Испытатель пластов

(51)4 Е 49 0 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВУ(71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР У 920202, кл. Е 21 В 49/00, 1980. (54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ(57) Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить наденость испытателя в работе за счет обеспечения возможности полученйя сигнала о закрытии приемного клапана и предупреждения преждевременного открытия уравнительного клапана (УК) .при бурении глубоких, искривленных скважин. Испытатель включает корпус в виде патрубков (П) ,2,3, пере- водники 4,5, кожух 7, приемный клапан 22. Внутри корпуса расположен полый шток 11 с втулкой (В) 19 в нижней части, которые вместе с цанговым захватом 20 и уплотнительным элементом 21 образуют УК. В верхней части П 1 расположена В 25, а в нижней В 27 с хвостовиком. Полости П 1,2 заполнены тормозной жидкостью. Шток 11 резделен промежуточной В 30 на две части. На В 30 закреплены уплотнительные элементы 31 и кольцо 32 между ними с радиальными отверстиями Р, После спуска бурильных труб п промывки скважины создают сжимающую нагрузку, смещающую шток 11 вниз. Торм 11 в к В задерживает ш19 опускаютсяО, клапаном 2з. Трубное искважины разодепрессии наолость бурильан устьевой г ная жидкость времени, а В шток 11 с В 3 емещаются вни пространстваПри снятии поступает в п тоК цевощаютфлюид ной тр ки Закрываютосуществляютия. 3 ил. акрытый период и г б г ф 7 ЮИзобретение относится к горной промьппленности, в частности к техническим средствам для испытания скважин в процессе бурения, в том числе глубоких скважин, разрез которых представлен горизонтами с аномально высокими пластовыми давлениями, и является усовершенствованием известного изобретения по авт. св. У 920202.Цель изобретения - повышение надежности работы испытателя пластов эа счет обеспечения возможности получения сигнала о закрытии приемного клапана и предупреждении преждевре менного открытия уравнительного клапана при бурении глубоких, наклоннонаправлецных или искривленных скважин.На фиг.1 представлен испытатель 20 пластов, положение при спуско-подъемных операциях и во время циркуляции жидкости через него, общий вид; на фиг.2 - средняя и нижняя его части, положение при открытом периоде испы тания и при закачке рабочего агента, например (ПАВ), в межпакерную зону; на фиг,3 - то же, положение при закрытом периоде испытания.Испытатель пластов состоит из кор пуса, включающего патрубки 1-3, пере- водников 4 и 5, шестигранного штока б, кожуха 7, перенодника 8, полого штока 9 и цангового захвата 1 О, Внутри корпуса расположен полый шток 11, жестко снязанный с переводником 12, на котором винтами 3 фиксируется патрубок 14, находящийся в шестигранном телескопическом соединении с патрубком 1, В средней части штока 11 40 ныполцен кольцевой выступ А, в нижней - выступ Б. В камере, образованной патрубкамии 2, находится реле времени, состоящее из поршня 15, колец 16 и 17 и скобы 18, фиксирующей поршень 15 на штоке 11. Внутри поршня 15 выполнены каналы гидравлического сопротивления В с установленными в них стержнями, на нижней части штока 11 расположены втулка 9, цанговый захват 20 и уплотнительный элемент 21, образующие вместе с отверстием 1, выполненном в патрубке 3, уравнительный клапан испытателя пластов. Указанные детали клапана ограни 55 чены от перемещения вниз относительно штока 11 деталями приемного клапана, жестко связанными с штоком 1 и включающими клапан 22 с отверстием Л, гайку 23 и уплотнительной элемент 24.В верхней части патрубка 1 расположена втулка 25, ограничивающая перемещение разделительного поршня 2 Ь, н нижней его части выполнены радиальные отверстия Е. В нижней части патрубка 2 расположена втулка 27. Внутренняя полость патрубков 1 и 2 через отверстия, перекрьваемые пробками 28 и 29, заполняется тормозной жидкостью. В патрубке 3 выполнен кольцевой выступ Ж. В переноднике 4 выполнены кольценые выступы И, К, кольцевая канавка М, соединенная каналом Н с полостью оборудования, .расположенного ниже выступа К.Переводник 5 жестко связан с переводником 4 и шестигранным штоком б, телескопически соединенном с кожухом 7, Нижняя часть кожуха 7 жестко соединена с перенодником 8, который жестко связан с полым штоком 9, находящимся в телескопическом соединении со штоком б, на котором расположен цанговый захват 10. В кожухе 7 выполнены кольцевая проточка О и выступ А.Полый шток 11 разделен на две части промежуточной втулкой 30 с выполненными ца ней радиальными отверстиями П, содержит герметизирующие уплотнительные элементы 31, которые размещены и зафиксированы на внешней поверхности промежуточной втулки 30, отделенными друг от друга металлическим кольцом 32 с радиальными отнерстиями Р, совпадающими с отверстиями П промежуточной втулки 30. Втулка 27, жестко связанная с корпусным патрубком 2,содержит хвостовую часть, на которой выполнены радиальные отверстия С. Отнерстия П, Р, полого штока 11 и С втулки 27 выполнены с воэможностью их разобщения н исходном положении при спуске испытателя пластов в скважину и в крайнем нижнем положении, соответствующем открытому периоду испытания, Названные отверстия сообщены н промежуточном положении при закрытом периоде испы-тания.Испытатель работает следующим образом.В процессе спуска н скважину бурильные трубы заполняются промывочной жидкостью через каналы Г патрубка 3 и каналы Д приемного клапана 22,Через каналы Д и Г производится технологическая промывка скважины (прямая циркуляция) перед началом испытания, что позволяет привести параметры промывочной жидкости в норму5 и исключить возможные осложнения при испытании. По окончании спуска и технологической промывки промывочная жидкость, заполняющая трубы, замещается водой (полностью или частично) путем прямой циркуляции для создания расчетной депрессии на пластЗатем производится упор якорного устройства в стену или забой скважины и создается сжимающая нагрузка для пакеровки. Под действием этой нагрузки переводник 12 вместе со штоком 1 смещается вниз до упора кольцевого выступа А штока 11 в поршень 15 реле времени, Тормозная жидкость перетекает по каналу гидравлического сопротивления В, благодаря чему создается задержка перемещения штока 11 во времени, Приемный клапан 22 входит в со ответствующий ему кольцевой выступ И. Втулка 19 и уплотнительный элемент 21 уравнительного клапана после соприкосновения торца втулки 19 с кольцевым выступом Б штоканачинают перемещаться в крайнее нижнее положение.После того, как поршень 5 реле времени окажется ниже радиальных отверстий Е, выполненных в патрубке 1 реле, гидравлическое сопротивление35 перетоку тормозной жидкости резко снижается, шток 11 вместе с промежуточной втулкой 30, приемным и уравнительным клапанами 22 быстро пере 40 мещается в крайнее нижнее положение (фиг.2), что фиксируется на поверхности по индикатору веса, При этом уплотнительный элемент 21 уравнительного клапана оказывается ниже отверс 45 тий Г патрубка 3, разобщая трубное и кольцевое пространства скважины. Выступы цангового захвата 20 располагаются ниже кольцевого выступа Ж патрубка 3.Уплотнительный элемент 24 приемного клапана 22 устанавливается в полости кольцевого выступа К, что предотвращает его взаимодействие с флюидом. Отверстия Д клапана 22 располагаются против кольцевой канавки М и сообщаются с межпакерным пространством скважины через каналы Н переводника 4. Выступы цангового захвата 10 устанавливаются в кольцевой проточке 0 кожуха 7.Снятие противодавления с пласта (создание депрессии на пласт) и его запуск в работу осуществляются путем открытия соответствующего крана, расположенного в поверхностной обвязке на устье скважины. После снятия противодавления пластовый флюид из межпакерного или подпакерного пространства скважины по каналам Н перевод- ника 4 через отверстия Д приемного клапана 22 поступает в испытатель пластов и далее в полость бурильных труб.По истечении времени открытого периода испытания на поверхности закрывают кран устьевой головки, герметиэируя на устье столб жидкости, заполняющей бурильные трубы. Колонну бурильных труб поднимают до полного устранения сжимающей нагрузки на испытатель пластов. В этот момент показание манометра на устье скважины равны нулю. Дальнейший подъем колонны бурильных труб приводит к перемещению вверх относительно корпусных деталей испытателя пластов полого штокавместе с промежуточной втулкой 30 и приемным кла . паном 22. Втулка 19 уравнительного клапана с уплотнительным элементом 2 остается в крайнем нижнем положении, удерживаемая усилием, действующим от ее гидравлической неуравновешенности и цангой. Подъем колонны труб продолжается до совмещения отверстий П, Р полого штока 1 с отверстиями С втулки 27, жестко связанной с корпусом испытателя пластов. При этом давление промывочной жидкости, заполняющей кольцевое пространство скважины, передается в полость труб и фиксируется на поверхности, обеспечивая четкий сигнал о закрытии приемного клапана. Вследствие того, что закрыт кран на устьевой головке, заполнение полости труб промывочной жидкостью не происходит. Осуществляется закрытый период испытания. Отверстия Д приемного клапана 22 перекрываются уплотнительными элементами 21 и 24 от кольцевого и меючакерного (подпакерного) пространств скважины одновременноКонструкция испытателя пластов исключает соприкосновение торцов приемного клапана 22 и уравнительнойвтулки 19 в момент передачи на поверхность сигнала о закрытии приемого клапана (изменение давления в трубах, динамический удар при срыве цан гового захвата О).Таким образом осуществляется закрытый период испытания.При дальнейшем перемещении колонны труб вверх торец приемного клапа на 22 соприкасается с торцом втулки уравнительного клапана 19, что фиксируется наповерхности по увеличению натяжения, превьппающему натяжение, необходимое для срыва цангового захвата 10. Цанговый захват 20 предупреждает срыв втулки 19 уравнительного клапана при низких перепадах давлений в кольцевом и межпакерном (подпакерном) пространствах скважины, а 20 также предотвращает износ уплотнительного элемента 21, удерживая втулку 19 неподвижной относительно патрубка 3 при кратковременных посадках во время спуска испытателя пластов 25 в скважину,Для повторного открытия приемного клапана необходимо создать сжимающую нагрузку на испытатель пластов, а для повторного закрытия - приподнять колонну труб. Таким образом, путем осевых перемещений колонны труб можно осуществлять многократные открытые и закрытые периоды испытания пласта с получением на поверхности35 четких сигналов о срабатывании клапанов.Последний закрытый период испытания может быть совмещен по времени с технологической операций по удалению продукции пласта из бурильных труб. Лля этого открывают кран на устьевой головке и, непрерывно доливая промывочную жидкость в затрубное пространство, проводят обратную циркуляцию. Продукт испытания поднимается по трубам на поверхность, где замеряется его объем и производится отбор проб,Формула изобретенияИспытатель пластов по авт. свМ 920202, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности работы испытателя за счет обеспечения возможности получеия сигала о закрытии приемного клапана и предупреждении преждевремепого открь- тия уравнительного клапана при бурении глубоких, наклонно-направляемых или искривленных скваж, он снабжен промежуточной втулкой с радиальными отверстиями, которая делит полый шток на две части, причем промежуточная втулка выполена с жестко закрепленными на ее наружной поверхности герметзирующми уплотнительными элементами и кольцом между ними, которое имеет радиальные отверстия науровне радиальных отверстий проежуточной втулки, а втулка, жестко связанная с патрубком в его нижней части, имеет хвостовик с радиальными отверстиями, выполненными с возможностью сообщения с радиальными отверстиями промежуточной втулки в закрытом периоде испытания и разобщения при перемещении колонны труб.1379454 и 20 2 Ф имецка ставитель А.С яхред А.Кравчук Корректор М.Шароши дактор Н.Рогули акаэ 953/ оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уигород, ул. Проектн 23 Ф Тирам 531 НИИПИ Государствен по делам изобрет 13035, Москва, Ж-Зого книйРа Подписноеиитета СССРоткрытийская иаб., д. 4/