Устройство для регулирования межпакерного давления

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ТООМ ИДЕТЕЛЬСТ 61) Дополнительное к авт. свиа-ву 22) Заявлено 17.12. 80 (21) 3221513/22-0 Кл,31 В 33/12 исоелинением за удероианэй конитет СССР(23)Приорнте оо делан изобретен и открытий публнковано 30.06,82, Бюл етень М 2 3) УДК 622,24(72) Авторы изобретени гтейн и ф М.Мяснян кий аучно-исследователшленностии енны лгоградскии госу и проектный ин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАН МЕИПАКЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ о которог 1Изобретение относится к нефтега"эодобывающей промышленности, аименно к устройствам для регулирования межпакерного давления,Известно устройство для регулирования межпакерного давления, содержащее переводники с радиальными каналами, установленные между пакерами, дифференциальный поршень и разделительную трубку 1 1.Основным недостатком устройства1 оявляется его низкая надежность вследствие гидравлической неуравновешенности диФФеренциального поршня в про"цессе спуска и наличия полости с15атмосферным давлением,Известно также устройство для регулирования межпакерного давления,спускаемое на колонне труб, содержащее корпус с продольными и радиальными каналами, трубку, установленные между пакерами и связанные патрубками верхний переводник с хвостовиком и нижний переводник с втулкой,полый дифференциальный поршень, надпоршневое пространств о связано трубкой с эатрубным пространством над верхним пакером, а подпоршневое - с эатрубным пространством между пакерами21.Основным недостатком известного устройства является то, что для равномерного распределения перепада давления на оба пакера расстояние между ними не может превышать определенного значения. В противном случае распределение перепада будет неравномерным и эта неравномерность будет тем больше, чем больше расстояние между пакерами. При этом перепад давления на нижнем пакере всегда больше, чем на верхнем, вследствие недостаточного объема полости освобождаемой при перемешивании дифференциального поршня. Увеличение этого объема конструктивно нерационально из-за увеличения габари 1 ов и веса устройства.3 93В практике испытания скважинвстречаются случаи, когда пакеры немогут быть установлены на малом расстоянии по причине кавериозностиотвала в интервале установки пакеров и возникает необходимость установки пакеров на большем расстоянии,Целью изобретения является обеспечение равномерного распределенияперепада давления между пакерами независимо от расстояния между ними,предотвращение перетока мидкостииз скважины во внутритрубное пространство при негерметичности верхне",го пакера, обеспечение выравниваниядавления в межпакерном и внутритрубном пространствах скважины,Поставленная цель достигаетсятем, что во втулке выполнен радиальный канал, сообщающий межпакерноепространство через подпоршневуюполость с внутритрубным пространством при крайнем верхнем положениипоршня.В патрубке над поршнем установленподпружиненный стопор.Поршень снабжен радиальным каналом, перекрытым золотниковой втулкой,На фиг.1 изображено устройстводля регулирования межпакерного давления при разобщении кольцевого про",странства скважины двумя пакерами;на фиг.2 .- стопорное устройствопатрубка; на фиг3 - нижняя частькольцевого поршня с золотниковойвтулкой.Устройство состоит из навернутогона остов верхнего пакера 1 корпуса2, снабженного радиальным с ипродольным О каналами. С корпусомподвижно соединена трубка 3, проходящая через канал с верхнего пакера и неподвижно соединенная с переводником 4, имеющим также продольныйи радиальный д каналы и снабженным хвостовиком 5, К переводнику4 неподвижно присоединен патрубок 6,снабменный втулкой 7 и подпружиненным стопором 8, Внутри патрубка 6размещен кольцевой диФФеренциальныйпоршень 9, внутри которого находитсяпружина 10 сжатия. В нижней частипоршня выполнен радиальный канал Ри размещена эолотниковая втулка 11,перекрывающая его под действиемпружины 1 О, В патрубке 6 и в 1 улке 7имеются радиальные отверстия Ж и , 9725причем отверстиепостоянно сообщает межпакерное пространст во с подпоршневой полостью, а отверстие ук сообщает подпоршневую полость с внутренним каналом втулки при крайнем верхнем положении поршня. Патрубок 6 неподвижно присоединен к остову нижнего пакера 12.Поршень 9 посредством уплотненийделит внутреннее пространст во устройства на три полости - О.,н,л, давление в которых в определенный период работы будет различным. Одна из полостей - и,( надпоршневая) сообщается через радиальные каналы переводника 4 корпуса 2 и трубку 3 с пространством над верхним пакером. Вторая полость - Л(подпоршневая) сообщаетсяя через отверстие 3 с межпакерным пространством, а третья -н.- через зазор между хвостовиком 5 и втулкой 7 - с проточными каналами узловпластоиспытателя и с подкаперным пространством, Герметизация кольцевогопространства сквамины осуществляетсяпосредством уплотнительных резиновыхэлементов пакеров 1 и 12, а полостейч,устроиства - уплотнительными кольЭО 35 45 50 55 цамиУстройство работает следующим образом.При спуске в скважину давление вовсех полостях устройства одинаковои равно давлению в скважине, поршень9 гидравлически уравновешен и остается в нижнем положении, благодаря усилию пружины 10, Внутри устройства переток раствора, вытесняемого из скважины, происходит по проточным каналам втулки 7, переводника 4, пакера 1 и корпуса 2, По окончании спуска , пластоиспытателя с устройством осуществляют пакеровку посредством передачи части веса вышерасположенногобурильного инструмента через компоновку пластоиспытателя на забой, При этом резиновые элементы пакеров 1 и 12 деформируются и перекрывают кольцевой зазор между стенкой скважины и основами пакеров, трубка 3 скользит в уплотнении корпуса 2. Под действием передаваемой нагрузки впускной клапан пластоиспытателя и давление в проточных каналах понимается до значения, определяемого высотой заполнения труб, При этом уравновешенность поршня 9 нарушается, таккак соотношение поперечных сеченийполостей устройства, на которые дейст вуют давления, создает условия равновесия поршня.Поскольку давления над верхним пакером и под нижним пакером действуют на поршень сверху, то при уменьшении давления устройства и полости К поршень под действием давления в межнапорном устройстве перемещается вверх. При этом раствор из надпоршневой полости через каналы и 10 трубку 3 вытесняетгя в пространстве над верхним пакером; а объем падпоршневой полости Л увеличивается за счет перемещения поршня, Тогда суммарный объем межпакерного простран ства и полости Л также увеличивает" ся и давление в нем снижается за счет малой упругости жидкости, Перемещение поршня происходит до восстановления равновесия поршня. Под-20 пружиненный стопор 8 эа счет разности давлений в полости и межпакерном пространстве утапливается, давая возможность поршню перемещаться на полный рабочий ход. При боль шом значении межпакерного объема ограниченный объем подпоршневой полости А не обеспечивает снижения 50 давления в межпакерном пространстве до требуемого значения. Для осуществ- з 0 ления такого снижения при крайнем верхнем положении поршня открывается отверстие мс. во втулке 7 и жидкость из межпакерного пространства перетекает через него в проточный канал, где давление равно давлению под нижним пакером, За счет перето" ка жидкости давление в межпакерном пространстве снижается до значения, при котором неуравновешенность поршня 9 изменяется на противоположную и он перемещается вниз, закрывая отверстие юс . Давление в межпакерном пространстве повышается до значения, при котором поршень находится в равновесии. Если верхний пакер окажется негерметичным, давления в полостии межпакерном пространстве будут равными и стопор будет прелятствовать перемещению поршня в крайне верхнее положение. Тогда отверстие ус остается закрытым и перетока жидкости через него не происходит, При достаточной устойчивости нижне" го пакера испытание пласта происхо 55 дит как с одним пакером.Выравнивание давления в межпакерном пространс 1 ве после окончания испытания происходит эа счет обратного перемещения поршня в нижнее положение. Если при возврате поршня в нижнее положение, давление в межпакерном пространстве не выравняется с давлением в скважине, разность давлений будет действовать на неуравновешенную плошадь золотниковой втулки 11 и, преодолевая усилие пружины 10, переместит ее вверх. При этом открывается отверстие 6 в стенке поршня 9, через которое давление выравнивается.формула изобретения1. Устройство для регулированиямежпакерного давления, спускаемоена колонне труб, содержащее корпусс продольным и радиальным каналами,трубку, установленные между пакерами исвязанные между собой переводник с хвостовиком и патрубок с втулкой, полыйдифференциальный поршень, надпоршневая полость которого связана трубкой с затрубным пространством надверхним пакером, а подпоршневая - сзатрубным пространством между пакерами, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью обеспечения равномерного распределения перепада давлениямежду пакерами независимо от расстояния между ними, во втулке выполненрадиальный канал, сообщающий межпакерное пространство через подпоршневую полость с внутритрубным пространством при крайнем верхнем положении поршня.2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюпредотвращения перетока жидкости изскважины во внутритрубное пространство при негерметичности верхнего пакера, в патрубке над поршнем установлен подпружиненный стопор.3. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюобеспечения выравнивания давленияв межпакерном и внутритрубном пространствах скважины перед подъемомустройства, поршень снабжен радиальным каналом, перекрытым золотниковойвтулкой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 424964, кл. Е 21 В 33/12, 1971,2. Информационный листокВНИИОЭНГ Г 45-76. Сер.08-12,1976.939725 дФ Риг,Г19 Тираж 623 Подписное игд ИИПИ Зака Филиал ППП "Патент",город, ул. Проектная, 4