Устройство для испытания пластов

О П И С А Н И Е 11117942 БИЗОБРЕТЕНИЯ Союа Советских Социалистических Республик) Приорите СССР по делам изобретеии и открытий(45) Дата опублико 2) Авторы изобретен ф, И, Тетерин, Г. Д. Сухоносов и Б. А. Блейх Волгоградский государственный научно-исследовательски и проектный институт нефтяной промышленности(54) УСТРОЙ СТ стигается тем, что Изобретение относится к оборудованию для исследования пластов и может быть использовано в комплекте испытательного инструмента, применяемого в бур ящихся скважинах. Устройство служит для регулирования доступа жидкости и газа из пласта в бурильные трубы с целью записи кривых притока и восстановления давления, что позволяет получить количественную оценку пласта.Известно устройство для испытания пласта, позволяющее записать кривые притока и восстановления давления, содержащее связанный с бурильными трубами запорный .клапан, а также выпускной и уравнительный клапаны с пакером 1.Недостатком конструкции является то, что она позволяет без подъема бурильной колонны провести лишь один цикл испытания пласта, т, е. записать глубинными манометрами одну кривую притока и восстановления давления. Но чтобы получить качественную характеристику пласта необхо,димо снять несколько кривых, что можно достигнуть лишь при многократном подъеме - опускании бурильной колонны, что значительно удлиняет и удорожает процесс испытания.Известно также устройство для испытаяия пластов, содержащее корпус, выполненный из двух частей, верхней, связанной сколонной труб и выполненной с каналами ихвостовиками, и нижней, выполненной соштоком, установленным в хвостовике, порш 5 невой запорный клапан, установленный вверхней части корпуса и образующий с нимкамеру, связанную с затрубным пространством, и уравнительный клапан 2.Испытание этим устройством позволяет10 снять лишь одну - начальную кривую восстановления давления; для получения второй необходимо осевое перемещение инструмента вверх, которое может привести коткрытию уравнительного клапана, т, е. к15 распакеровке инструмента из-за отсутствияфиксации инструмента, расположенного ниже запорного клапана,При работе с этим устройством отсутствует возможность управления процессом с20 устьем скважины, что особенно необходимопри исследовании высокодебитных пластов.Все это снижает надежность устройства,которое не позволяет обеспечить многоцикличную работу без подъема бурильной ко 25 лонны, что увеличивает и удорожает процесс испытания.Целью изобретения является повышениенадежности работы и сокращение временииспытаний.00 Поставленная цель допоршень выполнен полым с кольцевой проточкой и подпружинен относительно корпуса, а диаметры штока и приемного клапанасвязаны отношением,- = 0,5 - 0,9,.кгде Рш - диаметр штока, мм;Вк - диаметр корпуса, мм.,На чертеже показано устройство для испытания пластов.Устройство содержит клапаны - запорный 1, приемный 2. Корпус выполнен из двух частей - верхней 3 с хвостовиком 4 и нижней 5, причем в верхней части 3 расположен поршень 6 опорного клапана, который поджат пружиной 7 к хвостовику 4 и имеет кольцевую проточку, образующую с внутренней поверхностью корпуса полость А, связанную через радиальный канал 8 с затрубным пространством. Кроме того, в верхней части 3 корпуса выполнен осевой канал 9, служащий для сообщения внутри- трубного пространства над и под клапаном, а поршень 6 запорного клапана снабжен переточными окнами 10. В нижней части 5, неподвижно соединенной со штоком 11 приемного клапана 2, размещен шток 12, диаметр Ф, которого меньше диаметра Ф приемного клапана, Хвостовик 4, которым оканчивается верхняя часть 3, входит в полость Б, образованную штоком 12 и внутренней поверхностью нижней части 5, причем высота полости Б принимается равной расстоянию между верхней 3 и нижней 5 частями.Поршень 6 и шток 1 герметизированы уплотнительными элементами 13 и 14. Устройство содержит также уравнительный клапан 15, реле времени 16, пакер 17 и фильтр 18,Работает устройство следующим образом.При спуске устройства, скомпонованного на бурильных трубах, в скважину запорный 1 и приемный 2 клапаны закрыты, а клапан 15 открыт,Затрубное пространство заполнено глинистым раствором, и в процессе спуска переток жидкости из подпакерной в надпакерную зону происходит через щели фильтра 18, канал штока пакера 17, кольцевые зазоры между штоком 11 и корпусом 19 приемного клапана и далее через отверстия 15 уравнительного клапана в затрубное пространство. Верхняя 3 и нижняя 5 части корпуса находятся в растянутом положении. Так как клапан 1 закрыт, то это означает, что поршень 6 находится в крайнем нижнем положении и упирается в торец хвостовика 4 под действием усилия пружины 7 и разности давлений глинистого раствора - затрубного, передаваемого по каналу 8 в полость А, и внутритрубного, передаваемого на торцы поршня 6. При этом канал 8 перекрыт поршнем 6 и герметизи 10 15 20 25 30 35 40 4 д50 00 05 рован элементами 13, что предотвращает сообщение внутритрубного пространства над и под клапаном 1,При достижении инструментом забоя приступают к испытаниям, в данном случае - к вызову притока и снятию кривых восстановления давления.Для вызова притока необходимо открыть запорный 1 и приемный 2 клапаны и закрыть уравнительный клапан. Для этого производят механическое нагружение инструмента массой бурильных труб, что приводит к перемещению верхней части 3 относительно нижней части 5 за счет перемещения хвостовика 4 в полости Б по штоку 12, герметизированному элементом 14.На определенной глубине опускания хвостовика в полости Б торец поршня 6 достигнет торца штока 12 и при дальнейшем приложении нагрузки их взаимодействие приведет к преодолению усилия поджатия к хвостовику 4 поршня 6 и его перемещению вверх, на величину, равную величине дальнейшего опускания хвостовика 4 в полости Б. Произойдет открытие запорного клапана и, тем самым, сообщение внутри- трубного пространства над и под клапаном через переточные окна 8 и канал 9, После этого производится пакеровка дальнейшей передачей нагрузки инструментом через шток 11, реле и масляную камеру 16 и корпус 19 на резиновый элемент пакера 17.При этом резиновый элемент, деформируясь, прилегает к стенке скважины, изолирует влияние жидкости в скважине над пакером на пласт, находящийся под пакером, и шток 11 перемещается относительно корпуса 19. Через заданное время, например, 3 - 5 минут, открывается приемный клапан 2, перемещаясь в крайнее нижнее положение, что позволяет сообщить подпакерное и внутритрубное пространство и приложить депрессию к испытуемому пласту. При таком положении клапанов пластовый флюид поступает во внутритрубное пространство. Глубинный манометр производит при этом запись кривой притока.Для записи кривой восстановления давления необходимо, чтобы запорный 1 и уравнительный клапаны были закрыты, а клапан 2 открыт. Для этого верхнюю часть 3 корпуса 1 перемещают вверх натяжением инструмента до перекрытия поршнем 4 канала 9.В условиях отсутствия отрицательных технологических факторов, например, деформации, зависания инструмента и т. д. было бы достаточно натянуть инструмент на величину хода поршня.Однако такие условия почти ни в одной скважине не встречаются, для гарантированного закрытия клапана 1 необходима большая вытяжка инструмента, находящегося непосредственно над клапаном 1, что возможно за счет телескопического соединения частей 3 и 5. При этбм, происходит перемещение верхней части 3 вверх, а вместе с ней и хвостовика 4, который движется в полости Б по штоку 12. Перемещение верхней части 3 приводит к выходу из контакта торцевых поверхностей штока 12 и поршня 6, в результате чего поршень 6 под действием усилия пружины 7 и разности давлений, передаваемый в полость А по каналу 8 и действующей на торцы поршня 10 6, перемещается вниз. Таким образом, происходит закрытие клапана 1. Клапан 2, несмотря на вытяжение инструмента, остается открытым в период перемещения верхней 3 относительно нижней 5 части корпу са, Этому способствует наличие телескопического хода частей 3 и 5 корпуса, а также усилие, возникающее от действия затрубного надпакерного давления по разности кольцевых торцевых площадей 5, и 52 нижней 20 части 5 устройства и корпуса 19, приемного клапана. При этом соотношение диаметров Ф, и Ф штоков 12 и 11 принято 0,5 - 0,9.Соотношение диаметров меньше величи ны 0,5 ограничено минимальным диаметром проходного канала штока 12. Соотношение диаметров больше величины 0,9 ограничено возможностью возникновения усилия, превосходящего усилие от действия затрубного З 0 давления по упомянутым площадям и способного вызвать перемещение нижней части 5 корпуса вверх и, как следствие, закрытие приемного 2 и открытие уравнительного клапанов. 35При этом произойдет распакеровка испытательного инструмента и поэтому невозможно будет записать кривую восстановления давления.Таким образом, при открытом приемном 40 и закрытом запорным клапанах идет восстановление забойного давления, запись кривой которого ведется глубинным манометром, Цикл завершен,Однако для получения качественной характеристики пласта необходимо многократное снятие кривых притока и восстановления давления, т. е. многоцикловые испытания, Причем для ускорения процесса важно чтобы испытания велись без подъема бурильной колонны.Эти условия обеспечиваются конструктивными особенностями предлагаемого устройства и для повторения цикла необходимо повторить действия, характеризующие его работу,Формула изобретенияУстройство для испытания пластов, содержащее корпус, выполненный из двух частей, верхней, связанной с колонной труб и выполненной с каналами и хвостовиком, и нижней, выполненной со штоком, установленным в хвостовике, поршневой запорный клапан, установленный в верхней части корпуса и образующий с ним камеру, связанную с затрубным пространством, и уравнительный клапан, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и сокращения времени испытания, поршень выполнен полым с кольцевой проточкой и подпружинен относительно корпуса, а диаметры штока и приемного клапана связаны отношениемО= 0,5 в : 0,9,кгде Вш - диаметр штока, мм;О,. - диаметр корпуса, мм,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Временная конструкция по сборке и эксплуатации Комплект испытательных инструментов НИИ-146, 1967, с. 28 - 31.2. Авторское свидетельство СССР Мо 163985, кл. Е 21 В 49/00, 4.06.62.7942 И 7 У Составитель Б. Блейк Редактор В. Большакова Техред А. Камышникова Корректор В. НамЗаказ 46/10 Изд.158 Тираж 634 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ипограбия, пр. Сапун