемном клапане 42 установлены уплотнительные кольца 46. Для передачи вращения насосу 2 от колонны бурильных труб через корпус, приемный клапан 42 выполнен со шлицами 47.

В корпусе 1 выполнен перепускной канал 48, обеспечивающий постоянное сооб 5 щение затрубного пространства б над верхним пакерным элементом 7 и под нижним пакерным элементом 8. Для регистрации всех изменений давления в межпакерном пространстве в установлен глубинный регистри30 рующи и м а ном етр 49.

Испытатель пластов без опоры на забой работает следующим образом.

В компоновке, показанной на фиг. 1, испытатель спускается в скважину и устанавливается таким образом, чтобы испытываемый пласт располагался между пакерными элементами 7 и 8. По мере спуска бурильные трубы заполняются буровым раствором, находящимся в скважине, через фильтр 40, канал притока 41 и приемный клапан 42.

Для создания необходимой депрессии на

40 пласт при испытании буровой раствор в трубах замещают на жидкость с меньшей плотностью. Для этого на устье скважины на трубы устанавливают устьевую головку с краном высокого давления и начинают закачивать жидкость с меньшей плотностью, чем буровой раствор. При этом буровой раствор вытесняется из трубного простран1276806 ства а через приемный клапан 42, канал притока 41, фильтр 40 и переливается из кольцевого пространства на устье скважины

После прокачки необходимого объема жидкости в трубы закрывают кран высокого давления на устье скважины и начинают вращать колонну бурильных труб. Это вращение через шлицы 47 приемного клапана

42, корпус передается кулачковому механизму 20 насоса 2. При этом нижняя часть корпуса 1 испытателя пластов фиксируется от проворота за счет сцепления пружинного фонаря 19 со стенками скважины. Вращательное движение кулачкового механизма 20 преобразуется в возвратно-поступательное движение плунжера 21 насоса 2.

Последовательно открываются и закрываются всасывающий клапан 22 и нагнетательный клапан 23, масло из емкости 3 по всасывающему каналу 24 и нагнетательному каналу 25 поступает в гидроцилиндры 10—

12. Рост давления в гидроцилиндрах 10—

12 приводит к сжатию пружин 13 — 15, поднятию по конусным направляющим шлипсового якоря 9, увеличивающегося в диаметре, и деформации уплотнительных элементов 7 и 8. После того, как шлипсовый якорь 9 внедрится в стенки скважины и пакерные элементы 7 и 8 перекроют ствол скважины сверху и снизу испытываемого объекта, в нагнетательном канале 25 начинает резко расти давление. По достижении давлением в канале 25 величины примерно

10 МПА открывается редукционный клапан

36 и через него нагнетательный канал 25 и всасывающий канал 24 сообщаются между собой, насос 2 начинает работать вхолостую. При этом на поверхности уменьшается крутящий момент, фиксируемый на моментомере. Прекращают вращение колонны бурильных труб. Натяжкой колонны вверх проверяют сцепление уплотнительных элементов 7, 8 и шлипсового якоря 9 со стенками скважины; контроль на поверхности осуществляют по гидравлическому индикатору веса.

Открывают кран высокого давления на устье скважины и, постепенно снижая давление, вызывают приток из объекта, перекрытого сверху и снизу уплотнительными элементами 7 и 8. Флюид из пласта поступает через фильтр 40, канал притока 41, приемный клапан 42 во внутреннюю полость бурильных труб а. Контроль за дебитом и объемом отбираемого флюида осуществляют по интенсивности перетока жидкости из труб.

Закрытый период испытания осуществляют разгрузкой колонны бурильных труб. При этом плашки шлипсового якоря 3 еще больше внедряются в стенки скважины, воспринимая основную часть нагрузки, освобож дая тем самым уплотнительные элементы 7 и 8 от механической нагрузки.

tO

Под действием нагрузки, передаваемой вниз, приемный клапан 42 легко перемещается вниз, так как он выполнен гидравлически уравновешенным и под ним в корпусе выполнен разгрузочный канал 45. При этом впускное отверстие 44, выполненное в нижней части приемного клапана 42, перемещается вниз и разобщается с помощью уплотнительных колец 46 с каналом притока 41, а следовательно, с межпакерным пространством в, в котором давление начинает восстанавливаться до величины пластового. Динамику этого восстановления давления фиксирует манометр 49. Одновременно с перемещением приемного клапана 42, перемещается вниз полумуфта 37 до соприкосновения своей торцовой поверхностью с торцовой поверхностью полумуфты 38, при этом пружина 39 сжимается. Телескопический шток 31 также перемегцается вниз, а ограничением его ходу служит упор торцовых поверхностей полумуфт 37 и 38. При этом перепускная втулка 26 остается на месте, так как выступ штока 31 не доходит до выступа 28, а следовательно, не сдвигает перепускную втулку 26 вниз. Отверстия 33 и 34 также не сообщаются между собой.

После закрытого периода испытания осуществляется открытие приемного клапана 42.

Достигается это натяжкой колонны бурильHhIx труб вверх. При этом приемный клапан 42 перемещается вверх до совмещения впускного отверстия 44 с каналом штока 41, а через фильтр 40 с межпакерным пространством и флюид из пласта снова начинает поступать во внутреннюю полость бурильных труб а. Одновременно с перемещением при.емного клапана 42 вверх перемещаются вверх и занимают свое первоначальное положение полумуфта 37 и шток 31. Количество открытых и закрытых периодов испытания можно проводить неограниченное число раз посредством осевых перемещений колонны труб.

Снятие уплотнительных элементов 7 и 8 и якоря 13 осуществляется в следуюгцей последовательности.

Закрывается кран высокого давления на устье скважины. Разгружают колонны бурильных труб и одновременно проворачивают ее на пол-оборота вправо, при этом полумуфты 37 и 38 вначале соприкасаются своими торцовыми поверхностями, сжимая пружину 39 (аналогично как при операции закрытия приемного клапана 42), а затем полумуфты 37 и 38 сочленяются между собой. На поверхности этот момент фиксируется по резкому отклонению стрелки гидравлического индикатора веса. Сочленение полумуфт 37 и 38 (в результате одновременного действия разгрузки колонны труб и ее поворота) обеспечивает телескопическому штоку 31 дополнительное перемещение вниз (примерно на 60 мм). Г1ри этом отверстие 33, 1276806

Составитель И. Кепке

Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. I opea

Заказ 6649/27 выполненное в штоке 31, совмещается с отверстием 34, выполненным в корпусе 1, тем самым затрубное пространство б сообщается с межпакерным пространством в и давление в них уравнивается. Одновременно с этим выступ 32 штока 31 упирается в выступ 28 перепускной втулки 26. Втулка 26, снимая пружину возврата 30, перемещается вниз, при этом проточка 27 соединяет нагнетательный канал 25 с всасывающим каналом 24, а следовательно, с емкостью 3. Рабочая жидкость (масло) из гидроцилиндров 10 — 12 перетекает в емкость 3, этому способствуют упругие свойства пакеров элементов 7, 8 и пружин возврата 13 и 14.

Уплотнительные элементы 7 и 8 занимают свое рейсовое положение, но при этом плашки шлипсового якоря 9 все еще находятся в контакте со стенками скважины под действием механической нагрузки, передаваемой ему в результате разгрузки колонны бурильных труб. Это также обеспечивает нахождение перепускной втулки 26 в нижнем положении. В таком положении испытатель пластов находится необходимое время (примерно 10 — 15 мин) для полного выравнивания давления в каналах 24 и 25. После этого колонну труб приподнимают, при этом плашки шлипсового якоря 9 под действием пружины 14 и натяжки труб смещаются вниз и выходят из контакта со стенками скважины. Перепускная втулка 26 под действием пружины 30 занимает свое начальное поло- ЗО жение.

Открывают кран высокого давления на устье скважины и проводят обратнук1 циркуляцию, замещая пластовый флюид в трубах на буровой раствор из затрубного прост- З5 ранства, через фильтр 40, канал притока 41 корпуса, приемный клапан 42. После того как флюид в трубах полностью заместится на буровой раствор, испытатель пластов устанавливается против следующего обьекта ис- 40 пытания и все операции повторяются как при проведении испытания первого объекта.

Формула изобретения

Испытатель пластов, включающий разделенные фильтром уплотнительные элементы, установленные на корпусе, имеющем канал притока, сообщающийся с фильтровой зоной, и боковой уравнительный канал для сообщения пространства за корпусом над уплотнительными элементами с фильтровой зоной, установленный телескопически в корпусе шток с наружным выступом и каналом, сообщающимся с каналом притока корпуса, установленный в штоке с возможностью осевого перемещения и связанный с колонной труб приемный клапан с впускным отверстием для сообщения с каналом штока, установленный на корпусе фонарь и гидроцилиндры приводов уплотнительных элементов, установленный в корпусе плунжер насоса с клапанами, связанными выполненными в корпусе каналами всасывания и нагнетания с полостями гидроцилиндров приводов, и выполненную в корпусе, заполненную маслом камеру, в которой установлены перепускная втулка с проточкой на наружной поверхности и выступом на внутренней соответственно для сообщения канала нагнетания с масляной камерой и взаимодействия с выступом штока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы испытателя пластов, шток выполнен с боковым каналом, сообщающимся в его крайнем нижнем положении с боковым уравнительным каналом корпуса, а перепускная втулка подпружинена относительно корпуса, при этом приемный клапан установлен с возможностью сообщения его спускного отверстия с каналом штока в крайнем верхнем положении штока.

2. Испытатель по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленным на корпусе под уплотнительными элементами шлипсовым якорем, образующим с корпусом камеру, связаннук) с полостями гидроцилиндров приводов уплотнительных элементов, а шток под приемным клапаном имеет разгрузочный канал.