Устройство для испытания пласта (его варианты)

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалист ическнкРеспублик(22) ЗаявяеиоОб,04,81 (21) 3292925/22-03 1311 М КП з Е 21 В 49/00 с присоединением заявки М -Государствеииый комитет СССР ио дедам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения сесоюзный научно 1) Заявите сследовательски геофиэн(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТ (ЕГО ВАРИАН%Я) ПЛАСТ юИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для испытания продуктивных пластов в разведочных скважинах,Известно устройство для испытания пласта, включающее корпус и шток,имеющие при сжатии свободный ход относительно корпуса 1.Недостатком укаэанного устройства является низкая надежность работы, связанная со сложностью созданияоптимальной сжимающей нагрузки наинструмент в скважине, т.е. сложностьобеспечения наиболее благоприятныхусловий работы, особенно в глубоких,наклонно-направленных н осложненныхскважинах,Значительные отклонения осевойнагрузки от оптимальной,в ту илииную сторону приводят к различ 1ного рода неудачам при испытаниипластов - негерметичности пакеровки,изгибу и слому опорного хвостовика,преждевременному износу и выходу иэстроя отдельных узлов испытательногооборудования, разрушению опорнойчасти ствола скважины и т.д.Осевая нагрузка на инструмент прииспытании пластов контролируется по гидравлическому индикатору веса (ГИВрасположенному на поверхности скважины. Однако в условиях глубоких инаклонных скважин показания ГИВ могут существенно, иногда в несколькораз, отличаться от фактической нагрузки на испытательный инструмент,так как значительная часть нагрузкивоспринимается стенкой скважины.Известно также устройство для испытания пласта, включающее шток с уступом в верхней части, телескопическисвязанный с корпусом и имеющий относительно него свободный ход и впускнойклапан 23.Недостатком данной конструкциитакже является низкая надежностьработы, связанная со сложностью создания оптимальной сжимающей нагрузки на инструмент в скважине.Цель изобретения - повышение надежности испытания в глубоких и искривленных скважинах путем получениясигналао создании оптимальной сжнма25 щей нагрузки,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для испытанияпласта, включающем шток с уступомв верхней части, телескопически свяЗ 0 занный с корпусом и имектцем относи 1002557тельно него свободный ход и впускнойклапан, между корпусом и уступомштока установлен упругий элемент своэможностью потери устойчивой формы равновесия при заданной нагрузке,например группа стержней, расположенных вокруг штока.Кроме того, в устройстве для испытания пласта, включающем шток суступом в верхней части, телескопически связанный с корпусом и имеющемотносительно него свободный ход ивпускной клапан, между корпусом и уступом штока установлен охватывающий их патрубок с внутренней кольцевой перегородкой с каналами и плавающим поршнем под ней, причем пространство над поршнем заполнено жидкостью, пространство под поршнем сообщено со скважиной, в каналах перегородки установлены обратный и золотниковый клапаны, а между золотниковым клапаном и нижней частью перегородки установлен упругий элементс возможностью потери устойчивой формы равновесия заданной нагрузке, например стержень.На фиг,1 показан механический вариант исполнения устройства, нафиг.2 - вариант с гидравлической камерой, общий вид) на фиг,З - узелзолотникового клапана с упругим элементом (узел 1 фиг.2),В корпусе 1 (по первому варианту)установлен шток 2, имеющий при сжатии свободный ход относительно корпуса 1 и выполненный с уступом 3 в 35верхней части. Между корпусом 1 иуступом З.штока установлены два упругих стержня 4, которые своей нижнейчастью опираются на обойму 5.Для предохранения упругих элемен 40тов 4 от излома (в сжатом состоянииустройства) ход штока 2 ограниченторцом А по сравнению, с расстояниеммежду выступом 3 и обоймой 5, В растянутом состоянии устройства корпус1 и шток 2 зацеплены шлицами б, раэмыкающимися при сжатии устройства.На нижнем конце штока 2 имеетсявпускной йлапан 7, выполненный, например, в виде бесконечной винтовойканавки на штоке, скользящей по нейскобы, связанный со штангой и гильзой.При работе устройства сжимакщаянагрузка воспринимается упругими элементами 4При достижении величинынагрузки критического значения упругие элемент 4 теряют продольнуюустойчивость и, мгновенно изгибаясь,дают возможность штоку 2 быстро(скачкообразно) сместиться вниз, передавая на поверхность сигнал осоздании оптимальной сжимающей нагрузки на устройство и испытательныйинструмент в целом. Изгиб элементов4 в пределах их упругой деформации 65 обеспечивает штоку 2 проскок до касания торца А с обоймой 5, послечего дальнейший изгиб элементов 4т:тановится невоэможным, и нагрузкапередается через шток 2, обойму 5и корпус 1,В гидравлическом варианте устройства в корпусе 1 также установленшток 2 имеющий при сжатии свободныйход относительно корпуса 1 и выполненный с уступом 3 в верхней части,Корпус 1 и уступ 3 охватывает труба4 с перегородкой 5, Между штоком 2 итрубой 4 ниже перегородки 5 размещенплавающий поршень б, делящий прост,ранство между штоком 2 и трубой 4на две части: верхнюю - маслоэаполгненную гидрокамеру и нижнюю - сообщающуюся со скважиной. В перегородке 5, расположенной в гидрокамере,установлены обратный 7 и эолотниковый 8 клапаны.Золотниковый клапан 8 снабжен продольнымипазами 9, Между клапаном 8 и дном 10перегородки 5 установлен упругийэлемент 11. В растянутом состоянии устройства корпус 1 и шток 2 зецепленышлицами 12, раэмыкающимися при сжатииустройства, На нижнем конце штока 2имеется впускной клапан 13, выполнен-.ный, например, также в виде бесконечной винтовой канавки на штоке, скользящей по ней скобы, связанной соштангой и гильзой,При работе устройства ход штока2 осуществляется до соприкосновенияуступа 3 с перегородкой 5 и составляет в реальной конструкции 8 см, Шток2 после приложения достаточной (оптимальной) сжимающей нагрузки такжеперемещается скачком за короткий промежуток времени; так как упругийэлемент 11, теряя устойчивость, позволяет давлению масла открыть эолотниковый клапан 8, и жидкость иэпространства над перегородкой 5 пооткрывшимся каналам 9 и имеющимся в.дне 10 быстро поступает в пространство под перегородкой 5, Происшедшийскачок штока поступает по трубам на по- .верхность в качестве сигнала о достижении оптимальной нагрузки на устройство.,Далее вращением труб управляют работой впускного клапана 13.Критическую силу можно определитькак силу, при которой возможна как прямолинейная форма равновесия стержня,так и близкая к ней криволинейная..Пока сжимающая сила меньше критической, прогибы стержня небольшиено при приближении значения силы ккритическому они начинают неограниченно,:возрастать.Этот критерий (неограниченныйрост прогибов при ограниченном ростесжимающей силы) и может быть принятза критерий потери устойчивости,1002557 Формула изобретения аю 7 каз 1 дписн ИИ ж"Патент",ул Проект Филиалг,ужгор Экономический эффект возникает от применения изобретения, повышения надежности работы основных узлов испытательного оборудования, сокращения числа неудачных спусков пластоиспытателей.5 1, Устройство для испытания пласта, включающее шток с уступом в верхней части, телескопически связанный с корпусом и имеющий относительно него свободный ход и впускной клапан, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 15 что, с целью повышения надежности испытания в глубоких и искривленных ,скважинах путем получения сигнала о создании оптимальной сжимающей нагрузки, между корпусом и уступом што ка установлен упругий элемент с возможностью потери устойчивой формы равновесия при. заданной нагрузке, например группа стержней, расположенных вокруг штока, 252.устройство для испытания пласта, включающее шток с уступом в верхней части, телескопически связанныйс корпусом и имеющий относительно негосвободный ход и впускной клапан, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежностииспытанияв глубоких и искривленных скважинахпутем получения сигнала о создании.оптимальной сжимающей нагрузки, между корпусом и уступом штока установлен охватывающий их патрубок с внутренней кольцевой перегородкой с каналами и плавающим поршнем под ней,причем пространство над поршнем заполнено жидкостью, пространство подпоршнем сообщено со скважиной, в каналах перегородки установлены обратный и золотниковыйклапайы, а междузолотниковым клапаном и нижней частьюперегородки установлен упругий элемент с воэможностью потери устойчивой формы равновесия при заданнойнагрузке, например стержень,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР б 70723, кл, Е 21 В 49/00, 1977,2, Авторское свидетельство СССРР 630410, кл, Е 21 В 49/00, 1977