Пакерирующее устройство глубинных приборов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19 3(59 Е 21 В /12 ь Ю ГОСУД ПО ДЕ Е ИЗОБРЕТСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСА АВТОРСНОМ техникн, И. ВЕННОЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 1 Й(72) Н.Т. Улыбышев и ВА. Агаджанов (71) Всесоюзный нефтегазовый научно исследовательский институт(56) 1. Сушилин В.Л. Иетоды и глубинных исследований скважи "Недра", 1964, с. 64-66.2. Авторское Свидетельство СССР М 4 259766, кл. В 21 В 33/12, 1968. (54)(57) 1. ПАКЕРИРУ 10 ЦЕЕ УСТРОЙСТВО ГЛУБИННЫХ ПРИБОРОВ, содержашее корпус, пластинчатый каркас, концы плас тин которого закреплены на неподвижной и подвижной втулках, установленных на корпусе, и оболочку, которая. закреплена на каркасе, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью умень"шения утечек жидкости за счет болееплотного прижатия оболочки пакера кстенке скважины, каркас снабжен двумя подвижными кольцами и поперечными .пластинами из упругого материала, а конЦы котоРых шаРниРно закРерлены насоседних пластинах каркаса, при этомверхние концы пластин подвижной .втулки закреплены на верхнем кольце, анижние концы пластин неподвижнойвтулки закреплены на нижнем кольце.2. Устройство по и. 1, о т л и,- ч а ю щ е е с я тем., что поперечныепластины выполнены из материала, жесткость которого выше жесткости материала оболонки.Изобретение относится к технике глубинйых измерений расхода жидкости, процентного содержания воды в потоке нефти, .а точнее для направления всей поступающей жидкости в скважину через измерительный узел прибора, и может быть использовано в нефтяной промышленности.Известно пакерирующее устройство неабсолютного типа, содержащее пакерирующую обоЛочку, выполненную из эластичного материала 1.1.Известно также пакерчрующее уст" ройство неабсолютного типа, включаю" щее эластичную оболочку, ее каркас установленный на корпусе пакера, и привод, который обеспечивает прижатие оболочки пакера посредством пластин каркаса, выполненного в виде плас" тинчатых пружин, обеспечивая этим направление всей йоступающей жидкости в скважину через измерительный узел прибора 2.Исследования пакерирующих устройств неабсолютного типа, оболочки которых выполнены из эластичного материала резины, различных тка.ней АЭТ, "Болонья" и др.) с каркасом из .металлических пластин, прйжимаоцих 1/3 длины окружности оболочки и стенке скважины, показали, что коэффициент пакеровкиК ) со временем растет до 25 в зависимости от жесткости материала оболочки, при нахождении прибора в одной точке иэ" мерений.Основным недостатком пакерирующего устройства неабсолютного типа .является его невысокая герметичность, вследствие чего между оболочкой и стенкой скважины протекает жидкость, что влечет за собой наличие погрешностей при измерении расхода, особенно большая погрешность при этом возникает при контроле процентного содержания воды в потоке нефти.Причина утечек объясняется тем, что ширина, пластины каркаса пакера составляет 1 мм, а количество их рав но ч 0 шт в некоторых пакерирующих Устройствах такого типа их бывает и больше. Рассмотрим пакеровку пакерок с количеством пластин в его каркасе, равным М 0 шт., в обсадной колонне 65/8, в этом случае пластины прижимает 160 мм длины оболочки к стенке скважины, т.е, 1/3 длины окружности внутреннего диаметра трубы. Длина окружности этой колонны равна 466 мм при толщине стенки 10 мм, Вследствиеэтого между краями пластин расстоя"ние равно 8 мм. Диаметр оболочкивсегда делают несколькобольше внут 5.реннего диаметра обсадной колоннытруб, почому что диаметр трубы внут"ри меняется от толщины стенки - имеется разброс размеров при ее изготовлении. Неприжатая часть оболочки10 пластинами каркаса прижимаетсяперепадом давления жидкости, возникающим при ее движении через прибор.В прижатой, таким образом, части обо..почки возникают складки, через"кото 15 рые происходит утечка жидкости, чтоприводит к низкому коэффициенту пакеровки. Для получения высокого коэффициента пакеровки, оболочки выполняют из маложесткого материала20 например из ткани иБолоньяп, Этотматериал обладает низкой прочностьюи поэтому не обеспечивает высокийкоэффициент пакеровки К, поэтомуразработчики приборов часто исполь 25 зуют для оболочек более прочный мате"риал: резину, ткань АЗТ и др оникак правило, обладают большей, чем"Болонья", жесткостью, и более низким КПриборы, снабженные пакерирующимиустройствами известных конструкций,оболочки которых выполняются из жесткого материала, имеют низкую чувствительность в начале шкалы из-за боль 35 ших утечек жидкос и чер . складки вприжатой оболочке пакера. утечкиобуславливают низкий Ки, этим уменьшают количество протекаемой через измерительный узел прибора жидкости,40это объясняет низкую чувствительностьприбора при оболочках с высокой жестокостью из материала в начале шкалы.С увеличением расхода жидкости растет перепад давления на приборе, уве 45личивается К, что объясняет неравномерность шкалы прибора, Жесткие пакерирующие оболочки приводят не толькок неравномерной шкале, но и вносятпогрешности за счет их реологическихсвойств. Эти свойства оболочек объясняют увеличение К во времени до 254например, для ткани АЗТ в условияхнефтяных месторождений Татарии К изменяется за счет уменьшения утечекжидкости).Целью изобретения является уменьшение утечек жидкости за счет болееплотного прижатия оболочки пакерак стенке скважины,3 10164Поставленная, цепь достигается тем,что в пакерирующем устройстве глубинных приборов, содержащем корпус, пластинчатый каркас, концы пластин которого закреплены на неподвижной и по 3движной втулках; установленных на.корпусе, и оболочку, которая закреплена на каркасе, каркас снабжен двумя подвижными кольцами ипоперечными .пластинами из упругого материала, конвцы которых шарнирно закреплены на соседних пластинах каркаса, при этомверхние концы пластин подвижной втулки закреплены на верхнем кольце, анижние концы пластин неподвижной втул-.ки закреплены.на нижнем кольце.Кроме того, поперечные пластины выполнены из материала, жесткость которого выше жесткости материала оболочки.ЗОУменьшение утечек жидкости происходит за счет плотного прижатия оболочки пакера посредством дополнитель.ных пластин каркаса, которые обеспечи"вают прижатие оболочки пакера по всему периметру. Это обеспечивает ста"бильный коэффициент пакеровки, близ"кий к единице, Кроме того, операторне выжидает пока стабилизируются показания прибора, как это делают приизмерении приборами РГД 2 м, "Коб"ра РВ" и "Поток - 2" и др., снабженных пакерирующими устройствами подобного типа, вследствие того, чтооболочка пакера плотно прижимаетсяпо всему периметру механически, т,е, 3дополнительными пластинами (ожидание стабилизации показаний для прибора РГД 2 м в условиях нефтепромыслов Татарии составляет около 10 мин) .Поперечные. пластины каркаса оболочки пакера должны иметь большуюжесткость для того, чтобы деФормировать материал оболочки с целью егоплотного прижатия к стенке скважиныи тем самым уменьшить утеЧки жид" 4кости,7На чертеже приведено устройствоглубинного прибора, установленногона корпусе,Устройство. содержит корпус 1, на ф котором установлен каркас пакерируюией оболочки, состоящей из верхнего 2 .и нижнего 3 колец и продольных ( основных )фпласттин 4, причем кольца 2 и 3 подвижны. Продольные пластины 4 55 имеют по два отверстия, расположенные примерно в ее середине, посредством которых крепятся дополнитель 85 4ные поперечные пластины 5, обеспечи"вающие прижатие пакерирующей оболочки 6 по всему ее периметру к стенкескважины 7. Подвижные пластины 4Фтолько одним своим концом крепятсяк подвижным кольцам 2 и 3, а вторимконцом к втулкам, неподвижной 8, ус"тановленной на корпусе 1, и к подвиж-,ной втулке 9. Втулка 9 соединена сзащитным кожухом 10 посредством тяг 11.Подвижная втулка 9 соединена с тягой 11 посредством штифтов 12. Гай"ка 13 установлена на валу 14, который обеспечивает ей поступательноедвижение. Вал 14 имеет уплотнение 15,защищающее Привод 16. В корпусе расходомерногоузла 17 располагается.турбинка 18,Устройство работает следующим образом.После спуска прибора к месту измерений на кабелене показан), нанего подается напряжение, поступающеена привод 16, который приводит вовращение вал 14. Вал 14, вращаясь,перемещает гайку 13, а штифты 12препятствуют вращению гайки 13, этими обеспечивается перемещение втулки 9. Втулка 9, перемещаясь, изгибает пластины 4, при этом верхнее коль"цо 2 упирается в корпус 1, а нижнеекольцо 3 -. во втулку 9. Одновременнос втулкой 9 перемещаются тяги 11, Тяги 11 сдвигают кожух 10,который освобождает пакерот защитной оболочки 6,При открытии пакера продольные 4 и поперечные 5 пластины прижимаются к колонне, прижимая при этом оболочку 6 1пакера. Поперечные пластины 5 в прижатом состоянии всегда образуют уголменьше или больше 90к образующейколонны стенки скважины 7, Такое положение поперечных пластин 5 обеспечивает прижатие оболочки 6 пакера к.стенке скважины 7 при разбросе размеров внутреннего диаметра обсаднойколонны. -Закрытие пакера осуществля"ется в обратном порядке, т.е. на при"вод 16 подают напряжение обратной полярности, при этом двигатель его вращается в обратном направлении, Гайка 13 совершает поступательное движение внутрь, увлекая за собой втулку 9посредством штифтов 12. В это времяпродольные пластины 4 каркаса пакераприжимаются к корпусу 1. В момент выпрямления продольных пластин 4 оболочка складывается и на нее надвигается защитный кожух 10 посредством03 НИИПИ Заказ 333 Ю Подписно пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 101618 6тяг 11 и гайки 13, соединенный с , скважин по дебиту или расходу. Из" втулкой 9 щтиФтами 12. В этом состоя- вестно, что для получения стабильнонии пакера прибор перемещают до иэ- го результата в одной точке иэмеревлечения на дневную поверхность. ний в.скважине с оболочкой иэ тканиИспользование изобретения позволит з "Болонья" необходимо выжидать 3 мин. применить практически любой пригод- В среднем в одной скважине измеряют ный для этих целей материал, напри- до МО точек притока или поглощения мер резину, ткань АЗГ, пленку из раз- жидкости. Поэтому при исследовании личных синтетических материалов. Ис- одной скважины экономится 2 ч работы пользование этих материалов в пакери бригады, которая состоит иэ начальрующих оболочках изобретения поэво- ника партии, шофера, оператора и инлит сократить время на исследование женера.