Устройство для испытания пласта

фФ ОЮЗ СОВЕТСНИК ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСГ 1 УБЛИК 1 В 49/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ, СССР ТЕНИН ОПИС И АБТОРСК юл. Р 1 5.05.ЭЗ 739771/ 5. 09.89 46) 21) 22) 71) исследовательсесоюэныи н нститут неФ ский мысл овоигзики72) А.Н. Ю.А. Ду(56) Авторское свидетельство СССРИ 1105630, кл. Е 21 В 49/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСП 1 ПАНИЯ ПЛАСТА(57) Изобретение относится к горнойпромьпилен ности, к области исследования скважин, а именно к устройствамдля испытания пластов трубными пластоиспытателями. Цель изобретенияповьппение надежности работы устройства путем исключения необходимостиучета числа оборртов труб и снижениявероятности прихвата труб в скважине.Устройство содержит корпус 1 со шпицами 2, размещенный в корпусе 1 полый шток 3 с впускными отверстиями9 и шпицами 4, ответными шлицам 2,впускной клапан и механизм преобразования вращательного движения втока3 в возвратно-поступательное движе-ние клапана. Устройство снабжено насосом, которьп состоит иэ обоймы 13,трубы 18, средней части штока 3 спальцем 12, подшипниками 14, всасывающего клапана 15, утолщения 20 с нагнетательным клапаном "1, штиФтов 17и 25. Верхняя часть трубы 18 с уплотнением 22, утолщение 20 и шток 3 образуют гидродвигатель. Труба 18 относительно штока 3 постоянно отжимается пружиной 26, выполняющей функциигидроаккумулятора энергии. Иехинизм Фиксации впускного клапана выполнен в ви"164 056 де втулки 27 с Фигурным пазом 28, в который входит штифт 29, жестко связанный с трубой 18. При вращении штока 3 работает насос, вызывая перемещение грубы 18 и гильзы 10 вверх.5 Отключение насоса приводит к перемещег 1 цо трубы 18 и гильзы 10 вниз под Изобретение относится к г ор ной промышленности, к области исследования,скважин, а именно М устройствам . для испытания пластов трубными пласт оиспытат елями, оЦелью изобретения является повышение наджности работы устройства путем исключения необходимости учета числа оборотов труб и снижения вероятности прихвата труб в скважинеНа Фиг,1 представлено устройство 25 для испытания пласта, общий вид; на Фиг,2 - наклонная внутренняя расточка обоймы насосами на фиг .3 - разверт- ка поверхности втулки от механизма Фиксации, на которой выполнен Фигур" 30ный паз; на фиг.4 - редукционный кла"пан.Устройство содержит корпус 1 со шлицами 2. Внутри корпуса расположен попый шток 3 с ответными шпицами 4, Полый шток загерметизирован от внешней среды уплотнением 5. Нижняяутолщенная часть штока 3 опираетсяна упорный подшипник 6, в результатечего шток 3 может вращаться относи- отельно корпуса 1. Нижняя часть штоказаглушена и имеет два уплотнения 7 и 8,.меящу которыми расположено от"верстие 9. На штоке 3 установлена подвижно гильза 10 с отверстием 11. В средней части штока 3 радиально расположен палец 12, на который подвижно установлена обойма 13. Внутрен"няя наклонная выточка г обоймы 13, икоторой располагается палец 12 с под-. шйпником 14, показана на Фиг.2. В верхней части обоймы 13 нмеегся всасывающий клапан 15. В обойме 13 выполнен продольный паз 16, по которому скользит штифт 17, жестко связанный с гидроцилиндром (трубой) 18, охватывающим шток 3. Таким образом, обойма 13 относительно трубы 18 может совершать возвратно-поступатель.,действием пружины 26. Возвратно-поступательное движение гильзы 10 в за-,висимости от программы механизма фиксации,заложенной в конфигурации Фигурного паза 28, обеспечивает заранее заданную работу впускного клапана устройства. 4 ил,ные движения, а относительно штока3 - вращательные.В обойме 13 установлен также редукционный клапан 19 (Фиг.4), Вышеобоймы 13 на штоке 3 имеется утолщение 20, в котором установлен нагнетательный клапан 21. Труба 18 в верхнейчасти уплотнена со штоком уплотнением22. Вся полость, образованная труЬрй18 и штоком 3, заполнена маслом илидругой жидкоствю и изолирована отвнешней среды подвижным разделительным поршнем 23, В трубе 18 в верхнейчасти выполнен продольный паз 24, вкоторый вставлен жестко связанный скорпусом 1 штифт 25. Труба 18 относительно штока 3 постоянно отжимается пружиной 26, выполняющей функциигидроаккумулятора энергии. Вместопружины в качестве аккумулятора энергии могут быть в принципе использованы другие упругие элементы (воздушная камера, сжимаемая. жидкость и .пр.).На штоке 3 установлена с .возможностьювращения втулка 27, на наружной поверхности .которой выполнен фигурныйпаз 28, развертка которого показанана фиг.3. В Фигурном пазу 28 установлен с возможностью перемещения по пазу штифт 29, жестко связанный с трубой 18,Втулка 27, фигурный паз 28, штифт29 образуют механизм фиксации положения трубы 18, а вместе с ней ц.гильзы 10 относительно:штока 3 в осевом направлении. Гильза 10 и труба18 между собой связаны в. осевом направлении жестко, но могут проворачиваться относительно друг друга.Обойма 13, труба 18, средняячасть штока 3 с пальцем 12, подшипниками 14, всасывающий клапан 15,утолщение 20 с нагиетательным клапаном 21, штифтами 17 и 5 образуют насос. Верхняя часть трубы 18 с уплотнением 22, утолщение 20, шток 3 обра 5 1 у то зутог гилродвигятель. Всдсынакицттйт клапан 15, нагнетателт,ттттт"т клапан 21 и осевые каналы вутолщении 20 и обойме 13 образуют нагнетательную гидро- , магистраль, Сбрасыватощая гидромагистраль образована гарантированным зазором или капилляром, выполняющим функции дросселя между утолщением 20 и трубой 18, между обоймой 13 и трубой 18, В качестве дросселя могут быть использованы гидросопротивления и другого типа, например инерционного типа, Раэветвление сбрасывающей гидромагистрали проходит через редук ционный клапан 19, установленный в . обойме 13.Устройство работае следующим ооразом.Устройство в составе комплекта 20 испытателей пластов (пакера и других1узлов) при закрытом впускном клапане спускается в скважину на бурильных трубах. Пакер с использованием якоря или путем опоры на забой устанавлМва ется выше испытываемого пласта (на фигурах не показан) . Под действием разгрузки части веса бурильных труб .пакер сжимается и герметизирует ислытываемьтй пласт от остальной части скважины. Под действием, сжимающей нагрузки шлицы 2.и 4 устройства выходят иэ зацепления и шток 3 может проворачиваться на подшипнике б отно: сительно корпуса 1 г Для открытия впускного клапана т.е. совмещения отверстий 9 и 11) шток 3 .с помощью -бурильных труб приводят во вращение с постоянной скоростью, Верхний предел числа оборотов не ограничен. В процессе вращения штока 3 относительно корпуса 1 палец 12, перемещаясь по наклонной выточке обоймы 13, приводит обойму в возвратно-поступатель- . ное движение относительно штока 3. При этом масло насосом перекачивается по нагнетательной гидромагистрали выше утолщения 20 в результате труба 18, сжимая пружину 26, перемещается вверх, Вместе .с трубой 18 пе; ремещается гильза 10, отверстия 9 и 11 совмещаются - впускной клапаноткрьгг, как показано ня Фиг.1. При дальнейшем вращении штока 3 с прежней постоянной скоростью впускной .клапан остается открытым,После существенного. замедления или полного прекращения вращения штока 3 под действием пружины 26 труба 1 Я с ме хтле 5 т т 111111 т,тР 1 т то пттифт29 устанат,тттвет.тт в одной ттз точек,тд втудк.т 2", тфе, 3) . Сьтехтентте трубы18 вниз под детиттв:;ем ттружины проис"ходит медленно по мере перетока маслапо сбрясывяюяей гидромят истряли с установленным ня ней лрасселем,Для закрытия впускного клапанавращения штока 3 с увеличенной постоянной скоростью повторяют. Приэтом труба 18 под действием перекачиваемой жидкости перемещается вверхдо упора (штифт 29 находится в точке б, см. Фиг,3), а после остановки вращения под действием пружинымедленно за счет торможения дросселем смещается вниз, штифт 29 перец,мещается по Фигурному пазу в точкув, в результате труба 18, а вместес ней гильза 10 оказываются в. крайнем нижнем цоложении. Отверстие 11смещается ниже уплотнений 8 - впускной клапан закрыт, При необходимостиоткрывание-закрывание клапана можноловгорить многократно. Случайныепровороты устройства на 1-2 оборотавьтзваттнтте, например, в процессе спуска искривлением ствола скважины,ошибкой оператора или по другим причинам, не сказываются отрицательнона работе устройства, так как при .небольшом числе оборотов штифт 29неизбежно возвращается в исходное положение, что обеспечивает большуюнадежность по сравнению с прототипом.Ьолее того, медленное вращение, постоянное или периодическое, сколькобы оно не продолжалось, не ведет кизменению позиции впускного клапана,так как под действием. накопленнойэнергии в пружине 26 масло через сбрасывающую гидромагистряль и цроссельуспевает перетечь обратно ниже обоймы 13. Поэтому медленное постоянноеили периодическое вращение можетбыть использовано татже для снижения вероятности прихвзта труб.Использование заявляемого устройства для испытания пласта по сравнению с прототипом позволяет повыситьнадежность работы в сложных геологотехнических условиях путем исключения необходимости учета числа оборотов труб. Одновременно существенно снижается вероятность прихвататруб в скважине зя счет того, чтотрубы могут вращаться неограниченнодолго, только с большей или меньшей164 1056 г Составитель Л Т ехр ед М. 1 идьп Симецка едактор Т. Юрчикова орректор И,Эрдейи Заказ 197 ВНИИПИ Го Гирямиго комитет5, Москва,Подписное ениям и открытиям кая наб., д. 4/5-35 роизводственно-иэлательский комбинат Патент", г, Ужг ул. Гагарина, 1 О скоростью, с остановками или беэ ос - танонок в любой момент межДу операциями открывания и закрывания клапана, которые осуществляются при5 большей скорости вращения. Формула из обр ет енияУстройство для испытания пласта, содержащее корпус со шпицами, размещенные в нем полый шток с впускными отверстиями и шпицами, ответными шпицам корпуса, впускной клапан, установленный на штоке, выходной элемент и механизм преобразования вращательного движения штока н возвратно-поступательное движение выходного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности в работе путем исключения необхолимости. учета числа оборотов труб и снижения вероятности прихвата труб в скважине,оно снабжено подпружиненным сверхугндропнлиндром и механизмом фиксащтивнус к ног о клап а на, причем гидроиилиндр размещен между штоком и корпу.сом, а выходной элемент механизма преобразования вращательного движенияштока расположен внутри гидроцилиндра, выполнен в виде поршневого насоса с .всасывающим и нагнетательнымклапанами и сбрасывающей гидромагистралью с дросселем и установлен с возможностью периодической перекачки жидкости из нижней частй гидроцилиилрав его верхнюю часть, при этом гидро"цилиндр связан с впускным клапаном ис механизмом его фиксации, которыйвыполнен в виде фигурного паза. на наружной поверхности нижней части штока и штифта, жестко связанного сгйдроцнлинлром и размещенного в фигурном пазу,