SU1476106A1 - Устройство дл воздействи на пласт в скважине - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к пакерным устройствам дл  воздействи  на пласт при исследовании скважин в процессе их бурени  и испытани . Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства при циклическом воздействии на пласт в скважине. Устройство снабжено установленными над основным поршнем клапаном с гильзой, концентрично размещенной на штоке и взаимодействующей с корпусом, и дополнительной пружиной с жесткостью меньшей, чем основна  пружина, и установленным под основным поршнем дополнительным поршнем с конусными упорами, при этом основной поршень имеет перекрытые сверху клапаном осевые каналы, в которых установлены взаимодействующие с клапаном конусные упоры. Над корпусом установлен накопитель энергии. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

1

Јь 1

05

Изобретение относитс  к пакерным устройствам дл  воздействи  на пласт при исследовании скважин в процессе их бурени  и испытани .

Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства при циклическом воздействии на пласт в скважине .

о

На фиг.1 показана обща  схема работы с устройством в скважине; на фиг.2-5 - устройство соответственно в транспортном и рабочем положени х

и при переводе его из рабочего положени  в транспортное.

С устройством в скважине работают следующим образом (фиг.1).

Устройство 1 на кабель-тросе (гибкой св зи) 2 спускают в заполненную жидкостью скважину ниже исследуемого пласта 3, затем поднимают и одновременно по кабель-тросу 2 подают на привод (с замком) 4 устройства элек- трическую команду на открытие устройства 1, которое перекрывает (паке-

С&

(,ру(т) гкн жпну (фиг.1) и стремитс  пидн ть столб вышележащей среды скважины . При этом создаетс  избыточное давление над пакером и пониженное под ним. Среда, наход ща с  в стенках скважины ниже устройства, устремл етс  в область пониженного давлени  под устройством 1 (фиг.1 показано стрелками), в результате создаетс  приток из стенок скважины ниже устройства 1. При определенной нагрузке на кабель-трос 2 происходит распаке- ровка, давление над и под устройством выравниваетс . При прохождении устройства 1 через исследуемый пласт 3 операцию открыти  устройства многократно повтор ют.

Дл  многократного воздействи  в интервале исследуемого пласта 3 операции спуска устройства 1 в данный интервал, открыти  и его подъема повтор ют или используют гирл нду из нескольких устройств, которую опускают ниже исследуемого интервала, затем поднимают и в моменты прохождени  каждого устройства гирл нды через Интервал пласта 3 подают команды к открытию оч редного устройства , проход щего по интервалу пласта. Накопление энергии и производство накопленной энергией работ в скважине осуществл ют следующим образом.

На одном или нескольких участках механически в виде петли 5 разв зывают кабель-трос 2 и в этот участок помещают накопитель 6 механической энергии. Оп-ускают соединенное с накопителем 6 устройство 1 в скважину, затем поднимают и при подъеме открывают устройство 1 электрической командой с поверхности. Нагрузкой, возникающей на кабелы-тросе 2 в моменты перевода устройства 1 из рабочего положени  в транспортное, воздействуют через кабель-трос 2 на накопитель 6 энергии, накапливают энергию в накопителе. Накопленной энергией производ т работу в скважине, воздействуют на пласт, возбуждают сейсмические колебани  или осуществл ют иную работу в скважине.

Устройство содержит (фиг.2) соединенный с кабель-тросом 2 корпус 7 электрически соединенную с кабель- тросом 2 электромагнитную катушку 8 с подпружиненным сердечником 9, размещенную в герметичном отсеке корпуса 7, жестко соединенный с сердечни

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ком 9 конус 10, шарики 11, помещенные в отверсти  сепаратора 12, и втулку 13 с проточкой 14 дл  взаимодействи  с шариками 11, силовую сжатую пружину 15, шток 16 с упором 17, основной поршень 18 с каналами 19, дополнительный поршень 20 с конусными упорами 21, цилиндр 22 с радиальными отверсти ми 23 и кольцевым буртом 24, клапан 25 с гильзой 26 и подпружиненными шариками 27, установленными между клапаном 25 и поршнем 18 в фигурных пазах клапана 25 (фиг.З), дополнительную пружину 28, установленную между цилиндром 22 и клапаном 25, по упругости меньшую, чем силова  пружина 15, и расшир ющийс  уплот- нительный элемент 29, установленный на цилиндре 22 и имеющий с ним герметичные места закреплени . Кроме того, корпус 7 и цилиндр 22 имеют герметичное и подвижное сочленение друг с дгугом посредством патрубка 30, а их внутренние полости заполнены жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

При спуске в скважину все его элементы занимают положение, показанное на фиг.2. При подъеме пакера из скважины по кабель-тросу 2 подают электрический импульс на электромагнитную катушку 8. Под действием электромагнитных сил сердечник 9 вт гиваетс  и выводит конус 10 из контакта с шариками 11. Освобожденна  втулка 13 под действием силовой пружины 15 смещаетс  и вталкивает . цилиндрической частью шарики 11 в отверсти  сепаратора 12 и стопорит их. Одновременно смещаетс  шток 16 с поршнем 18, который выталкивает жидкость из цилиндра 22 в отверсти  23 и создаваемым давлением раздувает уплотнительный элемент 29, перекрыва  им скважину. Вместе с поршнем i 18 смещаетс  и клапан 25, а дополнительный поршень 20 за счет создат ваемой разности давлений между сдвигаемым гюршнем 18 смещаетс  вместе с ним. Устройство занимает положение , показанное на фиг.4. Поскольку подъем кабель-троса 2 не прекращаетс , св занный с ним корпус 7 нагружает силовую пружину 15 и через нее и шток 16 с поршнем 18, который стремитс  вытолкнуть жидкость в отверстие цилиндра 22 и расширить уплот

014

нительный элемент 29 до стенок скважины . Сдвигу уплотнительного элемент 29 после пакеровки в скважине преп т . ствует вес столба среды и скважине, наход щегос  над ним. Таким образом, расширение поршнем 18 уплотнительного элемента 29 и преп тствие его сдвигу по скважине столбом вышележащей среды резко затормаживают смещение расширенного уплотнительного элемента 29 и св занного с ним цилиндра 22, а также и смещение поршн  18 относительно места пакеровки, при этом корпус 7 нагружает силовую пружину 15 до исходного положени , а на кабель-тросе 2 возникает раст гивающа  нагрузка, сравнима  с упругостью силовой пружины 15. При достижении проточками 14 шариков 11 последние под действием подпружиненного конуса 10 занимают исходное положение . При дальнейшем смещении корпуса 7 относительно цилиндра 22 корпус входит в контакт с гильзой 26, кото- рэч, смеща сь вместе с корпусом 7, открывает клапан 25 относительно поршн  18. Жидкость, наход ща с  в пакерующем элементе 29 под избыточны давлением, через каналы 19 давит на дополнительньй поршень 20, смещает его вниз и перетекает в полость образующуюс  между поршн ми 18 и 20. Одновременно конусные упоры 21 поршн  20 освобождают подпружиненные шарики 27, которые заход т в зазор между поршнем 18 и клапаном 25. Давление жидкости в уплотнительном элементе 29 падает, при этом сам уплотни- тельный элемент 29 под действием сопротивлени  вышележащего столба среды скважины стремитс  вытолкнуть жидкость в отверсти  23 цилиндра 22 и сжатьс  до исходного положени . Сопротивление сдвижению уплотнительного элемента 29 и св занного с ним цилиндра с поршнем 18 падает с уменьшением размеров в поперечном сечении уплотнительного элемента 29, раст гивающа  нагрузка на кабель-тросе 2 уменьшаетс . Силова  пружина 15 через упор 17 сдвигает втулку 13 до

5

106

6

упора проточками 14 в шарики 11, при этом втулка 13 занимает исходное положение и отключает силовую пружину 15. Устройство занимает положение, показанное на фиг.5. Сжата  пружина 28 сдвигает цилиндр 22 к корпусу 7, при этом шарики 27 удерживаютс  пружиной 28 между клапаном 25 и прршием

18и преп тствуют закрыванию клапана 25. Жидкость, наход ща с  между поршн ми 20 и 18, перетекает по каналам 19 в полость цилиндра 22. При достижении цилиндром 22 корпуса 7 поршень 18 доходит до поршн  20, причем последний доходит до кольцевого бурта 24, при этом конусные упоры 21 вывод т шарики 27 из контакта с поршнем 18 и клапаном 25, который под действием пружины 28 закрывает канал

19на поршне 18. Устройство занимает исходное положение, показанное на фиг.2.

Таким образом, при подъеме из скважины и подаче электрического сигнала на его привод устройство, расг. крыва сь, занимает рабочее, а затем и транспортное положение, при этом в моменты перевода устройства из рабочего положени  в транспортное на кабель-тросе возникает раст гивающа  нагрузка, котора , воздейству  на последовательно соединенный через кабель-трос накопитель, запасает в нем потенциальную энергию в виде сжатого упругого элемента или веса подн того столба среды скважины. При освобождении накопленной энергии осуществл етс  воздействие на пласт, возбуждаютс  сейсмические колебани  или может производитьс  кака -либо ина  работа в скважине. Кроме того, устройство активно вли ет на среду скважины и, следовательно, на пласт, увеличива  или вызыва  из него приток , при этом упрощаетс  технодоги  и технические средства дл  осуществлени  воздействи  на пласт, увеличиваетс  производительность работ и сокращаетс  врем  освоени  скважины.

Фи.г.1

Ц

Фиг. 2

0

Л-Л-сД:

V

й й sj

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ В СКВАЖИНЕ, включающее соединенный с кабель-тросом корпус с упором, установленные в корпусе замок с приводом и силовой механизм в виде основной пружины и штока с упором, связанным с замком, размещенный под корпусом заполненным жидкостью цилиндр с радиальными отверс-