Пластоиспытатель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 49/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (21) 4896758/03 (22) 26.12.90 (46) 15,03.93. Бюл, М 10 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) П.С.Лапшин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1208214, кл. Е 21 В 49/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1370236, кл, Е 21 8 49/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР

Q 1478723, кл. Е 21 В 49/00, 1986, (54) ПЛАСТОИСП ЫТАТЕЛ Ь (57) Использование: для исследования скважин в процессе бурения и снижения опасности выброса нефти и газа при аномально-высоких пластовых давлениях.

Сущность изобретения: пластоиспытатель снабжают гидротормозным узлом, откачиИзобретение относится к горной промышленности, а точнее к исследованиям скважин и пластов пластоиспытателями в процессе бурения.

Цель изобретения — повышение надежности работы за счет снижения опасности выброса нефти и газа при аномально-высо-. ких пластовых давлениях.

На чертеже представлена схема конструкции предлагаемого пластоиспытателя.

Пластоиспытатель состоит из емкости 1, патера 2, утяжеленных труб 3, откачивающего узла 4, гидротормозного узла, имеющего посадочный элемент 5, которые

„, Ы„„1802108 А1 вающим узлом 4 со всасывающим 23 и нагнетательным 24 клапанами узлом, Седло

22 под посадочный элемент размещено между всасывающим и нагнетательным клапанами. B посадочном элементе пробоотборника 28 выполнены два ряда радиальных отверстий 29, а в пробоотборнике 28— отверстия 29, 30, совмещение которых фиксируются срезной шпилькой 31. Для откачки колонну бурильных труб 8 приподнимают, а затем опускают, в результате чего сначала происходит через впускные клапаны 23 наполнение камеры 25 в откачивающем узле 4, а затем выдавливание из нее жидкости через нагнетательные клапаны 24, Для герметизации отобранной пробы в пробоотборнике 28 повышают давление в трубах, срезная шпилька 31 срезается, пробоотборник 28 передвигается вниз, отверстия 29 и 30 разобщаются. Положения пробоотборника 28 фиксируются клапанами 40 от его обратного движения. 1 ил. установлены над долотом 6, между турбобуром 7 и бурильными трубами 8. В емкости 1 С) имеется нагнетательный клапан 9 и всасы- QQ вающие клапаны 11, à в долоте 6 имеются отверстия 10. Шпонки 12 служат для передачи крутящего момента при бурении и ог° Ь раничения взаимных осевых перемещений деталей откачивающего узла 4. Отверстия

13 расположены в полом штоке 14 пакера 2, а камеры 15 расположены между поршнями

16 штока 14 и поршнями 17 корпуса пакера

2, Пакерующий элемент 18 надет на шток 14, Эластичные тарелки 19 гидротормозного узла расположены на стержне 20, Стенки

1802108 скважины 21 в процессе бурения с пакеру«ощим элементом 18 не соприкасаются за счет гидравлических сил перепада давления действующих на поршни 17. Седло 22 под посадочный элемент 5 гидротормозного узла расположено между всасывающим клапаном 23 и нагнетательным клапаном 24 откачивающего узла 4, который имеет камеру 25 и полый кольцевой корпус 26.

Пробоотборная камера 27 расположена в пробоотборнике 28 помещенном внутри корпуса посадочного элемента 5 и имеет с ним два ряда совпадающих радиальных каналов 29 и 30, через которые циркулирует пластовые флюиды в процессе притока. Совмещение радиальных каналов 29 и 30 фиксируется, срезной шпилькой 31, соединенной с корпусом узла 5 и верхней частью камеры 27, В нижней части гидротормозного узла 5 расположены глубинные манометр 32 и термограф 33, а .в верхней части — дебитомер 34.

В верхней части узла 5 выполнены два ряда уравнительных отверстий 35 и 36, причем нижний ряд 35 перекрыт корпусом пробоотборника 28. Верхняя часть камеры 25 имеет подвижный поршень 37, соедин нный с цилиндром 39, à в корпус ггакера 2 имеются отверстия 38, Задворные клапаны

40 служат для фиксации закрытого положения камеры 37 после среза шпильки 31, Пластоиспытатель помещают над дологом 6 между трубобуром 7 и бурильными трубами 8.

B процессе бурения гидротормозной узел находится в подвешенном состоянии в специальном переводнике под квадратной трубой (на фиг. 1 не показано) у устья скважины и буровой раствор свободно циркулирует через нагнетательный клапан 9, емкость 1, турбобур 7 и отверстия 10 долота

6, Впускные клапаны 11 емкости 1 при этом закрыты, а уплотнительный элемент 18, пакера 2 находится в ненагруженном состоянии и не мешает процессу бурения. Это достигается тем, что избыточное давление бурового раствора за счет гидравлических потерь в турбобуре, долоте и бурильных трубах проникает через отверстия 13 штока 14, пакера 2 и создает в камерах 15, между поршнями 16 штока 14 и поршнями 17 корпуса пакера 2 усилие, направленное на поднимание корпуса пакера 2 вверх, Это препятствует созданию сжимающей нагрузки на уплотнительный элемент 18 пакера 2 от корпуса, утяжеленных труб 3 и веса части бурильных труб передаваемых нагрузку на долото 6 при бурении, Это усилие равное 300,00 кН, действующее вверх при площади всех рабочих порштруб 8 и.при этом его эластичные тарелки 19, 20 укрепленные на стержне 20 оказывают тормозящее действие при падении снаряда в столбе буровой жидкости, уменьшая удары снаряда о колонну бурильных труб.

Затем инструмент спускают на забой

25 скважины и дают нагрузку на пакер 2 от веса циркуляции вес труб через корпус пакера 2 передается на уплотнительный элемент 18, сжимает его в осевом направлении. Уплотнительный элемент 18 расширяется в диаметре, прижимается к стенкам скважины 21. и изолирует испытываемую зону скважины и находящиеся в ней пласты от остальной части скважины, 35 Посадочный элемент 5 гидротормозного узла 5 садится в седло 22 откачивающего

Для работы откачивающего узла 4 ко40 лонну бурильных труб 8 приподнимают на 1 метр, а затем на 1 м опускают, в результате . чего сначала происходит через всасывающие клапаны 23 наполнение камеры 25, заключенной между ее корпусом 26 и

45 патрубком 39, а затем выдавливание из нее жидкости через нагнетательные клапаны

24.

Таким образом, происходит откачка

5

15 ней 300 см и гидравлических потерь давле2 ния 10,0 МПа в турбобуре 7, долоте 6 и бурильных трубах 8 значительно превышает необходимую нагрузку на долото 6 при бурении и препятствует созданию нагрузки на уплотнительный элемент 18 пакера 2. Бурение продолжают до вскрытия долотом 6 перспективного пласта от 3 до 12 метров (т.е. до длины турбобура), после чего бурение останавливают, долото 6 приподнимают на 0.5 метра от забоя и производят промывку скважины для удаления всего шлама находящегося в скважине.

Затем циркуляцию прекращают, приподнимают инструмент до уровня переводника, в котором подвешен гидротормозной узел 5 и освобождают его, после чего гидротормозной узел 5 падает внутри бурильных труб в 8 тонн, при этом, при отсутствии узла 4 между его всасывающими клапанами

23 и нагнетательными клапанами 24, жидкости из испытываемого пласта через всасывающие клапаны 11 емкости 1, а ее нагнетательный клапан 9 при этом закрыт и пластовая жидкость, минуя турбобур входит внутрь пакера 2, проходит через камеру 25 и вытесняется в полость бурильных труб 8 выше пластоиспытателя. Часть пластовой жидкости проходит через камеру 27 нробоотборника 28, поскольку их .радиальные 29 и 30 отверстия открыты, Это открытое положение отверстий пробоотборника 28 зафиксировано срезной шпилькой 31, 1802108

После 20-ти приподниманий и опусканий бурильного инструмента откачивается более трех объемов подпакерного пространства и в камере 27 пробоотборника 28 находится,представительная проба пластовых флюидов, а глубинные приборы 32, 33, 34, расположенные в гидротормоэном узле

5 з, ".фиксировали: изменение давления— глубинным манометром 32, изменение температуры — глубинным термографом 33 и

10 изменение дебита жидкости дебитомером

34. В процессе откачки в подпакерном пространстве -давление понижается ниже пластового давления. Для регистрации кривой прекращают и повышают с помощью насосов давление в трубах на 40 — 50 атм выше пластового давления, которое поддерживают в течение всего периода регистрации

КВД, чтобы не произошло приподнимание пробоотборного снаряда, Затем для герме20 тизации отобранной в пробоотборник 28 пробы и выравнивания давления над и под пакером 2 (для обеспечения процесса распакеровки) повышают давление в трубах на

100 атм. Под действием этого перепада давления срезная шпилька 31 срезается, пробоотборник 28 передвигается вниз, отверстия 29 и 30 разобщаются, а также открываются для протока жидкости уравни- 30 тельные отверстия 35, которые сообщаются с отверстиями 36. Это положение пробоотборника 28 фиксируется клапанами 40 от

его обратного движения. В результате этого давления под пакером и над пакером выравнивается, что обеспечивает его распа. керовку при поднимании пакера 2 на 1 — 2 м.

После этого создают обратнуа циркуляцию

35 буровой жидкости путем закачки ее в зэ- трубное пространство и при этом гидротор- 40 мозной узел 5 потоком жидкости транспортируется на поверхность, где залавливается в специальном переводнике, установленном под квадратной трубой, извлекается на поверхность. Записи забой

45 ных давлений температуры и дебита зарегистрированных соответствующими приборами, а также проба жидкости в пробоотборнике анализируются с целью определения параметров продуктивности

50 восстановления давления (КВД) откачку 15 испытываемого пласта. Одновременно с извлечением гидротормозного узла 5 с пгмощью обратной циркуляции извлекают на поверхность пластовую жидкость из бурильных труб 8 и сливают ее в специальную емкость, после чего бурение продолжают до вскрытия следующего предполагаемого продуктивного горизонта и повторяют описанную выше технологию испытания, Формула изобретения

1, Пластоиспытатель, содержащий пакер в виде цилиндрического корпуса с уплотнительным элементом и размещенным в нем штоком, установленные над пакером пробоотборник с посадочным элементом и с пробоотбарной камерой, имеющими сообщенные между собой радиальные каналы и седло под посадочный элемент, о т л и ч а ю° шийся тем, что, с целью повышения . надежности в работе за счет снижения опасности выброса нефти и газа при аномально высоких пластовых давлениях, он снабжен установленным между пакером и бурильными трубами откачивающим узлом, выполненным в виде полого кольцевого корпуса с подвижным поршнем-цилиндром и всасывающим и нагнетательным клапанами, и гидротормоэным узлом, выполненным в виде стержня с размещенными на нем по длине эластичными тарелками и установ- . ленными в верхней части пробоотборника, при этом седло под посадочный элемент размещено. между всасывающим и нагнетательным клапанами откачивающего узла, в посадочном элементе пробоотборника выполнены два ряда уравнительных отверстий, между которыми размещена срезная шпилька, соединенная с верхней частью пробоотборникэ, перекрывающего нижний ряд уравнительных отверстий и установленного с возможностью перемещения в осевом направлении с перекрытием радиальных каналов и открытием нижнего ряда уравнительных отверстий и фиксации его в нижнем положении, 2, Пластоиспытатель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что гидротормозной узел содержит автономные глубинные манометр, термограф и дебитомер, размещенные выше и ниже его эластичных тарелок.

1802108

Редактор 3;Ходакова

Заказ 836 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

1b

38

В

Составитель П.Лапшин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц