Испытатель пластов

 

Использование: испытание нефтяных и газовых скважин испытателями пластов, спускаемых в скважину на трубах. Цель: обеспечение надежности и безопасности работы по многоцикловой технологии. Сущность изобретения: испытатель снабжен впускным клапаном, размещенным на клапанной головке подвижного штока 3 и сЬобщающим его центральный канал 5 с испытываемой зоной пласта. В средней части канала штока выполнена герметичная перегородка 17, выше и ниже которой имеются радиальные отверстия 20 и 21, сообщающиеся или разобщающиеся размещенным на штоке подвижным золотником 22. В результате этого осуществляется повторение циклов испытания пласта. На верхней части штока 3 телескопически подвижно размещена соединенная с колонной труб штанга 2, сообщающая центральный какал 5 штока 3 полостью труб. Штанга 2 имеет упорный торец 28 и цангу 26 с пружинящими лапами, с помощью которых осуществляется управление положением золотника 22 при вертикальных перемещениях колонны труб. Диаметр клапанной головки штока 3 имеет больший размер, чем диам,етр в месте соединения его со штангой 2. Это обеспечивает возникновение усилия гидравлической неуравновешенности штока, которое удерживает его неподвижным при управлении положением золотника. Таким образом повышается надежность управления золотником и повторение циклов испытания пласта. 1 ил. ts10 2 XI а 00 О, -А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР лс)2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

38

Оу

Я

18

2/

14

/Р

//

У

«

Д с4

К ABTGPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4842801/03 (22) 21.06.90 (46) 15.07.92, Бюл. 1Ф 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтеп ромысловой геофизики (72) К.Г,Хамзин и P.Ñ.Ëàòûïîå (53) 622.245,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 293468, кл, Е 21 В 49/00, 1967.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1138488, кл. Е 21 В 49/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

hL 247176, кл. Е 21 В 47/06. 1964. (54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ .(57) Использование: исг«ытание нефтяных и газовых скважин испытателями пластов,-спускаемых в скважину на трубах. Цель: обеспечение надежности и безопасности работы по многоцикловой технологии, Сущность изобретения; испытатель снабжен впускным клапаном, размещенным на клапанной головке подвижного штока 3 и сЬобщающим его центральный канал 5 с испытываемой зоной пласта. В средней части канала штока выполнена герметичная перегородка 17, выше и ниже которой имеются радиальные отверстия 20 и 21, сообщающиеся или разобщающиеся размещенным на штоке подвижным золотником 22. В ре- зультате зтого осуществляется повторение циклов испытания пласта. На верхней части штока 3 телескопически подвижно размещена соединенная с колонной труб штанга

2, сообщающая центральный канал 5 штока

3 полостью труб. Штанга 2 имеет упорный торец 28 и цангу 26с пружинящими лапами, с помощью которых осуществляется управление положением золотника 22 при вертикальных перемещениях колонны труб.

Диаметр клапанной головки штока 3 имеет больший размер, чем диаметр в месте сое„„ Ц„„1747686 А1

2 динения его cd штангой 2. Это обеспечивает возникновение усилия гидравлической. неуравновешенности штока, которое удерживает его неподвижным при управлении положением золотника. Таким образом повышается надежность управления золотником и повторение циклов испытания пласта, 1 ил.

1747686

50

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к испытанию нефтяных и газовых скважин испытателями пластов, спускаемыми в скважину на трубах.

Известна конструкция испытателя пластов, включающая впускной и уравнительный клапаны, которая позволяет многократное повторение циклов испытания путем открытия и закрытия его впускного клапана при вертикальных перемещениях колонны труб, Недостатком этой конструкции является низкая надежность впускного клапана, так как многократное открытие и закрытие приводит к разрушению его уплотнений и при подъеме испытателя из скважины не обеспечивается герметичность полости труб относительно скважины . Это недопустимо иэ-эа возможности неконтролируемого фонтанирования, т,е. аварии, Кроме того, испытатель имеет сложную конструкцию клапанной системы, что также снижает ее надежность, Известен также испытатель пластов, позволяющий повторять циклы испытания путем открытия и закрытия его впускного клапана при вертикальных перемещениях колонны труб.

Недостатки этой конструкции те же, что и у рассмотренного выше испытателя пластов, поскольку конструкция клапанной системы у них одинакова.

Наиболее близким к предлагаемому является испытатель пластов, клапанная система которого имеет весьма простую конструкцию. Она состоит из впускного и уравнительного клапанов, образованных на головке подвижного относительного корпуса полого штока двумя непересекающимися каналами: радиальным, сообщающим испытываемую зону с полостью труб — впускной клапан, и продольным, сообщающим эту зону с затрубным пространством — уравнительный клапан. Каналы разобщены подвижными сальниковыми уплотнениями, Недостатком данного испытателя является отсутствие возможности многократного повторения циклов испытания.

Цель изобретения,— обеспечение надежного и безопасного испытания пласта по многоцикловой технологии за счет совершенствования конструкции клапанной системы испытателя пластов.

Поставленная цель достигается тем, что испытатель пластов, включающий корпус, впускной и уравнительный клапаны. выполненные в виде двух непересекающихся каналов, размещенных на клапанной головке подвижного относительно корпуса полого

35 штока, и подвижные сальниковые уплотнения, снабжен золотниковым клапаном с установленной в средней части центрального канала штока герметичной перегородкой. выше и ниже которой выполнены радиаль-. ные отверстия, и телескопической полой штангой, размещенной на верхнем конце штока, в нижней части полой штанги выполнен упор и цанга, установленная с возможностью взаимодействия с золотником, причем диаметр клапанной головки штока больше диаметра последнего в месте размещения полой штанги, Надежность повторения циклов испытания достигается наличием гидравлической неуравновешенности штока, препятствующей открытию уравнительного клапана при управлении золотником.

Положительный эффект заключается в исключении выхода из строя впускного клапана испытателя пластов, так как повторение открытых и закрытых периодов осуществляется золотниковым клапаном при неподвижном впускном клапане, а надежность управления золотником достигается за счет удержания штока неподвижным усилием гидравлической неуравновешенности, возникающим за счет наличия упомянутой разницы размеров диаметров штока, На чертеже изображен испытатель пластов в растянутом транспортном положении в скважине, общий вид, Испытатель пластов состоит из корПуса

1, соединенного с пакером (не показан), штанги 2, соединенной с колонной труб, и штока 3, размещенного между корпусом 1 и штангой 2, и имеет телескопический ход относительно этих деталей. На головке штока

3 выполнены канал 4, соединяющийся с центральным каналом 5 штока (впускной клаi пан), и канал 6, соединяющийся с затрубным пространством через отверстие 7 корпуса 1 (уравнительный клапан). Каналы 4 и 6 разобщены сальниками 8, Внутренние выступы 9 и 10 на корпусе 1, снабженные сальниками, образуют камеру гидравлического реле 11, которая заполнена тормозной жидкостью, а на штоке 3 выполнен выступ 12 с дроссельным отверстием А для перетока жидкости и размещен в камере 11. Корпус 1 в верхней части имеет шлицевой выступ 13, ограничивающий ход штока 3 относительно корпуса.

Шток 3 выше выступа 13 корпуса 1 снабжен трубой 14„которая образует кольцевую камеру 15, сообщающуюся с затрубным пространством через отверстие .6, В зоне камеры 15 центральный канал 5 штока имеет герметичную перегородку 17, которая делит канал на две части: нижнюю 5, 1747686 сообщающуюся через канал 4 с испытываемой зоной скважины, и верхнюю 18, сообщающуюся через канал 19 штанги 2 с полостью колонны труб, на которой оборудование спущено в скзажину. Выше и ниже 5 перегородки выполнены радиальные,отверстия 20 и 21, изолированные от полости 15 подвижным золотником 22. Золотник снабжен тремя сальниками 23, между двумя из них выполнена выточка, образующая внут- 10 реннюю кольцевую полость 24, которая сообшает отверстия 20 и 21. На наружной поверхности золотника имеется кольцевой выступ 25 для взаимодействия с пружинящими лапами цанги 26, установленной в 15 нижней части штанги 2. Штанга в полости 15 трубы 14 имеет утолщение 27, нижний торец

28 которого взаимодействует с золотником

22, а верхний 29 — с внутренним торцом трубы 14. Верхний конец штока 3 через 20 сальник 30 пропущен в канал 19 штанги 2, Труба 14 имеет верхний торец 31, а штанга .

2 — торец 32, которые могут взаимодействовать друг с другом при осевом сжатии испытателя пластов. На штоке имеется 25 кольцевом упор 31, ограничивающий перемещение золотника, Устройство работает следующим образом.

После спуска испытателя пластов в 30 скважину на него и расположенные ниже него пакер передают сжимающую нагрузку весом колонны труб, Под действием этой нагрузки резиновый элемент пакера изолирует испытываемую зону скважины. Одно- 35 временно штанга 2 перемещается до упора торцов 31 и 32, Далее труба 14 со штоком 3 перемещается вниз до упора о выступ 13 корпуса 1, Это перемещение происходитзамедленно благодаря перетоку тормозной. 40 жидкости через дроссельное отверстие в выступе 12 в камере реле 11. Торец 28 штанги, достигнув золотника 22, смещает его вниз.

Отверстия 20 и 21 через полость 24 со- 45 общаются, а пружиняющие лапы цанги 26 переходят через выступ 25. Отверстие канала 6 на головке штока 3 герметизируется сальниками 8, раэобщая затрубное пространство, а канал 4 выходит из сальника.8 50 в нижнее положение. Таким образом, через каналы 4 и 5, отверстие 21, кольцевую полость 24 золотника, отверстие 20, каналы 18 и 19 происходит сообщение испытываемой зоны скважины с полостью колонны труб..55

Наступает период притока.

Для прекращения притока и получения периода восстановления давления, не нарушая герметичности испытываемой зоны, медленно приподнимают колонну труб.

Штанга 2 вместе с колонной труб перемещается вверх относительно деталей штока

3, Торец 28 отходит от золотника 22, а цанга своими пружинящими лапами увлекает золотник за кольцевой выступ 25 до упора 33, После этого пружинящие лапы перескакивают через выступ 25 и дальнейшее движение штанги происходит свободно, Этот ход компенсирует неточность длины подъема труб, В этом положении золотник разобщает отверстия 20 и 21, приток прекращается и начинается период восстановления давления, Подъем колонны прекращается, При подъеме колонны труб со штангой

2 шток 3 удерживается в неподвижном положении за счет его гидравлической неуравновешенности. В период притока давление со стороны нижнего торца головки штока 3 меньше, чем в скважине выше пакера. Этот перепад давления Л P через отверстие 7 корпуса 1 и отверстие 16 трубы 14 создает усилие Q, удерживающее шток неподвижно в нижнем положении, Величина этого усилия выражается следующим уравнением:

Q = (Fg) — Fg ) где Fd — площадь сечения штока в нижней. части по диаметру d>;

Fg — площадь сечения штока в верхней части по диаметру d2.

После периода восстановления можно повторить цикл испытания. Для этого восстанавливают нагрузку от ееса колонны труб, Период притока повторяется. Для прекращения притока приподнимают колонну и повторяют период восстановления давления, После выполнения необходимого количества циклов и завершения испытания производят натяжку колонны труб и, преодолевая силу гидравлической неуравновешенности штока 3, растягивают испытатель пластов до транспортного положения, При этом золотник 22 разобщает отверстия 20 и

21. Затем закрывается канал 4 (впускной клапан), а канал 6 через отверстие 7 сообщается с затрубным пространством (уравнительный клапан), Даг ление над и пад пакером выравнивается, После этого приступают к подъему оборудования иэ скважины, Формула изобретения

Испытатель пластов, включающий корпус, впускной и уравнительный клапаны, выполненные в виде двух непересекающихся каналов, размещенные на клапанной головке подвижного относительно корпуса по1747686

Составитель К. Хамзин

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор 3. Лончакова

Редактор Э. Слиган

Заказ 2483, Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 лого штока, и подвижные сальниковые уплотнения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежности и безопасности работы по многоцикловой технологии, он снабжен золотниковым клапаном с 5 установленной в средней части центрального канала штока герметичной перегородкой, выше к ниже которой выполнены радиальные отверстия, и телескопической полой штангой, размещенной на верхнем конце штока, в нижней части полая штанга выполнейа с упором и цангой, установленной с возможностью взаимодействия с золотником, причем диаметр клапанной головки штока больше диаметра последнего в месте размещения полой штанги,