SU802542A1

SU802542A1 - Formation tester

Info

Publication number: SU802542A1
Application number: SU782682580A
Authority: SU
Inventors: Май Павлович Снежко; Петр Сергеевич Варламов; Василий Васильевич Подзолков; Иса Баудинович Дагаев
Original assignee: Северо-Кавказский Государственныйнаучно-Исследовательский И Про-Ектный Институт Нефтяной Промыш-Ленности
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1981-02-07

Description

(54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ(54) PLASTIC TEST

1one

Изобретение относитс к области нефтегазодобывающей промышленности, к оборудованию дл испытани и обработки пласта после креплени скважины обсадной колонной .The invention relates to the field of oil and gas industry, to equipment for testing and treating the formation after the casing is attached to the well.

Известен испытатель пластов, обеспечивающий проведение испытани объекта в открытом и обсаженном стволе скважины 1A well-known reservoir tester is used to test an object in an open and cased well bore 1

Однако этот испытатель не обеспечивает проведение за один спуск оборудовани в скважину испытани и работ, требующих создани давлени в подпакерной зоне и прокачки больщих объемов жидкости таких как обработка прлзабойной зоны пласта, закачка цемента под давлением.However, this tester does not ensure that testing and work requiring pressure in the sub-packer zone and pumping of large volumes of fluid, such as treatment of the bottom zone of the reservoir, or injection of cement under pressure, is performed in one descent of the equipment.

Известен испытатель пластов, предназначенный дл испытани и обработки пласта, включающий циркул ционный клапан, состо щий из корпуса с циркул ционными каналами , телескопически соединенного с ним полого подпружиненного щтока, выполненного с уплотн емым кольцевым выступом и образующего с корпусом тормозную камеру , испытательный клапан, состо щий из корпуса, телескопически соединенного с ним полого щтока с впускными каналами, образующего с корпусом тормозную камеру, и установленной в канале щтока съемной пробки , уравнительный клапан и пакер с удерживающим механизмом 2.A well-known formation tester, intended for testing and treating a formation, includes a circulation valve consisting of a housing with circulation channels, a telescopically connected hollow spring-loaded stem, made with a sealable annular ledge and forming a brake chamber with the housing, a test valve consisting of from the body, a telescopically connected hollow shaft with an inlet channel, forming a brake chamber with the body, and a removable plug installed in the channel of the shaft, and a packer with an holding mechanism 2.

Устройство .сложно в управлении гидравлической неуравновещенности испытател пластов, возникающей в св зи с расположением уплотн емого выступа в средней части щтока разгрузочного (циркул ционного ) клапана и способствующей открытию циркул ционных отверстий при спуске испытательного оборудовани в скважииу.The device is complicated in controlling the hydraulic imbalance of the formation tester arising in connection with the location of the sealing protrusion in the middle part of the discharge valve (circulation) valve and facilitating the opening of the circulation holes when the testing equipment is in the well.

Целью изобретени вл етс предотвращение преждевременного открыти циркул ционного клапана и упрощение процесса управлени испытателем пластов.The aim of the invention is to prevent the premature opening of the circulation valve and to simplify the process control of the formation tester.

Поставленна цель.достигаетс тем, что выступ щтока цилиндрического клапана расположен над циркул ционными каналами, а корпус испытательного клапана телескопически св зан подвижным уплотнителем с корпусом уравнительного клапана, причемThe goal is achieved by the fact that the protrusion of the cylindrical valve protrusion is located above the circulation channels, and the test valve body is telescopically connected by a movable seal to the equalization valve body,

диаметр подвижного уплотнител больще диаметров щтоков испытательного и циркул ционного клапанов и меньще диаметра уплотн емого выступа штрка циркул ционного клапана. На фиг. 1 - общий вид испытател пластов в разрезе; на фиг. 2 - развертки паза корпуса испытательного клапана; на фиг. 3 разрез паза фиксатора кор пакера. Испытатель пластов включает циркул ционный клапан, содержащий корпус 1 с циркул ционными отверсти ми 2, полый щток 3 с плотнительным выступом 4, пружину сжати 5, тормозную камеру 6, щлицевое соединение 7; испытательный клапан,(Содержащий шлицевое соединение 8, корпус 9, полый шток 10 с впускными отверсти ми 11, тормозную камеру 12, гильзу 13, с,впускными отверсти ми 14; уравнительный клапан , содержащий щлицевое соединение 15, корпус 16 с уравнительными отверсти ми 17, с пазом 18, щток 19 с уравнительными отверсти ми 20 и выступом 21, щлицевое соединение 22; пакер, содержащий корпус 23, подпружиненные тормозные бащмаки 24, корное устройство 25, разиновые элементы 26, удерживающее устройство 27, щток 28 с отверстием 29; пазом 30, палец 31, трубку 32 и камеру 33. В осевом канале штока 10 испытательного клапана закреплена с помощью стопорного устройства 34 съемна пробка, состо ща из корпуса 35 и щтока 36, зафиксированных между собой щпилькой 37. Шток 36 выполнен со специальной головкой 38 и хвостовиком 39, имеющим уменьщенный диаметр по отнощению к остальной части щтока. К хвостовику 39 щтока 36 креп тс манометры и пробоотборник 40. Съемна пробка устанавливаетс при сборке испытател пластов. Испытатель пластов содержит основные подвижные уплотнени с диаметрами D ,, DJ и Оз, вли ющими на гидравлическую урановещенность испытател в целом, где D I - диаметр уплотнительного выступа щтока циркул ционного клапана; Па- диаметр штока испытательного и циркул ционного клапанов; Оз - диаметр подвижного уплотнени . Штоки 3 и 10 жестко св заны между собой . Корпус 1 со щтоком 3 и корпус 9 со щтоком 10 св заны телескопически. Также телескопически св зан корпус 9 испытательного клапана с корпусом 16 уравнительного клапана. Корпус 1 циркул ционного клапана жестко св зан с колонной труб 41. Испытатель пластов работает следующим образом. Испытатель пластов спускаетс в скважину в положении, показанном на чертеже. При этом пружина 5, упираетс в торцы корпуса 1 и выступа 4 полого щтока 3 и удерживает циркул ционный клапан 1 в сжатом положении, циркул ционные отверсти 2 закрыты. Тормозна камера 6 преп тствует раст жению циркул ционного клапана. Испытательный клапан при спуске в скважину раст нут, впускные отверсти 11 и 14 разобщены (закрыты). Тормозна камера 12 преп тствует его сжатию в процессе краГковременных посадок. При спуске выступ 21 щтока 19 уравнительного клапана находитс в нижнем положении паза 18, расположенного в корпусе 16, уравнительные отверсти 17 и 20 сообщены (открыты). Уравнительный клапан аамкнут в открытом положении. Пакер опускаетс с пальцем 31 тормозного устройства 24, наход щимс в нижней части паза 30, выполненного на щтоке 28. При этом корное устройство 25 находитс в исходном положении. В исходном положении также находитс удерживающее устройство 27. Тормозные бащмаки 24 с помощью пружин прижимаютс к стенке скважины . Съемна пробка 35 перекрывает осевой канал щтока 10 испытательного клапана. Ш,лицевые соединени 7,8,,15 и 22 служат дл передачи крут щего момента расположенному ниже оборудованию. Во врем спуска циркул ционного клапана отверсти 2 удерживаютс в закрытом положении усилием равным; G бги. -h Gnp. -ах. О гуснлие действующее от гидравлической неуравновещенности испытани пластов, равное Е Pi 0,785 1 -гидравлическое давление стол- ба бурового раствора, заполн ющего скважину; Опр.рабочее усилие пружины 5; хвостовика. Как указывалось, дополнительно, открытию циркул ционных отверстий 2 преп тствует тормозна камера 6. Пакеровка скважины и закрытие уравнительного клапана производитс путем правого вращени на 1/4 оборота и нисход щего перемещени колонны труб. При этом палец 31 перемещаетс в верхнюю часть 42 паза 30, плащки корного устройства 25 вход т в зацепление со стенкой скважины. резиновые элементы 26, сжима сь, перекрывают ствол скважины. Выступ 21 перемещаетс в верхнюю/часть 43 паза 18, уравнительные отверсти 17 и 20 разобщаютс (закрываютс ), уравнительный клапан, та-КИМ образом, замыкаетс в закрытом положении . С некоторой задержкой во времени по отнощению к пакеровке и закрытию уравнительного клапана, под действием осевой механической нагрузки, совмещаютс впускные отверсти 11 и 14 испытательного клапана . Циркул ционные отверсти 2 остаютс в закрытом положении. После открыти впускных отверстий, в св зи с перераспределением давлени воThe diameter of the rolling seal is smaller than the diameters of the test-valve and circulation valve's rods and smaller than the diameter of the sealing protrusion of the circulation valve. FIG. 1 is a general view of the section tester; in fig. 2 - sweep groove test valve body; in fig. 3 cut groove lock box packer. The formation tester includes a circulation valve, comprising a housing 1 with circulation openings 2, a hollow brush 3 with a sealing lip 4, a compression spring 5, a brake chamber 6, a coupling connection 7; test valve, (containing spline connection 8, body 9, hollow rod 10 with inlet holes 11, brake chamber 12, sleeve 13, with inlet holes 14; balancing valve containing sleeves connection 15, body 16 with equalizing holes 17 , with groove 18, brush 19 with equalizing holes 20 and protrusion 21, click connection 22; a packer, comprising a housing 23, spring-loaded brake shoulder brackets 24, a crust device 25, gouging elements 26, a holding device 27, a brush 28 with a hole 29; 30, the finger 31, the tube 32 and the camera 33. In the axial The rod 10 of the test valve is secured by a removable stopper using a locking device 34, consisting of a housing 35 and a stem 36 fixed to each other by a pin 37. The stem 36 is made with a special head 38 and a stem 39 having a reduced diameter relative to the rest of the brush. A shank 36 of the pressure gauge 36 and the sampler 40 are attached to the shank 39. The removable plug is installed during the assembly of the formation tester. The formation tester contains basic movable seals with diameters D ,, DJ and Oz, affecting the hydraulic level of the tester as a whole, where D I is the diameter of the sealing lip of the circulation valve rod; Pa is the diameter of the stem of the test and circulation valves; Oz is the diameter of the rolling seal. Rods 3 and 10 are rigidly connected to each other. The housing 1 with the stem 3 and the housing 9 with the stem 10 are telescopically connected. Also, the test valve body 9 is telescopically connected to the equalization valve body 16. The housing 1 of the circulation valve is rigidly connected to the column pipe 41. The formation tester operates as follows. The formation tester descends into the well in the position shown in the drawing. In this case, the spring 5 rests on the ends of the casing 1 and the protrusion 4 of the hollow shaft 3 and holds the circulation valve 1 in the compressed position, the circulation openings 2 are closed. The brake chamber 6 prevents the circulation valve from stretching. The test valve is expanded during the descent into the well, the inlet ports 11 and 14 are separated (closed). The brake chamber 12 prevents it from being compressed during an abrupt landing. During the descent, the protrusion 21 of the equalizer valve shaft 19 is in the lower position of the groove 18 located in the housing 16, the equalization holes 17 and 20 are communicated (open). Balancing valve aamkut in open position. The packer is lowered with the finger 31 of the brake device 24 located in the lower part of the groove 30 made on the rod 28. In this case, the core device 25 is in the initial position. The restraint 27 is also in the initial position. The brake reinforcements 24 are pressed against the borehole walls by means of springs. The removable plug 35 closes the axial channel of the plug 10 of the test valve. W, facial connections 7, 8, 15 and 22 serve to transfer torque to the equipment below. During the descent of the circulation valve, the openings 2 are held in the closed position by an equal force; G bgi. -h Gnp. -Oh. O gusnlie acting on hydraulic imbalance testing formations, equal to E Pi 0,785 1 - hydraulic pressure of the mud column filling the well; Def. Operating force of spring 5; shank As mentioned, in addition, the brake chamber 6 prevents the circulation holes 2 from opening. Packing the well and closing the equalizing valve is done by right turning 1/4 of a turn and descending movement of the pipe string. In this case, the finger 31 moves to the upper part 42 of the groove 30, the plates of the core device 25 engage with the borehole wall. rubber elements 26, compressing, overlap the wellbore. The protrusion 21 is moved to the upper / part 43 of the groove 18, the equalization holes 17 and 20 are separated (closed), the equalization valve, in this way, closes in the closed position. With a certain time delay in relation to the packing and closing of the balancing valve, under the action of axial mechanical load, the inlet ports 11 and 14 of the test valve are combined. Circulating holes 2 remain in the closed position. After opening the inlets, due to the redistribution of pressure during

внутренней полости испытательного оборудовани , происходит изменение усилий, действующих от гидравлической неуравновешенности на отдельные конструктивные элементы клапанных систем.the internal cavity of the test equipment, there is a change in the forces acting from the hydraulic imbalance on the individual structural elements of valve systems.

В этот период возникает усилие, прижимающее корпус 9 испытательного клапана вниз.During this period, there is a force that presses the test valve body 9 down.

Это усилие способствует последующему закрытию впускных отверстий 11 и 14 с целью осуществлени закрытого периода испытани . Без учета переданной на оборудование механической нагрузки, оно равноThis force contributes to the subsequent closure of the inlets 11 and 14 in order to carry out a closed test period. Without taking into account the mechanical load transferred to the equipment, it is equal to

G, 0,785(Di-Da) (Ра-Ру),G, 0.785 (Di-Da) (Ra-Rou),

где13 - гидростатическое давление where13 is hydrostatic pressure

столба жидкости, заполн ющей трубы.a column of fluid filling pipes.

При этом на щток 3 и 10, действует усилие , по-прежнему прижимающее его вверх, равноеIn this case, the shchtok 3 and 10, the force acts, still pressing it up, equal to

G ь 0,785(Df-D,)(P,-P.) + Опр.G b 0.785 (Df-D,) (P, -P.) + Def.

Дл разобщени впускных отверстий 11 и 14 и, следовательно, разобщени полости труб с подпакерным пространством, с целью осуществлени закрытых периодов испытани , производитс сн тие веса колонны труб, переданного на испытательное оборудование и восход щее перемещение колонны труб. При этом, вначале раст гивающее усилие передаетс щтоку, а затем через этот щток корпусу 9 испытательного клапана. Уравнительный клапан остаетс в замкнутом положении , пакер за счет наличи на нем перепада давлени , удерживаетс в рабочем положении. Корпус 9 испытательного клапана имеет свободный ход по отношению к корпусу 16 уравнительного клапана, что способствует предотвращению преждевременного открыти циркул ционного отверсти 2. за счет чрезмерного нат жени колонны труб.In order to separate the inlet openings 11 and 14 and, consequently, to separate the tube cavity from the sub-packer space, in order to carry out closed test periods, the weight of the pipe string transferred to the test equipment and upward movement of the pipe string is carried out. In this case, first, the tensile force is transmitted to the brush and then through this brush to the test valve body 9. The equalization valve remains in the closed position, the packer is kept in the working position due to the presence of a pressure differential on it. The test valve body 9 has a free stroke relative to the equalization valve body 16, which helps to prevent the circulation port 2. from opening prematurely due to excessive tension in the pipe string.

По мере восстановлени пластового давлени в течение закрытого периода испытани усилие Q будет уменьшатьс и в конечный момент будет равно:As the reservoir pressure recovers during the closed test period, the force Q will decrease and at the final moment be:

О 0,785(0 -D( (Ра-Р„. ), где РПЛ.- пластовое давление.About 0.785 (0 -D ((Pa-P „.)), Where RPL.- reservoir pressure.

Дл .повторного открыти впускных отверстий 11 и 14 на оборудование передаетс первоначальна осева механическа нагрузка от веса колонны -труб.For re-opening the inlet openings 11 and 14, the initial axial mechanical load from the weight of the column to the pipe is transferred to the equipment.

Дл открыти циркул ционных отверстий 2, с целью замены содержимого бурильных труб путем осуществлени пр мой или обратной циркул ции, необходимо довыбрать свободный ход корпуса испытательного клапана и произвести нат жение колонны труб по величине равное усилию. Замена пластового флюида, поступивщего в трубы буровым раствором, может производитьс путем обратной циркул ции в процессе закрытого периода испытани .In order to open the circulation holes 2, in order to replace the contents of the drill pipe by direct or reverse circulation, it is necessary to remove the free running of the test valve body and to tension the pipe string to a value equal to the force. The replacement of formation fluid entering the pipe by the drilling fluid can be carried out by reverse circulation during the closed test period.

Перед извлечением съемной пробки, манометров и пробоотборника, дл выравнивани давлени в трубах. За трубами и подпакерном пространстве, открываютс уравнительные отверсти 17 и 20. Дл этого производитс правое вращение на 1/4 оборота, восход щее перемещение и левое вращение на 1/4 оборота колонны бурильных труб. При этом выступ 21 возвращаетс в исходное (нижнее) положение в пазе 18 и уравнительный клапан замыкаетс в открытом положении.Before removing the plug, gauges and sampler, to equalize the pressure in the pipes. Behind the pipes and the sub-packer space, equalization holes 17 and 20 are opened. To do this, right-hand rotation 1/4 turn, upward movement and left-hand rotation 1/4 turn of the drill string are performed. With this, the protrusion 21 returns to its original (lower) position in the groove 18 and the equalization valve closes in the open position.

Дл извлечени съемной пробки в скважину на стальном тросе спускаетс авершот , соедин ющийс с головкой 38 пробки, путем нат жени троса срезаетс шпилька 37. При подн тии штока 36 до положени суженной части его хвостовика 39 против стопорного устройства 34, съемна пробка освобождаетс от действи стопорного устройства , после чего она может свободно подниматьс на дневную поверхность с манометрами и пробоотборником 40.To remove the removable plug into the well, a steel cable descends on the steel cable and connects to the plug head 38 by pulling the cable, the pin 37 is cut off. device, after which it can freely rise to the surface with pressure gauges and a sampler 40.

После проведени операций по испытанию объекта и извлечени съемной пробки, без подъема колонны труб, предлагаемый испытатель пластов используетс дл проведени обработки призабойной зоны или закачки цемента. Дл этого, после закачки и доведени до забо необходимого количества рабочего агента закрываютс отверсти 2 циркул ционного и уравнительного клапана, дл закрыти циркул ционных отверстий 2, достаточно сжать циркул ционный клапан. Закрытие уравнительных отверстий 17 и замыкание уравнительного клапана производитс , как указывалось выше, путем поворота на 1/4 оборота, и нисход щего перемещени колонны труб. Операции, требующие создани давлени под пакером производ тс при оборудовании нагруженном осевой механической нагрузкой за счет веса колонны труб.After conducting an operation to test the object and remove the plug, without lifting the pipe string, the proposed formation tester is used to perform the bottomhole treatment or cement injection. For this, after pumping and bringing to the bottom of the required amount of working agent, the openings 2 of the circulation and balancing valves close, to close the circulation openings 2, it is sufficient to compress the circulation valve. The closure of the equalizing holes 17 and the closure of the equalizing valve is performed, as mentioned above, by turning it 1/4 turn and descending movement of the pipe string. Operations requiring pressure under the packer are performed with equipment loaded with axial mechanical load due to the weight of the pipe string.

При создании избыточного давлени в подпакерной зоне, жидкость под этим давлением , проход через отверстие 29 штока 28, заполн ет камеру 33 и действует на удерживающее устройство 27 с его внутренней стороны, благодар этому плащки удерживающего устройства 27 вход т в зацепление со стенкой скважины и удерживают пакер от перемещени вверх.When an overpressure is created in the subpacker zone, the fluid under this pressure, passing through the opening 29 of the rod 28, fills the chamber 33 and acts on the holding device 27 from its inner side, due to which the clamps of the holding device 27 engage with the borehole wall and hold packer from moving up.

Сн тие пакера с места пакеровки производитс путем создани увеличенного нат жени колонны труб. При этом палец 31 щтока 28 возвращаетс в исходное положение в пазу 30 и корное устройство замыкаетс .Removing a packer from the place of packing is done by creating an increased tension on the pipe string. In doing so, the finger 31 of the stem 28 returns to its original position in the groove 30 and the core device closes.

Claims

Invention Formula

A formation tester with a circulating valve consisting of a housing