RU1780546C

RU1780546C - Well exploration device

Info

Publication number: RU1780546C
Application number: SU904892105A
Authority: RU
Inventors: Марат Давлетшинович Еникеев
Original assignee: Научно-производственная фирма "Геофизика"
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Изобретение относитс к нефтегазовой промышленности, в частности к комплексным гидродинамическим и геофизическим исследовани м скважин. Цель - повышение надежности работы устройства при открытом клапане под большим перепадом давлени при одновременном исключении его преждевременного срабатывани . Устройство включает корпус из составных частей 1,2,3, верхний 4 и нижний 5 переходники, гильзу 6, шток 7, штангу 8 со шлицами 9, пружину 10, клапан в виде цилиндрической пробки 11, т гу 14, направл ющие планки 17, штифт 20, установленный в пробке 11 и , .в пазах 18 направл ющих планок 17. Устройство также имеет ступенчатую втулку 21. выThe invention relates to the oil and gas industry, in particular to complex hydrodynamic and geophysical surveys of wells. The goal is to increase the reliability of the device when the valve is open under a large pressure drop while preventing its premature operation. The device includes a housing of components 1,2,3, upper 4 and lower 5 adapters, sleeve 6, rod 7, rod 8 with slots 9, spring 10, valve in the form of a cylindrical tube 11, rod 14, guide strips 17, a pin 20 installed in the plug 11 and,. in the grooves 18 of the guide bars 17. The device also has a stepped sleeve 21. you

Description

Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам , позвол ющим провести комплексные гидродинамические и геофизические исследовани скважин.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular, to devices for conducting complex hydrodynamic and geophysical surveys of wells.

Известен испытатель пластов, состо щий из нижнего и верхнего трубных корпусов , шарового клапана, перекрывающего центральный проходной канал, разъемные электроконтакты и датчики-преобразователи , регистрирующие показани давлени или температуры и преобразующие их в электросигналы 1. Однако у этого испытател пластов низка надежность, т.к. часто нарушаетс герметичность шарового клапана. Он не позвол ет проводить каротаж исследуемого интервала непосредственно до и после испытани .A well-known formation tester, consisting of lower and upper tube bodies, a ball valve blocking the central passageway, detachable electrical contacts and transducers that record pressure or temperature readings and convert them to electrical signals 1. However, this formation tester has low reliability, t. to. often leaky ball valve. It does not allow logging of the test interval immediately before and after the test.

Известно устройство дл исследовани скважин, включающий корпус, верхний и нижний переходники, полый шток с радиальными отверсти ми, опирающийс на корпус через упорный подшипник и имеющий на поверхности бесконечную винтовую канавку, скольз щую по ней скобу, св занную со штангой и гильзой, выполненной с радиальными щел ми, и перекрывающий сквозной канал штока клапан, выполненный в виде цилиндра с боковым сквозным отверстием и жестко св занный с вилкой, охватывающей клапан с торцов, шарнирно св занным с ней шатуном и ушком, установленным на гильзе 2. Этот испытатель пластов позвол ет испытывать объекты в многоцикловом режиме и пропускать через его внутренний сквозной канал малогабаритные геофизические приборы дл комплексного исследовани скважин.A device for researching wells is known, including a housing, upper and lower adapters, a hollow rod with radial holes, resting on the housing through a thrust bearing and having an endless helical groove on the surface, a sliding bracket along it, connected with a rod and a sleeve made with radial slots, and a valve blocking the through channel of the rod, made in the form of a cylinder with a lateral through hole and rigidly connected to a plug covering the valve from the ends, a connecting rod and an eye pivotally connected to it, installed on sleeve 2. This formation tester allows testing objects in a multi-cycle mode and passing small-sized geophysical instruments through its internal through channel for integrated well exploration.

Недостаток этого устройства заключаетс в ненадежности перекрывающего сквозной канал штока клапана в виде ци- лийдра с боковым сквозным отверстием, св занного с нарушением герметичности после первого открыти и закрыти клапана . Это объ сн етс тем, что упл отнение осуществл етс по цилиндрической поверхности между гильзой и вращающейс в ней пробкой и поэтому попадание даже мельчайших частиц из скважинной жидкости, ржавчины или других механических примесей приводит к нарушению герметичности, что не позвол ет получить качественныеThe disadvantage of this device is the unreliability of the valve stem blocking the through channel in the form of a cylinder with a lateral through hole associated with a leakage after the first opening and closing of the valve. This is explained by the fact that the sealing is carried out on a cylindrical surface between the sleeve and the plug rotating in it, and therefore the ingress of even the smallest particles from the well fluid, rust or other mechanical impurities leads to a violation of the tightness, which does not allow to obtain high-quality

кривые восстановлени пластового давлени и может стать причиной аварийных ситуаций . Кроме того, это устройство требует строго дозированного числа оборотов вращени колонны труб дл открыти и закрыти клапана, что невозможно обеспечить при работе в искривленных и наклоннонап- равленных скважинах. Это также вл етс причиной отказов и снижает надежность его работы.pressure recovery curves and can cause emergencies. In addition, this device requires a strictly dosed number of revolutions of rotation of the pipe string to open and close the valve, which cannot be ensured when working in deviated and deviated wells. It also causes failures and reduces its reliability.

Известно устройство дл исследовани скважин, прин тое за прототип, содержащее корпус, верхний и нижний переходники , штангу, шток, гильзу и перекрывающий центральный проходной канал клапан, выполненный в виде цилиндрической пробки с уплотнительными кольцами и пр моугольным ступенчатым выступом в нижнем торце, подвижно св занный с т гой и направл ющими планками 3. Устройство позвол ет испытывать объекты в многоцикловом режиме и пропускать через внутренний сквозной канал его малогабаритные геофизические приборы дл комплексного исследовани скважин.A device for researching wells is known, which is adopted as a prototype, comprising a housing, upper and lower adapters, a rod, a rod, a sleeve and a valve blocking the central passage channel, made in the form of a cylindrical tube with sealing rings and a rectangular stepped protrusion in the lower end, movably connected connected with a rod and guide rails 3. The device allows testing objects in a multi-cycle mode and passing small-sized geophysical instruments through an internal through channel for complex following wells.

Недостаток этого устройства заключаетс в том, что затруднено открытие клапана под большим перепадом давлени . Кроме того, в процессе спуска устройства в скважину , особенно при наличии уступов и резких перегибов ствола и незначительном перепаде давлени над и под клапаном, из- за посадок инструмента может произойти преждевременное срабатывание (открытие) клапана.The disadvantage of this device is that it is difficult to open the valve under a large pressure drop. In addition, during the descent of the device into the well, especially in the presence of ledges and sharp bends of the barrel and a slight pressure drop above and below the valve, premature actuation (opening) of the valve may occur due to tool landings.

Цель изобретени - повышение надежности работы устройства при открытии клапана под большим перепадом давлени при одновременном исключении его преждевременного срабатывани ,The purpose of the invention is to increase the reliability of the device when opening the valve under a large pressure drop while preventing its premature operation

Поставленна цель достигаетс тем. что устройство дл исследовани скважин, содержащее корпус с верхним и нижним переходниками , подвижно размещенные вThe goal is achieved. that a device for researching wells, comprising a housing with upper and lower adapters, movably placed in

корпусе штангу, шток, гильзу с клапаном в виде цилиндрической пробки, перекрываю- щей центральный проходной канал гильзы т гу и направл ющие планки с фигурными пазами, в отличие от прототипа, снабжено концентрично установленной между корпусом и гильзой ступенчатой втулкой, котора выполнена с двум р дами радиальны х каналов в ступени меньшего диаметра и сальниковым уплотнением в ступени большего диаметра, причем штанга имеет в верхней части шлицы, а корпус в нижней части выполнен со сквозными фигурными пазами, в которых размещены шлицы штанги с возможностью ее поворота и осевого перемещени , при этом т га устано§л ен а в корпусе с возможностью ограниченного осевого пе- ремещени .in the case of a rod, a rod, a sleeve with a valve in the form of a cylindrical plug overlapping the central passage channel of the sleeve and guiding strips with figured grooves, unlike the prototype, is equipped with a stepped sleeve concentrically installed between the body and the sleeve, which is made with two p there are radial channels in the steps of a smaller diameter and a packing in the steps of a larger diameter, the rod having slots in the upper part and the housing in the lower part with through-shaped figured grooves in which s rod with the possibility of rotation and axial movement, the rod ustano§l ene and the housing for limited axial movement.

Снабжение устройства ступенчатой втулкой с двум р дами радиальных кана- лов и сальниковым уплотнением и установка т ги с возможностью ограниченного осевого перемещени позволило обеспечить возможность выравнивани давлени над и под клапаном перед его открытием, тем самым улучшить услови его срабатывани . Выполнение в нижней части корпуса сквозных фигурных пазов и размещение в них шлиц штанги с возможностью поворота и осевого перемещени позволило исключить возможность преждевременнбго открыти клапана при посадках инструмента в процессе спуска в скважину. Эти преимущества повышают надежность работы устройства .Providing the device with a stepped sleeve with two rows of radial channels and an stuffing box seal and installing a rod with the possibility of limited axial movement made it possible to equalize the pressure above and below the valve before opening it, thereby improving the conditions for its operation. The implementation of through curly grooves in the lower part of the casing and placement of a rod slot in them with the possibility of rotation and axial movement made it possible to exclude the possibility of prematurely opening the valve during tool landings during descent into the well. These advantages increase the reliability of the device.

На фиг.1 показана конструктивна схема устройства дл исследовани скважин; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - развертка поверхности корпуса с фигурными пазами; на фиг.5-открытое положение клапана устройства .Fig. 1 is a structural diagram of an apparatus for exploring wells; figure 2 is a section aa in figure 1; in Fig.Z - section bB in Fig.1; figure 4 - scan of the surface of the body with curly grooves; 5 is an open valve position of the device.

Устройство дл исследовани скважин содержит составной корпус из частей 1,2 и 3, верхний 4 и нижний 5 переходники, размещенные в корпусе подвижные гильзу 6 и шток 7, подвижную штангу 8 со шлицами 9, установленную на штанге пружину 10, клапан в виде цилиндрической пробки 11 с уп- лотнительным кольцом 12 и с пр моугольным ступенчатым выступом 13 в нижнем торце, т гу 14 с пр моугольными пазами 15 по всей длине т ги и круговое отверстие 16 в середине между пазами, направл ющие планки 17с фигурными пазами 18 и плоскими поверхност ми 19. Пробка 11 подвижно св зана с направл ющими план- ками 17 с помощью штифта 20, концы которого размещены в фигурных пазах 18. Т га 14 установлена в части 2 корпуса с возможностью ограниченного осевого перемещени . Между частью 1 корпуса и гильзой 6 установлена ступенчата втулка 2t с радиальными каналами 22, 23 и сальниковым уплотнением 24. Между корпусом 1 и ступенчатой втулкой 21 имеетс кольцевой зазор 25, В нижней части 3 корпуса выполне ны сквозные фигурные пазы 26, в которых размещены шлицы 9 штанги 8 с возможностью поворота и осевого перемещени относительно части 3 корпуса. Уплотнение подвижных и неподвижных соединений осуществлено стандартными резиновыми кольцами 27,28,29.30 и 31. В части 2 корпуса выполнен упорный выступ 32 дл упора и перемещени т ги 14 с пробкой 11 после выравнивани давлени над и под пробковым клапаном. Гильза 6 имеет сквозной центральный канал 33.The device for researching wells includes a composite housing of parts 1,2 and 3, upper 4 and lower 5 adapters, movable sleeve 6 and rod 7, movable rod 8 with splines 9, spring 10 mounted on the rod, and a valve in the form of a cylindrical tube 11 with a sealing ring 12 and with a rectangular stepped protrusion 13 in the lower end, a rod 14 with rectangular grooves 15 along the entire length of the rod and a circular hole 16 in the middle between the grooves, the guide bars 17 with figured grooves 18 and flat surfaces mi 19. Stopper 11 movably connected with guide compendium kami 17 by a pin 20 whose ends are placed in curved slots 18. The n T 14 is mounted in the part 2 of the housing for limited axial movement. An annular gap 25 is installed between the housing part 1 and the sleeve 6 with a radial channels 22, 23 and a stuffing box 24. There is an annular gap 25 between the housing 1 and the stepped sleeve 21, through the figured grooves 26 in which the slots are located 9 of the rod 8 with the possibility of rotation and axial movement relative to part 3 of the housing. The movable and fixed joints were sealed with standard rubber rings 27,28,29.30 and 31. In part 2 of the body, a thrust protrusion 32 is made for stopping and moving the link 14 with plug 11 after equalizing the pressure above and below the cork valve. The sleeve 6 has a through central channel 33.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Перед спуском в скважину устройство переходниками 4 и 5 присоедин ют к бурильным трубам и другим узлам испытательного оборудовани . При спуске в скважину устройство находитс в раст нутом положении, клапан закрыт, пробка 11 находитс в центральном проходном канале 33 гильзы 6. После установки оборудовани в скважине при создании нагрузки ни пакер колонну труб вращают вправо на несколько оборотов. При этом корпус 3 поворачиваетс относительно штанги 8, шлицы 9 перемещаютс в продольный участок фигурного паза 26, устройство сжимаетс , преодолева силы упругости пружины 10, составной корпус 1,2,3 и ступенчата втулка 21 перемещаютс вниз относительно гильзы 6, направл ющих планок 17, штока 7, штанги 8 и переходника 5. При этом уплотнени 28 гильзы 6 перемещаютс выше радиальных каналов 22 ступенчатой втулки 21, давление над и под кл апаноТПыравниваетс через радиальные каналы 22,23 и кольцевой зазор 25, упорный выступ 32 корпуса 2 доходит до т ги 14 и начинает его перемещать вместе с пробкой 11, котора после выхода из центрального про хоДногоТШнала 33 гильзы 6 начинает перемещатьс одновременно вниз и влево, что обеспечиваетс с помощью штифта 20, концы которого размещены в пазах 18 направл ющих планок 17. Пр моугольные выступы 13 пробки 11 скольз т по пазам 15 т ги 14 до полного ухода пробки 11 к стенке корпуса 1.Before being lowered into the well, the device with adapters 4 and 5 is connected to drill pipes and other components of the test equipment. When descending into the well, the device is in the extended position, the valve is closed, plug 11 is in the central passageway 33 of sleeve 6. After the equipment is installed in the well, when the load is created, neither the packer pipe string is rotated to the right by several turns. In this case, the housing 3 is rotated relative to the rod 8, the slots 9 are moved to the longitudinal section of the figured groove 26, the device is compressed, overcoming the elastic forces of the spring 10, the composite housing 1,2,3 and the stepped sleeve 21 are moved down relative to the sleeve 6, the guide bars 17. rod 7, rod 8 and adapter 5. In this case, the seals 28 of the sleeve 6 are moved above the radial channels 22 of the step sleeve 21, the pressure above and below the valve is equalized through the radial channels 22,23 and the annular gap 25, the thrust protrusion 32 of the housing 2 reaches the rod 14 and beginning he begins to move it together with the plug 11, which, after exiting the central passageway 33 of the sleeve 6, begins to move simultaneously down and to the left, which is ensured by a pin 20, the ends of which are placed in the grooves 18 of the guide bars 17. The rectangular protrusions 13 of the plug 11 are slid t in the grooves of 15 t of guy 14 until the plug 11 completely leaves the housing wall 1.

Приток жидкости из испытуемого пласта в полость труб под устройством осуществл етс по центральному проходному каналу. В процессе притока в подпакерный интервал спускают малогабаритную геофизическую аппаратуру дл записи характеристик жидкости и пласта в момент дренировани исследуемой зоны скважины. После окончани исследований аппаратуру поднимают в трубы и нат жением колонны труб закрывают клапан (пробка 11 возвращаетс в исходное положение) дл записи кривой восстановлени давлени с помощью автономных манометров, размещенных под па- кером в специальном приборном патрубке за пределами сквозного канала. На этом один цикл исследований заканчиваетс . Дл записи серии характеристик исследовани можно повторить несколько раз.The flow of fluid from the test formation into the pipe cavity under the device is carried out through the central passage channel. In the process of inflow, small-sized geophysical equipment is lowered into the sub-packer interval to record the characteristics of the fluid and the formation at the time of drainage of the studied zone of the well. After the studies are completed, the equipment is lifted into the pipes and the valve is closed by tensioning the pipe string (plug 11 returns to its original position) to record the pressure recovery curve using stand-alone pressure gauges placed under the packer in a special instrument nozzle outside the through channel. This ends one cycle of research. To record a series of characteristics, studies can be repeated several times.

Благодар обеспечению выравнивани давлени над и под клапаном облегчено открытие впускного клапана при работе в услови х больших перепадов давлени , а снабжение устройства механизмом дл предотвращени произвольного телескопического сжати позволило исключить преждевременное срабатывание и открытие клапана. Все эти преимущества повышают надежность применени предложенного устройства по сравнению с прототипом,Thanks to the equalization of pressure above and below the valve, the inlet valve is easier to open when operating under conditions of high pressure drops, and the provision of a mechanism to prevent arbitrary telescopic compression eliminates premature valve actuation and opening. All these advantages increase the reliability of the proposed device in comparison with the prototype.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for researching wells, comprising a housing with upper and lower adapters movably housed in

casing a rod, a rod, a sleeve with a valve in the form of a cylindrical plug overlapping the central passage channel of the sleeve, a guide rod and guide strips with figured grooves, characterized in that, for the purpose of

increase the reliability of the device when opening the valve under a large pressure drop while eliminating its premature operation, it is equipped with a concentrically installed

between the casing and the sleeve of the stepped sleeve, which is made with two rows of radial channels in the steps of a smaller diameter, and the stuffing box packing in the steps of a larger diameter,

has slots in the upper part, and the housing in the lower part is made with through curly grooves in which the slots of the rod are placed with the possibility of its rotation and axial movement, while the rod is installed in the housing with the possibility of limited axial movement.

Aa

Shig. 1

"F2„

6-6

Fig.Z

Fig a

Zj

zs