Устройство для испытания пласта

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СЕЦ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 060979 (2) 2814856/22-03 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Е 21 В 49/00 Государственный ноинтет СССР но делам нзобретеннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТА Изобретение относится к устройст- вам для испытания продуктивных горизонтов в нефтяных и газовых скважинах.По основному авт. св. 9 670723 известно устройство для последовательного многоциклового испытания нескольких объектов за один спуск инструмента в скважину и отбора герметизированных проб флюида из каждого пласта в отдельности, содержащее корпус, запорный и уравнительный клапаны, полый шток, на наружной поверхности которого нарезана бесконечная .винтовая канавка, пластину, установленную в канавке штока и втулку запорного клапана, соединенную с пластиной, и пробоотборные камеры, впускные каналы которых перекрыты запорными гильзами, причем пробоотборные камеры размещены на наружной поверхности штока между запорным и уравнительным клапанами, а на конце втулки запорного клапана установлен кулачок с возможностью взаимодействия с запорными гильзами пробоотборных камер. Нижняя часть пробоотборных камер сообщена с внутренней полостью труб выше запорного клапана, а эапорные гильзы имеют подпружиненные защелки для .фиксациинх крайних положений 1.Недостатком данного устройства является длинная тонкая часть выводовпробоотборных камер, которая можетсломаться при случайном падении пробоотборной камеры, внутри которой находится нефть или газ при высокомдавлении, может и вызвать взрыв. Этоособенно опасно в условиях бурящихся скважин, где поверхность оборудования, в том числе и испытательного, покрыта слоем скользкого глинистого раствора. Такая опасность 15 имеется и при переводе проб для анализа.При использовании данного устройства отсутствует также оперативностьоценки насыщенности испытанных плас О тов на скважине. Насыщенность пластов определяется только на базе прианализе проб.Цель изобретения - повышение надежности герметизации проб в пробоотборных камерах,. безопасности притранспортировке и переводе проб.Поставленная цель достигается тем,что в,верхней части каждой пробоотборной камеры установлен предохра- ЗО нительный клапан, выполненный в видегильзы со штоком, установленным в гильзе с возможностью взаимодействия с запорной гильзой пробоотборной камеры, причем шток снабжен тремя рядами уплотнений, а гильза выполнена с радиальными каналами для сообщения впускных каналов пробоотборной камеры с полостью пробоотборной камеры.На фиг. 1 показано устройство для испытания пластов, на фиг. 2 - пробоотборная камера,Внутри корпусных деталей 1-6 помещены жестко закрепленные между собой детали; шток 7, полый шток 8, эапорный клапан 9, уравнительный клапан 10, На наружной поверхности полого штока 8 выполнено десять витков (число витков может быть и другим) правой и левой трапециедальных резьб. Концы резьб сОпряжены между собой и образуют бесконечную винтовую канавку, по которой скользит пластина 11 жестко связанная с пальцем 12. Регулировка зазора между пластиной 11 и штоком 8 осуществляется гайкой 13. Штанга 14 зафиксирована от вращения вокруг своей оси штифтом 15 и может только совершать вертикальные перемещения вверх или вниз. При вращении подвижных деталей 7-9 относительно корпусных 1-6 пластина 11 скользит по винтовой канавке штока 8, увлекая за собой штангу 14 и втулку 16, связанную со штангой 14 через упорный подшипник 17 двустороннего действия. В нижней части запорного клапана 9 по окружности установлено несколько пробоотборных камер 18 непроточного типа.К продолжению запорного клапана 9 подсоединен уравнительный клапан 10 с помощью болта 19. Клапан 10 свободно вращается вокруг своей оси относительно болта 19, Внутри каждой пробоотборной камеры находится раз - делительный поршень 20. До отбора пробы он должен находиться в крайнем верхнем положении. С помощью специальных выступов 21 и 22 камера крепится к наружной поверхности запорного клапана 9. При этом нижняя часть пробоотборнойкамеры с помощью канала 23 сообщается с внутренним каналом запорного клапана 9, который, в свою очередь, сообщается с внутренней полостью бурильных труб, находящихся выше устройства. Клапанная часть пробоотборной камеры представлена золотником 24 с уплотнениями 25 и 26. Ниже уплотнений 26 и в основании золотника имеются кольцевые выточки 27 и 28. На золотник 24 надевается запорная гильза 29, в средней части которой имеются отверстия а, а с боков смонтированы подпружиненные защелки 30 и 31.В транспортном положении перед отбором пробы запорная гильза 29 находится в верхнем положении и зафиксирована защелкой 30. На запорную гильзу 29 сверху навернута крышка 32. Разделительный поршень 20 смещен вверх.В заглушке 33 рядом с золотником 24 и параллельно ему смонтирован предохранительный клапан, включающий в себя полый шток 34, помещенный в гильзу 35. Гильза 35 зафиксирована гайками 36 и 37. Когда шток 34 находится в верхнем положении, имеется сообщейие внутреннего канала золотника 24 с полостью пробоотборной камеры 18 через канал 38, выполненный в заглушке 33, отверстия 39 и 40, отверстия, выполненные в гайке 37. При перемещении штока 34 вниз каналы 39 и 40 разделяются средним рядом уплотнений 41, выполненных на штоке 34,. т.е, предохранительный клапан закрыт.устройство работает следующим образом.После того, как испытательный инструмент с устройством спущен в скважину до нужного объекта, с помощью якорного пакерующего устройства производится пакеровка. Затем после создания необходимой нагрузки на пакер вращением бурильной колонны вправо на 10 .оборотов открывается эапорный клапан. При этом производится многоцикловое (в нашем случае 3-х цикловое) испытание пласта, Кулачковый механизм 42, имеющий свободное вращение относительно втулки 16, с каждым циклом испытания совершает поворот вокруг своей оси и запорного клапана 9 на определенный угол. Это движение обеспечивается эа счет того, что штифт 43, жестко связанный с кулачковым механизмом 42, при перемещении втулки 16 вверх - вниз скользит по фигурному пазу,выполненному на наружной поверхности. запорного клапана 9 (фиг. 4), Наконец, в конце третьего. притока кулачок 44 кулачкового механизма 42 нажимает на крышку 32 (фиг. 1, 2 и 4) и смещает запорную гильзу 29 вниз так, что отверстия а на гильзе оказываются ниже уплотнений 25. При этом конструкция выполнена так, что ошибка при вращении штока 7 в три оборота в сторону уменьшения или увеличения от оптимального числа оборотов не сказывается отрицательно на отбо" ре герметизированных проб и испытании пласта в целом. Пластовый Флюид поступает внутрь пробоотборной каме. ры, смещая при этом разделительный поршень 20 вниз до упора, После окончания испытания производится натяжка инструмента. При этом все пробоотборные камеры смещаются вверх относительно корпусных деталей 1-6, защелка 31 упирается в торец переходника 4 и смещает запорную гильзу 29 вниз. Одновременно, запорная гильза 29 своим нижним торцом смещаетполый шток 34 вниз. После такого перемещения внутренний канал пробоотборной камеры оказывается дважды перекрыт гильзой 29 и полым штоком 24. Важным преимуществом такой схемы является то, что закрытие предохранительного клапана, - смещение штока 34 вниз, происходит без перепада давления, что способствует лучшему сохранению уплотнительных колец и в конечном счете, лучшему сохранению . пробы. Для испытания следующего объекта с получением герметиэированной пробы необходимо приподниманием или опусканием бурильного инструмента сменить интервал испытания и повторить манипуляции, описанные выше.После подъема. инструмента на поверхность и разборки производится экспресс-оценка насыщенности каждого испытанного пласта следующим образом.При закрытом предохранительном 20 клапане открывается гильза 29 и оценивается содержимое меньшей части камеры. В устройстве по такой схеме упрощается перевод проб из пробоотборных камер и повышается безопасность проведения этого процесса, так как вместо длинного, тонкого золотника 24 имеется возможность подсоеди"нить к заглушке 33 прочный короткийштуцер.формула изобретенияУстройство для испытания пласта по авт. св. В 670723, о т л и ч а ющ е е с я тем, что; с целью повышения надежности герметизации, проб в пробоотборных камерах, безопасности при транспортировке и переводе проб, в верхней части каждой пробоотборной камеры установлен предохранительный клапан, выполненный в виде гильзы со штоком, установленным в гильзе с возможностью взаимодействия с запорной гильзой пробоотборной камеры, причем шток снабжен тремя рядами уп,лотнений, а гильза выполнена с радиальными каналами для сообщения впускных каналов пробоотборной камеры с полостью пробоотборной камеры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРВ б 70723, кл. Е 21 В 49/00, 1977.