SU1724861A1

SU1724861A1 - Formation tester

Info

Publication number: SU1724861A1
Application number: SU894773739A
Authority: SU
Inventors: Марат Давлетшинович Еникеев
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при совместных гидродинамических и геофизических исследовани х скважин. Цель изобретени - повышение эффективности работы испытател пластов, сокращение времени на испытание за счет возможности ремонта или замены внутрискважинных измерительных приборов без подъема колонны труб на поверхность . Испытатель пластов содержит корпус 1, подвижно установленную в нем полую штангу 2, клапан в виде штока с радиальными каналами и перекрывающей его гильзы, блок управлени , толкатель, крышку , соединительный патрубок, кожух, ступенчатую втулку с наружным и внутренними уплотнени ми и непересекающимис осевыми каналами, шайбу, приборный стакан с осевыми каналами в днище, датчики давлени и температуры, дебитомер и плотност- номер, электроконтактный разъем, перфорированный диск 28, фиксатор в виде подпружиненных кулачков 30, установленных выше посадочной поверхности штанги 2. С переходником 4 соедин ют запорно- уравнительный и циркул ционный клапаны, пакер и фильтр. На колонне труб испытатель опускают в скважину. На кабеле спускают внутреннюю клапанную часть с дистанционными приборами до посадки нижнего выступа втулки в посадочное гнездо К. Устанавливают пакер. Одновременно закрываетс уравнительный клапан. Корпус 1 перемещаетс вниз относительно штанги 2, а кулачки 30 фиксируют клапанную часть в корпусе. Открываетс запорный клапан. Путем передачи сигналов с наземного блока управлени открывают клапан испытател . После короткого периода притока сигналом с поверхности клапан закрываетс , начинаетс процесс восстановлени пластового давлени с регистрацией кривой восстановлени давлени . Таким образом, открыва и закрыва клапан, провод т несколько циклов испытани . Нат жением колонны труб корпус 1 перемещают вверх, освобождают фиксатор и поднимают на поверхность внутреннюю клапанную часть испытател пластов . 4 ил. сл С 1 ю fcw со оThe invention relates to the oil and gas industry and can be used in the joint hydrodynamic and geophysical studies of wells. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the tester, reducing the time to test due to the possibility of repairing or replacing downhole gauges without lifting the tubing to the surface. The formation tester comprises a housing 1, a hollow rod 2 movably mounted therein, a valve in the form of a rod with radial channels and a sleeve overlapping it, a control unit, a pusher, a cover, a connecting pipe, a casing, a stepped bushing with external and internal seals and non-intersecting axial channels , washer, instrument cup with axial channels in the bottom, pressure and temperature sensors, flow meter and density number, electrical contact connector, perforated disk 28, retainer in the form of spring-loaded cams 30 installed yshe seat surface of rod 2. With adapter 4 connected to shut-off and equalizing and circulating valves, packers and filter. On the pipe string, the tester is lowered into the well. An internal valve part with remote devices is lowered on the cable before the lower lip of the hub is seated in the landing nest K. The packer is installed. At the same time, the equalization valve closes. The housing 1 moves downwardly relative to the rod 2, and the cams 30 fix the valve portion in the housing. The shut-off valve opens. By transmitting signals from the ground control unit, the test valve is opened. After a short period of inflow from the surface, the valve closes, the formation pressure recovery process begins, and the pressure recovery curve is recorded. Thus, by opening and closing the valve, several test cycles are carried out. By tensioning the pipe string, the body 1 is moved upwards, releasing the fixer and lifting the internal valve part of the formation tester to the surface. 4 il. sl С 1 y fcw with about

Description

Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к испытател м пластов, позвол ющим провести гидродинамические исследовани скважин,The invention relates to the oil and gas industry, namely, reservoir testers, which allow hydrodynamic studies of wells,

анализ пластовых флюидов и каротаж интервала испытани .reservoir fluid analysis and logging test interval.

Известен испытатель пластов, содержащий трубную секцию, св занную с бурильной колонной, и зондирующую секцию, опускаемую в скважину на кабеле и вход щую в зацепление с трубной секцией, котора имеет скольз щий гильзовый клапан, перемещаемый в закрытое положение пружиной , установленной в трубной секции. Зондирующа секци включает механизм соединени ,который взаимодействуете кулачками трубной секции дл передачи направленного противодействи усили пружины гильзовому клапану, который, сжима пружину, позвол ет скважинной жидкости входить в полость зондирующей секции, содержащей датчик давлени . Соединение и рассоединение механизма с кулачками трубной секции происходит в результате возвратно-поступательного перемещени зондирующей секции.A well-known formation tester contains a pipe section connected to a drill string and a probe section lowered into the well on the cable and engaged with the pipe section, which has a sliding sleeve valve moved to the closed position by a spring installed in the pipe section. The probing section includes a coupling mechanism that interacts with the cams of the pipe section to transfer directional spring force to the sleeve valve, which, compressing the spring, allows the wellbore fluid to enter the cavity of the probe section containing the pressure sensor. The coupling and disconnection of the mechanism with the cams of the pipe section occurs as a result of the reciprocating movement of the probe section.

Однако у этого испытател пластов низкие надежность управлени работой и эффективность применени . Он не позвол ет проводить каротаж интервала скважины непосредственно до и после испытани , не обеспечивает дистанционного измерени дебита и состава поступающей из пласта жидкости. Сложен механизм соединени и рассоединени зондирующей и трубной секций.However, this formation tester has poor operational reliability and application efficiency. It does not allow the logging of the well interval immediately before and after the test, it does not provide a remote measurement of the flow rate and composition of the fluid coming from the formation. The mechanism for connecting and disconnecting the probe and pipe sections is complicated.

Известен также испытатель пластов, включающий корпус, пакерный узел, про- босборник с впускным клапаном, сообщающимс с подпакерной зоной и св занным кабелем с наземным пультом управлени , спускаемый на кабеле блок управлени , выполненный в виде полого золотника с радиальным каналом и подвижной относительно него втулки с внешним выступом, и блок датчика давлени .A reservoir tester is also known, including a housing, a packer assembly, a sampler with an inlet valve in communication with the sub-packer zone and connected cable with a ground control console, a control unit in the form of a hollow spool with a radial channel and a sleeve movable relative to it. with external lug, and pressure sensor unit.

Недостатком этого испытател пластов вл етс низка надежность управлени работой исключающа проведение каротажа интервала скважины непосредственно до и после испытани , не обеспечивающа дистанционное измерение дебита и состава поступающей из пласта жидкости, сложен и ненадежен механизм соединени и рассоединени блока, спускаемого на кабеле с корпусным блоком, соединенным с колонной труб.The disadvantage of this formation tester is the low reliability of operation control excluding the logging of the well interval immediately before and after the test, which does not provide remote measurement of the flow rate and composition of the fluid coming from the reservoir, the mechanism of connection and disconnection of the unit running on the cable to the housing unit connected with a column of pipes.

Известен испытатель пластов, включающий корпус, верхний и нижний переходники , клапан, выполненный в виде штока и ступенчатой гильзы с каналами дл гидравлической св зи, блок управлени , электроконтактный разьем, толкатель, привод блока управлени с концевыми переключател ми дл фиксации гильзы в открытом и закрытом положени х клапана, ступенчатую втулку с непересекающимис радиальными и продольными каналами,A known reservoir tester includes a housing, upper and lower adapters, a valve made in the form of a stem and a stepped sleeve with channels for hydraulic communication, a control unit, an electrocontact connector, a pusher, a drive of a control unit with limit switches for fixing the sleeve in the open and closed valve positions, stepped bushing with non-intersecting radial and longitudinal channels,

прикрепленную к ступенчатой втулке шайбу , на которой подвешены датчики давлени и температуры, каротажный зонд дебитоме- ра и других дистанционных приборов. Этотa washer attached to a stepped bushing, on which pressure and temperature sensors are suspended, a logging probe of a debitometer and other remote instruments. This

испытатель обеспечивает возможность проведени каротажа участка скважины до и после испытани и дистанционного измерени всех необходимых параметров испытуемого пласта: давлени , температуры,the tester makes it possible to log a section of the well before and after testing and remotely measuring all the necessary parameters of the test formation: pressure, temperature,

0 дебита и состава поступающей из пласта жидкости.0 flow rate and composition of the fluid coming from the reservoir.

Недостаток этого испытател пластов заключаетс в том, что при отказе или выходе из стро какого-либо дистанционного из5 мерительного прибора дл его замены требуетс поднимать на поверхность испытатель пластов и всю колонну труб, на которых он опущен в скважину, а после замены прибора снова спустить их в скважину, чтоThe disadvantage of this formation tester is that if any remote measuring instrument fails or fails to replace it, it is necessary to lift the tester and the entire string of pipes on which it is lowered into the well, and after replacing the instrument to lower them into the well that

0 требует больших затрат времени, энергетических и материальных ресурсов.0 requires a lot of time, energy and material resources.

Цель изобретени - обеспечение эффективности работы испытател пластов, сокращение времени на испытание за счетThe purpose of the invention is to ensure the effectiveness of the tester, reducing the time to test due to

5 возможности ремонта или замены внутри- скважинных измерительных приборов без подъема колонны труб на поверхность.5 the possibility of repairing or replacing in-hole measuring instruments without lifting the pipe string to the surface.

Дл этого испытатель пластов, содержащий корпус, верхний и нижний переход0 ники, расположенные в корпусе клапан в виде штока и ступенчатой гильзы с радиальными каналами, блокуправлени с приводом , ступенчатую втулку с непересекающимис радиальными и про5 дольными каналами, шайбу, св занную с дистанционными измерительными приборами , и электроконтактный разъём, снабжен размещенной подвижно корпусе полой штангой с посадочным седлом и ус0 тановленными в ней равномерно по окружности выше посадочного седла подпружиненными кулачками, стаканом, жестко св занным с шайбой и имеющим осевые каналы в днище, и перфорирован5 ным диском, установленным в нижнем пере- ходнике под стаканом, причем дистанционные измерительные приборы размещены в стакане, электроконтактный разъем размещен между последним и дисQ ком и жестко св зан с ними, корпус имеет кольцевой конический паз с возможностью размещени в нем подпружиненных кулачков в его верхнем положении.For this, the formation tester, comprising a housing, an upper and a lower adapter, a valve in the form of a stem and a stepped sleeve with radial channels, a control unit with a drive, a stepped sleeve with non-intersecting radial and longitudinal channels, a washer connected with remote measuring instruments , and an electrocontact connector, is provided with a movable case with a hollow rod with a saddle and installed in it evenly around the circumference of the saddle with spring-loaded cams, a canal rigidly connected to the washer and having axial channels in the bottom, and a perforated disk installed in the lower adapter under the glass, with remote measuring devices placed in the glass, the electrical contact connector located between the latter and the disk and rigidly connected with them The housing has an annular conical groove with the possibility of placing spring-loaded cams in it in its upper position.

Така конструкци позвол ет испытыg вать пласт с передачей измер емых параметров на поверхность, проводить каротаж испытуемого участка скважины непосредственно до и после испытани , обеспечивает сокращение затрат времени, энергетических и материальных ресурсов за счет подъема при необходимости на поверхность только внутренней (клапанной) части со стаканом с приборами, подвешенной на кабеле , а внешн корпусна часть, спущенна в скважину на колонне труб, остаетс на месте.Such a design allows testing the formation with the transfer of measured parameters to the surface, logging the test area of the well immediately before and after the test, reduces the time, energy and material resources by lifting, if necessary, to the surface only the internal (valve) part with the glass with the instruments suspended on the cable, and the outer body part lowered into the well on the pipe string remains in place.

На фиг. 1 показан испытатель пластов; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - внешн корпусна часть испытател пластов.FIG. 1 shows a formation tester; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a section BB in FIG. one; in fig. 4 shows the external part of the formation tester.

Испытатель пластов содержит корпус 1, установленную в нем с возможностью осевого перемещени полую штангу 2, верхний 3 и нижний 4 переходники, клапан в виде штока 5 с каналами а и б дл св зи полости труб над клапаном с испытуемым пластом и перекрывающей его ступенчатой гильзы 6 с радиальными каналами виг, блок 7 управлени , толкатель 8, св занный с при- водом, .выполненным в виде установленных в блоке 7 электродвигател и винтовой пары с ползуном и концевыми переключател ми (не показаны), замыкающими при контакте с ползуном цепь управлени на- земного блока дл фиксации гильзы 6 в открытом и закрытом положени х клала- на, крышку 9, через которую пропущены электропровода 10, соединительный патрубок 11 блока 7, разделительный кожух 12, который установлен между корпусом 1 и клапаном, ступенчатую втулку 13 с наружными 14 и внутренними 15 и 16 уплотнени ми на концевых выступах и непересекающимис радиальными д и продольными е каналами, шайбу 17, котора соединена с помощью болтов 18 со ступенчатой втулкой 13, приборный контейнер 19 с продольными каналами ж на дне, прикрепленный к шайбе 17, установ- ленный в контейнере 19 блок дистанционных измерительных приборов, включающий коммутатор 20, датчики давлени 21 и температуры 22, дебитомер 23 и плотностномер 24, кабель 25 и электроконтактный разъем, муфта 26 которого закреплена под приборным контейнером 19, а стержень 27 закреплен в нижнем переходнике 4 с помощью перфорированного диска 28 с отверсти ми з.The formation tester comprises a housing 1, an axially mounted hollow rod 2, an upper 3 and a lower 4 adapters installed in it, a valve in the form of a rod 5 with channels a and b for connecting the tube cavity above the valve with the test formation and the overlapping sleeve 6 that overlaps it with the radial channels, a control block 7, a pusher 8 connected to a drive made as an electric motor and a screw pair installed in the block 7 with a slide and end switches (not shown), which in contact with the slide close the control circuit to - h of the removable unit for fixing the sleeve 6 in the open and closed positions of the valve, the cover 9 through which the electric wires 10 are passed, the connecting pipe 11 of the unit 7, the separation casing 12 that is installed between the housing 1 and the valve, the stepped sleeve 13 with the outer 14 and internal 15 and 16 seals on the end protrusions and non-intersecting radial g and longitudinal e channels, a washer 17, which is connected by bolts 18 with a stepped sleeve 13, an instrument container 19 with longitudinal channels on the bottom, attached to the washer 17, A remote measuring instrument block in container 19, comprising a switch 20, pressure sensors 21 and temperatures 22, a flowmeter 23 and a density meter 24, a cable 25 and an electrocontact connector, the sleeve 26 of which is fixed under the instrument container 19, and the rod 27 is fixed in the lower adapter 4 s using a perforated disk 28 with holes h.

Испытатель пластов снабжен замком в виде подпружиненных пружиной 29 кулачков 30, размещенных в полой штанге 2 равномерно по окружности выше посадочного гнезда К с возможностью контактировани с внутренней постепенно сужающейс стенкой корпуса 1 и выхода в полую штангу 2 (см. фиг. 2). Герметизаци подвижных и неподвижных соединений обеспечиваетс резиновыми уплотнительными кольцами 31.The formation tester is provided with a lock in the form of spring-loaded 29 cams 30 placed in the hollow rod 2 evenly around the circumference above the landing nest K with the possibility of contact with the inner gradually tapering wall of the housing 1 and exit into the hollow rod 2 (see Fig. 2). Sealing of mobile and fixed joints is provided by rubber o-rings 31.

Блок 7 управлени и привод защищены от попадани жидкости трубой 32, между ней и корпусом 1 имеетс кольцевой зазор м дл перетока поступающей из пласта жидкости в трубы над испытателем. Под диском 28 на кабеле 25 подвешен каротажный зонд 33.The control unit 7 and the actuator are protected from liquid ingress by the pipe 32, between it and the housing 1 there is an annular gap for flowing the liquid flowing from the formation into the pipes above the tester. Under the disk 28 on the cable 25 suspended logging probe 33.

Установленные во втулке 13 гильзы 6 клапана и толкатель 8чсв заны между собой ограниченным телескопическим подвижным соединением, что облегчает пусковой момент электродвигател блока 7 управлени . Через продольные каналы е ступенчатой «тулки 13 пропущены электропровода 10 и загерметизированы кольцами 31.The valve sleeves 6 installed in the sleeve 13 and the tappet 8 are connected to each other by a limited telescopic movable connection, which facilitates the starting torque of the electric motor of the control unit 7. Through the longitudinal channels e of the stepped “tulkus 13, the electric wires 10 are passed through and sealed by the rings 31.

Испытатель пластов работает щим образом.The formation tester works in a manner.

С нижним переходником 4 внешней корпусной части (см. фиг. 4) соедин ют патрубок каротажного зонда 33, запорно- уравнительный и циркул ционный клапаны , пакер и фильтр,, а с верхним переходником 3 - бурильные трубы. Испытательное оборудование на колонне труб спускают в скважину до заданного интервала . Затем в колонну труб на кабеле 25 спускают внутреннюю клапанную часть с блоком 7 и приводом, контейнером 19 с дистанционными приборами (элементы 20-24) и муфтой 26 электроконтактного разъема до посадки нижнего выступа втулки 13 в посадочное гнездо К штанги 2, соединени муфты 26 со стержнем 27 электроконтактного разъема и подключени к каротажному зонду 33. Путем подъема колонны труб провод т каротаж испытуемого интервала. Затем испытательное оборудование опускают до исходного положени , устанавливают пакер, при этом одновременно закрываетс уравнительный клапан и открываетс запорный клапан , корпус 1 испытател пластов перемещаетс вниз относительно штанги 2 и подпружиненные кулачки 30, контактиру ссужающейс стенкой л корпуса 1, выход т во внутрь штанги 2, тем самым запира соединение корпусной и клапанной частей испытател пластов. Путем передачи сигналов с наземного блока управлени (не показан) в глубинный блок 7 управлени перемещают гильзу 6 вверх и открывают клапан испытател . Начинаетс приток жидкости, поступающей из пласта, котора проходит через отверсти з диска 28, каналы ж на дне контейнера 19, б и а штока 5, в и г гильзы 6, д ступенчатой втулки 13 и кольцевой зазор м между корпусом 1 и трубой 32 и поступает в полость бурильных труб над испытателем пластов. Дистанционные приборы элементы (21, 22, 23 и 24) через коммутатор 20Logging probe nozzle 33, stop-balancing and circulation valves, a packer and a filter are connected to the lower adapter 4 of the outer casing part (see Fig. 4), and drill pipes are connected to the upper adapter 3. Test equipment on a string of pipe is lowered into the well to a predetermined interval. Then, an internal valve part with a block 7 and an actuator, a container 19 with remote devices (elements 20-24) and a coupling 26 of an electrocontact connector are inserted into the pipe string on the cable 25 before the bottom lug of the sleeve 13 fits into the seat K of the rod 2, the coupling 26 connects pin 27 of the electrical contact connector and connection to the logging probe 33. By lifting the tubing string, log the tested interval. The test equipment is then lowered to its original position, the packer is installed, the equalization valve is simultaneously closed and the shut-off valve opens, the body 1 of the formation tester moves downward relative to the rod 2 and the spring-loaded cams 30, in contact with the contraction wall l of the body 1, goes inside the rod 2, thereby locking the connection between the body and valve parts of the formation tester. By transmitting signals from a ground control unit (not shown) to the depth control unit 7, the sleeve 6 is moved upwards and the test valve is opened. The inflow of fluid coming from the reservoir, which passes through the apertures of the disk 28, channels w on the bottom of the container 19, b and a stem 5, c and d of the sleeve 6, the stepped sleeve 13 and the annular gap m between the housing 1 and the pipe 32 and enters the cavity of the drill pipe above the reservoir tester. Remote devices elements (21, 22, 23 and 24) through the switch 20

передают измеренные параметры в наземный блок управлени и регистрации. После короткого периода притока (3-5 мин) сигналом с поверхности глубинному блоку 7 гильзу 6 перемещают вниз, при этом гильза перекрывает радиальные каналы а штока 5. Клапан закрываетс , начинаетс восстановление пластового давлени с регистрацией кривой восстановлени давлени . По окончании периода восстановлени пластового давлени клапан снова открываетс и осуществл етс процесс притока. Таким образом , открыва и закрыва клапан, провод т несколько циклов испытани . По окончании испытани провод т повторный каротаж ис- пытуемого интервала. Затем нат жением колонны труб корпус 1 перемещают вверх относительно штанги 2, подпружиненные кулачки 30 отход т в исходное положение, открывают замок соединени разъемных ча- стей испытател пластов, на кабеле 25 под- нимают на поверхность внутреннюю клапанную часть, а на трубах - внешнюю корпусную часть..При необходимости испытательное оборудование перемещают к дру- тому пласту и циклы каротажа и испытаний повтор ютс .transmit the measured parameters to the ground control and recording unit. After a short inflow period (3-5 min), the signal from the surface of the depth block 7 moves the sleeve 6 down, while the sleeve closes the radial channels of the stem 5. The valve closes, reservoir pressure recovery begins and a pressure recovery curve is recorded. At the end of the reservoir pressure recovery period, the valve reopens and the inflow process is carried out. Thus, by opening and closing the valve, several test cycles are carried out. At the end of the test, the logging of the test interval is carried out. Then, by tensioning the tubing string, the body 1 is moved upwardly relative to the rod 2, the spring-loaded cams 30 retract to their original position, open the lock connection of the detachable parts of the formation tester, the internal valve part lifts to the surface 25 on the cable 25, and the external body part part .. If necessary, the test equipment is moved to another layer and the logging and testing cycles are repeated.

Использование предлагаемого испытател по сравнению с известным обеспечивает исключение подъема колонны труб и испытател пластов при ликвидации неисправностей или замене измерительных приборов , а следовательно, снижение времени затрат, энергетических и материальных ресурсов .The use of the proposed tester in comparison with the known provides for the elimination of the lifting of the pipe string and the reservoir tester during the liquidation of faults or the replacement of measuring devices, and consequently, a reduction in the time costs, energy and material resources.

Claims

Invention Formula

The formation tester, which includes a housing connected to the upper and lower adapters, a valve in the form of a stem and a stepped sleeve with radial channels, a control unit with a drive, a stepped sleeve with non-intersecting radial and longitudinal channels, a washer connected with remote measuring devices and an electrical connector, characterized in that, in order to improve the performance of the formation tester, reduce the time for testing due to the possibility of repairing or replacing the downhole and Measuring instruments without lifting the pipe string to the surface, it is equipped with a hollow rod placed movably in the body with a seating seat and spring loaded cams evenly circumferentially above the seating seat, a cup rigidly connected to the washer and having axial channels in the bottom, and a perforated disk installed in the lower adapter under the glass, with the remote measuring devices placed in the glass, the electrical contact connector located between the latter and the disk and rigidly connected with them, the housing has an annular conical groove with the possibility of placing in it spring-loaded cams in its upper position.