Способ испытания термостойких пакеров

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (Ш 3 д 11 Е 2 ИЗОБРЕ ИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАНН АВТОРСКОМУ 4) (57)Х ПАКЕР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(,72) В.А.Гиринский, А.П.Кудинов, В.Н.Коршунов и В.А.Машков171 Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти фСоюэтермнефть"(53) 622,245. 4 (088. 8)56) 1. Авторское свидетельство СССР В 240621, кл. Е. 21 В 33/12, 1967.2, Авторское свидетельство СССР В 439587, кл. Е 21 .В 33/12, 1971 прототип) . ОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТЕРМОСТО включающий установкупакера в имитаторе обсадной колонны, имитацию и измерение осевого усилия от веса колонны труб, регулирование температурного режима внутри ствола пакера и имитатора обсадной колонны, измерение подпакерного давления и радиальных деформаций ствола пакера, уплотнителя и имитатора обсадной ко- . лонны в месте насадки пакера, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания при имитации условий паронагнетательных скважин, произво-. дят отбор тепла с наружной поверхности имитатора обсадной колонны с одновременным измерением его осевой деформации и периодически изменяют осеа вое усилие на стволе пакера.Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть .использовано для определения надежности работы и долговечности термостойких пакеров в условиях высоких температур паронагнетательны;. скважин.Известен способ испытания термостойких пакеров, включающий установку термостойкого пакера в имитаторе обсадной колонны при имитации температуры пласта с замером и регистрацией радиальных деформаций имитатора обсадной колонны в месте посадки пакера и радиальных деформаций ствола пакера в различных сечениях 11 .Данный способ не предусматривает определения влияния осевых линейных деформаций имитатора обсадной колонны, аналогичных удлинению обсадной колонны реальной скважины, на работоспособность уплотнителя пакера.В процессе проведения закачки теплоносителя в реальной паронагнетательной скважине существуют условия, при которых температура обсадной колонны в месте установкипакера изменяется с течением времени в сторону ее роста. При этом изменяют 20 ся осевые и радиальные размеры обсадной колонны. Согласно известной технологии термостойкое внутрискважиниое оборудование в паронагнетатель 30 ной скважине устанавливается при температуре пласта, а его эксплуатация осуществляется при значительно больших температурах. В результате влия ния температуры изменяются геометрические размеры самого оборудования и обсадной колонны, что отрицательно сказывается на работоспособности пакера. 40Известен также способ испытания термостойких пакеров, включающий установку пакера в имитаторе обсадной колонны, имитацию и измерение осевого усилия от веса колонны труб, регулирование температурного режимавнутри ствола пакера и имитатора обсадной колонны, измерение подпакерного давления и радиальных деформаций ствола пакера, уплотнителя и имитатора обсадной колонны в месте посадки пакера 2 .Известный способ не предусматрива. ет систему регулируемого теплообмена, на наружной поверхности обсадной ко-,55 ,лонны, позволяющую имитировать работу обсадной колонны в реальной паронагнетательной скважине, где существуют условия постепенного увеличения ее температуры при постоянстве температуры теплоносителя эа счет существования рассеивания тепла в окружающие скважину породы.Методика проведения испытаний на стенде не предусматривает измерения 65 линейных осевых деформаций обсадной колонны и влияния изменения этих деформаций на работоспособность пакера с течением времени.Кроме того, известно, что паронагнетательные скважины оснащаются, помимо пакера, другим термостойким внутрискважинным оборудованием, таким, например, как термоквмпенсатор, служащий для компенсации удлинения колонны труб, Величина удлинения колонны труб, зависит от температуры теплоносителя. При этом корпус термокомпенсатора через соединительную трубу соединяется жестко с пакером, а шток - с колонной труб. Термокомпенсатор содержит сальниковый узел который схватывает шток и препятствует утечке теплоносителя. При этом для устранения утечки необходимо определенным усилием сжать материал набивки.При удлинении колонны труб шток Перемещается внутри сальниковой набивки неравномерно, что приводит к скачкообразному изменению осевой нагрузки, действующей на ствол пакера. Для получения достоверных данных о работоспособности пакера необходимо учитывать изменение осевой нагрузки на стволе пакера.Способ не позволяет изменять осевую составляющую, т.е. имитировать влияние рабаты внутрискважинного оборудования на работу пакера.Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытания при имитации условий паронагнетательных скважин.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу испытания термостойких пакеров, включающему установку пакера в имитаторе обсадной колонны, имитацию и измерение осевого усилия от веса колонны труб, регулирование температурного режима внутри ствола пакера и имитатора обсадной колонны, измерение подпакерного давления и радиальных деформаций ствола пакера, уплотнителя и имитатора обсадной Колонны в месте насадки пакера, производят отбор тепла с наружной поверхности. имитатора обсадной колонны с одновременным измерением его осевой деформации и периодически изменяют осевое усилие на стволе пакера.На чертеже изображен стенд для осуществления. предлагаемого способа.Стенд содержит корпус 1 с имитатором обсадной колонны 2, связанные друг с другом посредством фланцев 3, Между наружной поверхностью имитатора обсадной колонны 2 и корпусом 1 образована кольцевая камера 4,заполненйая имитатором горной породы 1 обладающей определенными теплофизическимисвойствами), слагающей продуктивный йласт. В кольцевой камере 4 установлен нагреватель 5 для имитации температурных условий пласта. Внутри имнтатора обсадной колонны 2 устанавливается термостойкий пакер б со шлип совой подвеской 7, который стволом 8 через фильтр 9 связан со штоком 10 силового гидроцилиндра 11. Надпоршневая полость 12 и подпоршневая полость 13 в силовом гидроцилиндре 11 связа . ны трубопроводами 14 и 15 с насосом 16, служащим для создания давления в силовом гидроцилиндре 11, в стволе 8 пакера б. Корпус 1 охватывается термостатирующей рубашкой 17 с обра" 15 зованием кольцевой камеры 18, связанной подводящим трубопроводом 19 с насосом 20 и отводящим трубопроводом 21 через холодильник 22 - с приемной магистралью насоса 20, На корпусе 1 стенда установлен термометр 23 для замера температуры в кольцевой камере 4. Кольцевая камера 18 разделена внутри радиальными втулками 24, через которые пропущены стержни 25, жестко связанные с имитатором обсадной колонны 2 и выходящие за пределы термостатирующей рубашки 17. Разделительные втулки 24 уплотнены относительно стенки корпуса 1 и имитатора обсадной колонны 2 и обеспечивают при этом свободную циркуляцию хладагента внутри кольцевой камеры 18 по всей ее высоте. На одном из стержней 25 закреплена мерная линейка 26, на другом - индикаторная35 стрелка 27. Для имитации теплового потока в осевом канале ствола 8 термостойкого пакера б помещен нагревательны элемент 28 с регуляторомтемпературы. 40При проведении длительных испытаний термостойкого пакера б существует вероятность срыва его с места установки в имитаторе обсадной колонны 2, 45Для безопасного ведения работ шток 10 силового гидроцилиндра 11 выходит за его пределы, а на конце штока имеется гайка 29. На крышке . силового гидроцилиндра 11 установле на втулка 30, выполненная равнопрочной со штоком 10, охватывающая его и образующая с гайкой 29 регулируе" мый зазор 31, подбираемый исходя йз возможного допустимого переМеще ния пакера б внутри имитатора обсадной колонны 2. При осуществлении способа терйостойкий пакер б устанавливается Внутри имитатора обсадной колонны 2 и соединяется стволом 8 через фильтр 9 со штоком 10 силового гидроцилиидра 11, Операцию распакеровки осуществляют путем подключения насосного агре гата к стволу 8 или напорной магист-, рали от насоса 16 .Температура термостойкого пакера б и имитатора колонны 2 в момент распакеровки поддерживается нагревателем 5 на уровне температуры пласта, существующей в скважине до подачи теплоносителя. Подачей рабочей жидкости от насоса 16 по трубопроводу 15 под поршень силового гидроцилиндра 11 на термостойкий пакер 6 воздействуют осевой нагрузкой. Величина осевой нагрузки определяется расчетным путем, исходя из давления теплоносителя под термостойким пакером б и диаметра обсадной колонны, в данном случае - диаметра имитатора обсадной колонны 2.В начальный момент осуществляют измерение радиальных деформаций имитатора обсацной колонны 2 и внутренних напряжений в уплотнителе пакера б . В осевой канал ствола 8 термостойкого пакера б подают нагревательный элемент 28 с регулятором температуры и доводят температуру до температуры теплоносителя, которйй предполагается закачивать в скважину. По термометру 23 ведут контроль за температурой на наружной поверхностиимитатора обсадной .колонны 2 с одновременным замером параметров удлинения ее по мерной линейке 26 и изменения величины внутренних напряжений в уплотнителе пакера 6. Темп ростатемпературы на имитаторе, обсадной колонны 2 определяют, исходя из опытных данныхРост температуры в единицу времени, например за сутки, составляет ориентировочно 15 фС с точкой отсчета от температуры пласта. Температуру на имитаторе обсадной колонны 2 поддерживают путем обеспечения отвода тепла от наружной поверхности корпуса 1 при обеспечении подачи хладагента насосом 20 по трубопроводу 19 в кольцевую камеру 18 с возвратом по трубопроводу 21 через холодильник 23 к приемной магистрали насоса 20. При переходе на новый температурный режим расход хладагента в кольцевую камеру 18 уменьшают, производят замер параметров осевого ли- нейного удлинения имитатора обсадной колонны 2, радиальной деформации и внутренних напряжений в уплотнителе пакера 6. Одновременно с изменением температуры на имитаторе обсадной колонны 2 увеличивают по абсолютной величине осевое усилие, действующее на ствол 8 пакера 6 со стороны поршня силового гидроцилиндра 11, путем увеличения давления в надпоршневой полости 12. Тем самым имитируют влияние на термостойкий пакер 6 внутрискважиниого оборудования, например термокомпенсатора, который устанавливается .в комплекте с ним в реальнрй паронагнетательной скважине. Изменение давления, рабочей жид кости в надпоршневой полости 12 осуществляют кратковременно с восстановлением прежнего состояния имитации осевого усилия на стволе 8 пакера 6.Процесс увеличения температуры на имитаторе обсадной колонны,2 и периодическое изменение осевого усилия на стволе 8 пакера 6 в процессе перехода на более высокую температуру ведут до достижения температуры 5 на имитаторе обсадной колонны,2, близкой или сравнимой с температурой теплоносителя, с постоянной фиксацией и,замером величины радиальных и осевых деформаций имитатора обсадной 20 колонны 2.и величины внутренних . напряжений в уплотнителе пакера 6. При проведении испытаний существует вероятность срыва пакера 6 с места его установки в имитаторе обсадной колонны 2. Пакер 6 при этом может переместиться на величину, равную вели-, чине регулируемого зазора 31 между гайкой 29 на штоке 10 и втулкой 30, установленной на крышке корпуса силового гидроцилиндра 11.По окончании процесса испытаний снимают осевое нагружение на стволе 8 пакера 6, отключают нагревательный элемент 28 в осевом канале ствола 8 пакера 6 и охлаждают стенд путем подачи хладагента от насоса 20 в кольцевую камеру 18.Наблюдение за температурным удлинением имитатора обсадной колонны 2 и изменением внутренних напряжений в уплотнителе пакера 6 позволяет судить о работоспособности пакера в условиях, максимально приближенных к условиям реальной паронагнетательной скважины./30 Тираж 564ЙНИИПИ Государствепо делам иэобрет113035, Москва, ЖПодписноеного комитета СССРений и открытий35, Раушская наб д. 4/ Заказ 170 4 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проект