Испытатель пластов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 981602(22) Заявлено 130,381 (21) 3259805/22-03с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 151282, Бюллетень Мо 46Дата опубликования описания 15.128 1)М Кп з Е 21 В 49/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторизобретения М,М. Нагуманов Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофиэических исследованийгеологоразведочных скважин(54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ Изобретение относится к оборудованию для испытания нефтяных и газо.вых скважин трубными испытательнымиинструментами,Известен испытатель пластов многоцикловый, включающий корпус, штокгидрокамеру, впускные и уравнительные клапаны. для контроля открытияи закрытия впускного и уравнительного клапанов под этим устройствомустанавливают раздвижной механизм 11Однако применение раздвижногомеханизма не устраняет зависимостьосевой сжимающей нагрузки на пакерот гидростатического давления впроцессе восстановления пластовогодавления,Известен также испытатель пластов,содержащий корпус,. телескопическисвязанный с ним шток с поршнем,гидрокамеру с реле времени, впускнойклапан, золотник и пакер 1 2,В процессе восстановления давления механическая нагрузка с пакераполностью снимается путем перемеще"ния труб вверх и герметичность пакеровки обеспечивается только гидравлической нагрузкой, действующейза счет перепада давления междугидростатическим и давлением в подпакерном пространстве, В этом спу"чае качественное испытание возможно,когда осевая сжимающая нагрузка напакер не менее 8-9 т. При уменьшении гидравлической нагрузки в процессе восстановления давления докритической величины происходит самораспакеровка скважины, вследствиечего операция по испытанию скважиныбудет неудачной, В случае проведенияработ в скважинах, заполненных глинистым раствором удельного весадо 1,2 и ниже (например водой) принезначительных и средних глубинах 15 испытания (1000-2000 м), осеваясжимающая нагрузка на пакер в процессе восстановления давления недостаточна для герметизации скважины, Аналогичное явление имеет местотакже при испытании на больших глубинах, когда величина пластовогодавления близка к значению гидростатического давления в скважине, Поэтому применение этих устройств 25 по вышеуказанным причинам ограничено. Целью иэобретения является повышение эффективности многоциклового испытания эа счет улучшения герме 981602тичностн пакеровки в процессе восстановления давления.Поставленная цель достигаетсятем, что испытатель пластов, содержащий корпус, телескопически связанный с ним шток с поршнем, гидрокамеру с реле времени, впускной клапан, золотник и пакер, снабжен установленным с воэможностью взаимодействия с золотником разделительнымплунжером, полость над которым свяэана с гидравлической камерой релевремени, а золотник подпружинен относительно корпуса, причем площадьпоперечного сечения плунжера меньшеплощади поперечного сечения поршня,На Фиг.1 показан испытательпластов в скважине при закрытомположении в процессе спуско-подъемных опеРаций, продольный разрез; наФиг2 - обратный клапан испытателяпластов, продольный разрез.Испытатель пластов состоит иэверхнего 1 и нижнего 2 корпусов.Внутри верхнего корпуса 1 размещеншток 3 с поршнем 4, Между верхнимкорпусом Е, поршнем 4 и штоком 3 об"разованы герметичные камеры 5 и 6,заполненные жидкостью и сообщенныемежду собой каналом А.К нижнему концу верхнего корпуса1 устанавливается втулка 7, в которой сверху ввернут на определеннуювеличину поршень 8 реле времени,имеющий снаружи винтовые каналы Бмалого сечения, выполняющие функциюреле времени испытателя пластов, 35Клапан 9 с пружиной 10 обеспечиваютбыстрый переток жидкости из нижнейчасти поршня 8 в камеры 6 и 5 присоздании растягивающей нагрузки наиспытатель пластов. Внутри втулки 7 40предусмотрен разделительный плунжер11, который вместе с золотником 12прижат пружиной 13 вверх под определенным усилием, Верхний конецплунжера 11 сообщен. через канал 45малого сечения Б с герметичными жидкостными камерами. Нижний конец золотника 12 через камеру 14 и каналВ сообщается с затрубным пространством. Плунжер 21 и золотник 12 имеютодинаковый диаметр Д. Диаметр плунжера Д выполнен меньшим, чем диаметр поршня Д. Пружина 13 отрегулирована так, что перемещение штока3 с поршнем 4, а также перемещениеразделительного плунжера 11, золотника 12 вниз до упора и сообщениевпускных каналов Г, Д и Е происходит после создания на испытательпластов определенной сжимающей нагрузки, величина которой больше величины сжимающей нагрузки на пакер,создаваемой для герметизации стволаскважины,К нижнему концу испытателя пластов .присоединяется пакерный узел 15 65 состоящий из корпуса 16 с уравнительными каналами Х, поршня 17 с каналом 3. Между корпусом 16 и штоком18 предусмотрен резиновый элемент19, Ниже пакерного узла устанавливают фильтр,Перед спуском испытательное оборудование присоединяют к нижнемуконцу колонны труб 20,Испытатель пластов работает следующим образом,После установки испытателя в интервале исследования на колоннутруб создают сжимающую нагрузку, заведомо несколько большую, чем длясжатия резинового элемента 19 пакерного узла и пружины 13 испытателя,При этом в процессе пакеровки скважины поршень 17, перемещаясь вниз,входит по внутрь штока 18 и изОлирует испытуемую зону от гидростатического столба выше пакерного узла,Шток 3 с поршнем 4 медленно начинаютперемещаться вниз. Под действиемизбыточного давления часть жидкостииз камер 5 и 6 через канал Б поршняреле времени перетекает в полость,образованную между втулкой 7 и разделительным плунжером 12. Плунжер11 и золотник 12 перемещаются вниз,сжимая пружину 13 до упора, и происходит сообщение каналов Е, Д с Г,Пластовый Флюид через шток пакера,канал 3 поршня 17, каналы Г, Д и Епоступает внутрь колонны труб 20.Для осуществления закрытого периода испытания осевую нагрузку наколонну труб уменьшают, оставляячасть сжимающей нагрузки, необходимой для герметичной пакеровкискважины, Давление в камерах 5 и 6уменьшается до определенной величины,В результате под действием усилияпружины 13 золотник 12 с разделительным плунжером 11 перемещаютсявверх и происходит открытие клапана9, Тормозная жидкость иэ полостимежду втулкой 7 и разделительнымплунжером 11 через клапан 9 и каналыИ, К перетекает обратно в камеры 6и 5, Шток 3 совместно с поршнем 4устанавливаются и исходное положение, происходит разобщение каналовЕ, Д с Г, Но при этом поршень 17находится внутри штока 18 пакера ираспакеровка скважины не происходит,С этого момента начинается процессвосстановления давления в призабойной зоне, После истечения периодавосстановления давления на колоннутруб создают растягивающую нагрузку.В результате испытатель пластов совместно с корпусом 16 и поршнем 17перемещаются вверх относительно штока 18 .пакера, Осуществляется: сообщение затрубного пространства вышепакера с подпакерной зоной черезканалы Ж. Происходит выравнивание давления над и под пакером и распаковка скважины, как показано на фиг.1.Для исследования другого интервала или повторного исследования этого же интервала повторяют те же технологические приемы,Когда необходимо иэ пласта отобрать герметизированную пробу, испытатель пластов устанавливают в двух местах, над и под пробоотборной трубой. В качестве пробоотборника можно испольэовать обычные серийно выпускаемые бурильные или насоснокомпрессорные трубы, Причем в испытателе, размещенном выше пробоотборной трубы, в месте заглушки 21 устанавливают седло 22 с обратным клапаном 23 и пружиной 24, При таком исполнении подпружиненный клапан 23 через канал Д обеспечивает заполнение пробоотборной трубы предварительно залитой жидкостью иэ труб 20 и предотвращает снятие пробоот" борных труб при работе на больших глубинах. В процессе подъема инстру мента с большим внутренним давлением золотник 12 испытателя, размещенного ниже пробоотборника, передвигаясь вниз, стравливает иэ пробоотборных труб избыточное давление до безопасной величины, тем самым выполняет функцию редукционного клапана.Целесообразность выполнения разделительного плунжера 11 с меньшей площадью, чем площадь поршня 4,вытекает из конструктивных соображений с учетом диаметра скважины и воэможности выполнения данной конструк" ции, Именно при таком конструктивном исполнении совместно со ступенчато выполненными жидкостными камерами появляется возможность с помощью небольшой пружины, вписываемой в ограниченные размеры испытателя, уп" равлять открытием и закрытием впускного клапана и создавать необходимую осевую нагрузку на пакер в процессе восстановления давления путем осевых перемещений колонны труб.На скалько площадь поршня большеплощади плунжера зависит от диаметра разрабатываемого испытателя. При разработке малогабаритного испытате" 10 ля это соотношение уменьшается, нодля создания оптимальной конструкции площадь поршня всегда должна быть больше площади плунжера.Формула изобретенияИспытатель пластов, содержащийкорпус, телескопически связанный с2 О ним шток с поршнем, гидравлическуюкамеру с реле времени, впускнойклапан, золотник и пакер, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности многоцикло 25 вого испытания за счет улучшениягерметичности пакеровки в процессевосстановления давления, испытательпластов снабжен установленным с возможностью взаимодействия с эолотниЗо ком разделительным плунжером, полость над которым связана с гидравлической камерой реле времени, азолотник подпружинен относительнокорпуса, причем площадь поперечногосечения плунжера меньше площадипоперечного сечения поршня.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сухоносов Г,Д. Испытание не"обсаженных скважин. М., Недра,40 1976, с. 70,2, Авторское свидетельство СССР9 569702, кл. Е 21 В 49/00, 19759 В 1602 б 1 Р У 8 О 11 гг Составитель И. КепТехред Т.Маточка орректорО,Билак дакто е каз 9664/49 Подписнотета СССРкрытийаб., д. аж 623 Патентф, г. Ужгород, Ул. Проект Филиа ВНИИПИ ГосударственнОго коми по делам изобретений и от113035 р Москва, Ж, Раушская н 4/5