SU1082931A1 - Способ испытани термостойких пакеров - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТЕРМОСТОЙКИХ ПАКЕРОВ, включающий установку RCiflOWSHA ПАТЕНТНО. 13 TFXHHOJiKA SlfbJIHOTBiiA пакера в имитаторе обсадной колонны, имитацию и измерение осевого усили  от веса колонны труб, регулирование температурного режима внутри ствола пакера и имитатора обсадной колонны; измерение подпакёрного -давлени  и радиальных деформаций ствола пакера, уплотнител  и имитатора обсадной колонны в месте насадки пакера, о т личающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности результатов испытани  при имитаций условий паронагнетательных скважин, производ т отбор тепла с наружной поверхности имитатора обсадной колонны с одновременным измерением его осевой дегформации и периодически измен ют осев вое усилие на стволе пакера.

Description

Изобретение относитс  к нефт ной и газовой промьишенности и может быть Д1спользовано дл  определени  н дежности работы и долговечности тер мостойких пакеров в услови х выроки температур паронагнетательны:. сква жин. Известен способ испытани  термостойких пакеров, включающий установку термостойкого пакера в имитато ре обсадной колонны при имитации тем пературы пласта с замером и регистра цией радиальных деформаций имитатора обсадной колонны в месте посадки пакера и радиальных деформаций ствола пакера в различных сечени х l . Данный способ не предусматривает определени  вли ни  осевых линейных деформаций имитатора об.садной колонны , аналогичных удлинению обсадной колонны реальной скважины, на работоспособность уплотнител  пакера. В процессе проведени  закачки теплоносител  в реальной паронагнетательной скважине существуют услови , при которых температура обсадной колонны в месте установки пакера измен етс  с течением времени в сторону ее роста. При этом измен ютс  осевые и радиальные размеры обсад ной колонны. Согласно известной технологии термостойкое внутрискважинное оборудование в паронагнетательной скважине устанавливаетс  при тем . пературе пласта, а его эксплуа-Гаци  юсуществл ет.с  при значительно больших температурах. В результате вли ни  температуры измен ютс  геометрические размеры самого оборудовани  и обсадной колонны, что отрицательно сказываетс  на работоспособности пакера. Иавестен также способ испытани  термостойких пакеров, включающий установку пакера в имитаторе обсадной , колонны, имитацию и измерение осевого усили  от веса колонны труб регулирование температурного режима внутри ствола пакера и имитатора обсадной колонны, измерение подпакер ного давлени  и радиальных деформаций ствола пакера, уплотнител  и ими татора обсадной колонны в месте посадки пакера 2 Известный способ не предусматрива ет систему регулируемого теплообмена на наружной поверхности обсадной ко .лонны, позвол ющую имитировать работу обсадной колонны в реальной паронагнетательной скважине, где существуют услови  постепенного увеличени  ее температуры при посто нстве тёмпе ратуры теплоносител  за счет сущест: вовани  рассеивани  тепла в окружающие скважину породы. Методика проведени  испытаний на стенде не предусматривает измерени  линейных осевых деформаций обсадной колонны и вли ни  изменени  этих деформаций на работоспособность пакера с течением времени. Кроме того, известно, что паронагнетательные скважины оснащаютс , помимо пакера, другим термостойким внутрискважинным оборудованием, таким , например, как термоквмпенсатор, служащий дл  компенсации удлинени  колонны труб. Величина удлинени  колонны труб,зависит от температуры теплоносител . При этом корпус термокомпенсатора через соединительную трубу соедин етс  жестко с пакером, а шток - с колонной труб. Термокомпенсатор содержит сальниковый узел., который схватывает шток и преп тствует утечке теплоносител . При этом дл  устранени  утечки необходимо определенным усилием сжать материал набивки. При удлинении колонны труб шток йеремещаетс  внутри сальниковой набивки неравномерно, что приводит к скачкообразному изменению осевой нагрузки , действующей на ствол пакера. Дл  получени  достоверных данных о работоспособности пакера необходимо учитывать изменение осевой нагрузки на стволе пакера. Способ не позвол ет измен ть осевую составл ющую, т.е. имитировать вли ние работы внутрискважинного оборудовани  на работу пакера. Цель изобретени  - повышение достоверности результатов испытани  при имитации условий паронагнетательных скважин. Поставленна  цельдостигаетс  тем, что согласно способу испытани  термостойких пакеров, включающему установку пакера в имитаторе обсадной колонны , имитацию и измерение осевого усили  от веса колонны труб, регулирование температурного режима внутри ствола пакера и имитатора обсадной колонны, измерение подпакерного давлени  и радиальных деформаций ствола пакера, уплотнител  и имитатора обсадной колонны в месте пакера, производ т отбор тепла с наружной поверхности, имитатора обсадной колонны с одновременным измерением его осевой деформации и периодически измен ют осевое усилив на стволе пакера. На чертеже изображен стенд дл  осуществлени , предлагаемого способа. Стенд содержит корпус 1 с имитатором обсадной колонны 2, св занные друг с другом посредством фланцев 3. Между наружной поверхностью имитатора обсадной колонны 2 и корпусом 1 образована кольцева  камера 4,заполненна  имитатором горной породы (обладающей определенными теплофизическими

войствами), слагающей продуктивный ласт. В кольцевой камере 4 установен нагреватель 5 дл  имитации темпеатурных условий пласта. Внутри имитатора обсадной колонны 2 устанавливаетс  термостойкий пакер б со шлип-5 совой подвеской 7, который стволом 8 через фильтр 9 св зан со штоком 10 силового гидроцилиндра 11. Надпоршнева  полость 12 и подпоршнева  полость 13 в силовом гидроцилиндре 11 св за- Ю ны трубопроводами 14 и 15 с насосом 16, служащим дл  создани  давлени  в силовом гидроцилиндре , в стволе 8 пакера 6. Корпус 1 охватываетс  термостатирующей рубашкой 17 с рбра- 15 зованием кольцевой камеры 18, св занной подвод щим трубопроводом 19 с насосом 20 и отвод щим трубопроводом 21 через холодильник 22 - с при- , емной магистралью насоса 20. На нор- 20 пусе 1 стенда установлен термометр 23 дл  замера температуры в кольцевой камере 4. Кольцева  камера 18 разделена внутри радиальными втулкаи 24, через которые пропущены стерж-25 ни 25, жестко св занные с имитатором обсадной колонны 2 и выход щие за пределы термостатирующей рубашки 17. Разделительные втулки 24 уплотнены относительно стенки корпуса 1 и ими- ,,% татора обсадной колонны 2 и обеспе- , чивают при этом свободную циркул цию хладагента внутри кольцевой камеры 18 по всей ее высоте. На одном из стержней 25 закреплена мерна  линейка 26, на другом - индикаторна  стрелка 27. Дл  имитации теплового потока в осевом канале ствола 8 термостойкого пакера 6 помещен нагревательны элемент 28 с регул тором температуры.40

При проведении длительных испытаний термостойкого пакера 6 существует веро тность срыва его с места установки в имитаторе обсадной колонны 2 .-45

Дл  безопасного ведени  работ шток 10 силового гидроцилиндра 11 выходит за его пределы, а  а конце штока имеетс  гайка 29. На крышке силового гидроцилиндра 11 установле- 50 на втулка 30, выполненна  равнопрочной со штоком 10, охватывающа  его и образующа  с гайкой 29 регулируеый зазор 31, подбираемый исход  з возможного допустимого перемеще- 55 ни  пакера 6 внутри имитатора обсадной колонны 2.

При осуществлении способа термостойкий пакер б устанавливаетс  внут-60 ри имитатора обсадной колонны 2 и соедин етс  стволом 8 через фильтр 9 со штоком 10 силового гидроцилиндра 11. Операцию распакеровки осуществл ют путем подключени  насосного агре- 65

гата к стволу 8 или напорной магист-, рали от насоса 16.

Температура термостойкого пакера 6 и имитатора колонны 2 в момент распакеровки поддерживаетс  нагревателем 5 на уровне температуры пласта существукнцей в скважине до подачи теплоносител . Подачей рабочей жидкости от насоса 16 по трубопроводу 15 под поршень силового гидроцилиндра 11 на термостойкий пакер 6 воздействуют осевой нагрузкойi Величина осевой нагрузки определ етс  расчетным путем, исход  из давлени  теплоносител  под термостойким пакером 6 и диаметра оЪсадной колонны, в данном случае - диаметра имитатора об ,

садной колонны 2.

В начальный момент осуществл ют измерение радиальных деформаций имитатора обсадной колонны 2 и внутренних напр жений в уплотнителе пакера б . В осевой канал ствола 8 термостойкого пакера 6 подают нагревательный элемент 28 с регул тором температуры и довод т температуру до температуры теплоносител , который предполагаетс  закачивать в скважину. По термометру 23 ведут контроль за температурой на наружной поверхности имитатора обсадной.колонны 2 с одновременным saiMepoM параметров удлинени  ее по мерной линейке 26 и изменени  величины внутренних напр жений в уплотнителе пакера 6. Темп роста температуры на имитаторе .обсадной колонны 2 определ ют, исход  из опытных да.нных.

Рост температуры в единицу времени , например за сутки, составл ет ориентировочно с точкой отсчета от температуры пласта. Температуру на имитаторе обсадной колонны 2 поддерживают путем обеспечени  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, производ т замер параметров осевого линейного удлинени  имитатора обсадной колонны 2, радиальной деформации и внутренних напр жений 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 поршн  силового гидроцилиндра 11, путем увеличени  давлени  ,в надпоршневой полости 12. Тем самым имитирх.7 ют вли ние на термостойкий пакер 6 внутрискважинного оборудовани , например термокомпенса тора который устанавливаетс  .в комплекте с ним в ларонагнетательной скважине . Изменение давлени  рабочей жид кости в надлоршневой полости 12 осуществл ют кратковременно с восстанов лением прежнего состо ни  имитации осевого усили  на стволе 8 пакера 6. Процесс увеличени  температуры на имитаторе обсадной колонны.2 и периодическое изменение осевого усили  на стволе 8 пакера б в процессе перехода на более высокую температуру ведут до достижени  температуры на имитаторе обсадной колонны.2, близкой или сравнимой с температурой теплоносител , с посто нной фиксацией и замером величины радиальных и осевых деформаций имитатора обсадной колонны 2. и величины внутренних напр   ений в уплотнителе пакера б. При проведении испытаний существует веро тность срыва пакера 6 с места его установки в имитаторе обсадной колонны 2. Пакер б при этом может переместитьс  на величину, равную величине регулируемого зазора 31 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 п&кера б, отключают нагревательный элемент 28 в осевом канале ствола 8 пакера б и охлаждают стенд путем подачи хладагента от насоса 20 в кольцевую, камеру 18. Наблюдение за температурным удлинением имитатора обсадной колонны 2 и изменением внутренних напр жений в уплотнителе пакера б позвол ет судить о работоспособности пакера в услови х, максимально приближенных к услови м реальной паронагнетательной скважины.

Claims (1)

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТЕРМОСТОЙКИХ ПАКЕРОВ, включающий 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 подпакёрного ’давления и радиальных деформаций ствола пакера, уплотнителя и имитатора обсадной колонны в месте насадки пакера, о т личающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания при имитаций условий паронагнетательных скважин, произво-. дят отбор тепла с наружной Поверхности имитатора обсадной колонны с одновременным измерением его осевой деформации и периодически изменяют oceg вое усилие на стволе пакера. ®