SU920202A1 - Испытатель пластов(его варианты) - Google Patents

Description

СЗ) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

Изобретение относитс  к области испытани  скважин на нефть, газ или воду, в частности к устройствам дл  испытани  скважин в процессе бурени  и после креплени  их колонной. Известен испытатель пластов, включающий корпус, шток, реле времени, приемный клапан, раздвижной механизм, сигнализатор, выполненный в виде патрубка с радиальными каналами и размещенного в нем полого поршн  с кольцевыми выступами, между которыми выполнены радиальные каналы, причем патрубок жестко св зан со штоком испытател  пластов, а полый поршень - с колон ной т руб l} . Однако работа данного испытател  пластов, дот  и позвол ет осуществл т пр мую и обратную циркул цию в скважи не, не обеспечивает закрыти  клапанов после циркул ции, дл  его последующей работы в скважине. Кроме того, конструкцией испытател  пластов не предусмотрена мн9гоцикловость в работе, а также возможность сообщени  трубного, затрубного, подпакерного пространств скважины одновременно до и после испытани  объекта.. Поэтому данный испытатель не может быть применен дл  испытани  за один спуск двух и более объектов, с доставкой продукта испытани  каждого пласта на поверхность, проведени  технологической промывки через него перед испытанием, проведени  работ по интенсификации притока через испытатель пластов с последующим запуском пласта в работу. Известен также испытатель пластов, включающий верхний полый шток, жестко св занный с колонной труб, реле времени с разделительными поршн ми, приемный и уравнительный клапаны с каналами и подвижную втулку, установленную между полым штоком и корпусом, нижний полый шток с кожухом и корпус, телескопически св занный с верхним и нижним полыми штоками 21.

Недостатком указанного испытател  пластов  вл етс  то, что он не может примен тьс  дл  испытани  двух и более объектов с доставкой продукта испытани  каждого пласта на поверхность . Его конструкци  не предусматривает проведени  технологической промывки перед испытанием и проведени  работ по интенсификации притока из пласта, поскольку его конструкцией не предусмотрено сообщение трубного , затрубного и межпакерного пространства одновременно перед испытанием и после него каждого объектаj Сигнал О закрытии приемного клапана испытател  пластов фиксируетс  на поверхности стабилизацией веса колонны труб, отмечаемой по индикатору. Это осуществл етс  за счет телескопического перемещени  корпуса относительно нижнего штока испытател  пластов . Кроме того, данное устройство характеризуетс  недостаточной надежностью получаемого сигнала в глубоких , наклонных и геологически сложных скважинах. Это приводит к некачественным и даже неудачным испытани м объектов из-за незакрыти  приемного или преждевременного открыти  уравнительного клапана. Преждевременный срыв уравнительного клапана испытател  пластов имеет место также и в том случае, когда перепад между давлени ми в кольцевом и межпакерном Хподпакерном) пространствах скважины незначителен, так как уравнительный клапан в данном устройстве удержидаетс  в закрытом положении только усилием , действующим от перепада-этих давлений.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы устройства при испытании нескольких объектов за один спуск испытател  в глубокие и искривленные скважины, причем испытатель пластов может быть спущен в скважину и на трубахмалого диаметра .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что приемный клапан и втулка снабжены цг нговыми. захватами дл  фиксации их относительно корпуса, в котором выполнены кольцевые выступы под захваты клапана и втулки, причем втулка установлена над каналами приемного и уравнительного клапанов.

При спуске испытател  в скважину на трубах малого диаметра поставленна  цель достигаетс  тем, что втулка и нижн   часть корпуса снабжены цанговыми захватами дл  фиксации их соответственно относительно корпуса J и кожуха, причем корпус и кожух имеют кольцевые выступы под захваты втулки и корпуса, а втулка установлена над каналами приемного и уравнительного клапанов.

0 Надежность работы устройства повышаетс  за счет устранени  преждевременного открыти  уравнительного клапана, более точной передачи на поверхность сигнала о закрытии при5 смного клапана и возможности проведени  промывки перед каждым испытанием, а также проведени  работ по интенсификации притока из пластов через испытатель пластов.

0 На фиг. 1 изображен испытатель пластов в положении при спуско-подъемных операци х и во воем  циркул ции жидкости через него, общий вид; на фиг. 2 - нижн   часть испытател  пластов в положении при открытом периоде испытани  и при закачке рабочего агента , например (ПАВ), в межпакерную зону; на фиг. 3 нижн   часть испытател  пластов в положении при закрытом

g периоде испытани ; на фиг. - нижн   часть испытател  пластов с решенным как отдельный конструктивный элемент телескопическим соединением, наход щимс  в положении при открытом периоде испытани ; на фиг. 5 нижн   часть испытател  пластов с упом нутым дополнительным телескопическим соединением , наход щимс  в положении при закрытом периоде испытани .

Испытатель пластов состоит из корпуса , включающего патрубки 1, 2 и 3 и переводник k. Внутри корпуса расположен полый шток 5 жестко св занный с переводником 6, на котором винтами 7 фиксируетс  патрубок 8, наход щийс  в шестигранном телескопическом соединении с патрубком 1. В средней части штока 5 выполнен кольцевой выступ А, в нижней .- выступ Б. В кав мере,образованной патрубками 1 и 2, находитс  реле времени, состо щее из поршн  9, колец 10, П и скобы 12, фиксирующей поршень 9 на штоке 5« Внутри поршн  9 выполнены каналы гидравлического сопротивлени  В с установленными в них стержн ми. На нижней части штока 5 расположены втулка 13 цанговый захват Н, и уплотнительный элемент 15, образующие вместе с отверстием Г, выполненном на патрубке 3, уравнительный клапан испытател  пластов. Указанные детали клапана ограничены от перемещени  вниз относительно штока 5 детал ми приемного клапана, жестко св занными с штоком 5 и включающими клапан 16 с отверстием Д, цанговый захват 17 и уплотнительиый элемент 18,

В верхней части камеры 1 расположена втулка 19, ограничивающа  перемещение разделительного поршн  20, в нижней ее части выполнены радиальные отверсти  Е, В нижней части патрубка 1 расположена втулка 21. Внутренн   полость патрубков 1, 2 через отверсти , перекрытые пробками 22, 23, заполн етс  тормозной жидкостью. В патрубке 3 выполнен кольцевой выступ Ж. В переводнике выполнены кольцевые выступы И, К, Л кольцева  канавка М, соединенна  каналом Н с полостью оборудовани , расположенного ниже кольцевого выступа Л.

Испытатель пластов с выделенным телескопическим соединением кроме перечисленных деталей включает переводник 24, жестко св занный с шестигранным штоком 25, наход щимс  в телеекопическом соединении с кожухом 2б.

Нижн   часть кожуха 26 жестко соединена с переводником 27, который жестко св зан с полым штоком 28, на сод щимс  в телескопическом соединении со штоком 25. На шестигранном штоке 25 расположен цанговый захват 29. В кожухе 26 выполнена кольцева  проточка 0.

Испытатель пластов работает следующим образом.

В процессе спуска в скважину бурильные трубы заполн ютс  промывочной жидкостью через каналы Г патрубка 3 и каналы Д приемного клапана 16 Через каналы Д и Г производитс  технологическа  промывка скважины (пр ма  циркул ци  перед началом испытани , что позвол ет привести параметры про| 1вочной жидкости в норму и. исключить возможные осложнени  при испытании . После этого, при окончании спуска, промывочна  жидкость, заполн юща  трубы, замещаетс  водой (полностью или частично) путем пр мой циркул ции, дл  создани  расчетной депрессии на пласт. Затем произво .дитс  упор  корного устройства в стенку скважины и создаетс  сжимающа  нагрузка дл  пакеровки. Под действием этой нагрузки переводник 6 вместе с штоком 5 смещаетс  вниз до упора кольцевого выступа А штока в поршень 9 реле времени. Тормозна  жидкость перетекает по гидравлического сопротивлени  В, благодар  чему создаетс  задержка перемещени  штока 5 по времени. Приемный клапан 16 входит в соответствующий ему кольцевой выступ И. Уравнительный клапан после соприкосновени  с кольцевым выступом Б на штоке 5 начинает перемещатьс  в крайнее нижнее положение .

После того, как поршень 9 реле времени окажетс  ниже радиальных отверстий Е, выполненных в патрубке реле , гидравлическое сопротивление перетоку тормозной жидкости резко снижаетс , шток 5 вместе с приемным и уравнительным клапанами быстро перемещаетс  в крайнее нижнее положение (фиг. 2), что фиксируетс  на поверхности по индикатору веса.

При этом уплотнит ельный элемент 15 уравнительного клапана оказываетс  ниже отверстий Г патрубка 3, разобща  трубное и кольцевое пространства скважины. Выступы цангового захвата располагаютс  ниже кольцевого выступа Ж патрубка 3.

Уплотнительный элемент 18 приемного клапана 16 устанавливаетс  в полости кольцевого выступа К, что предотвращает взаимодействие уплотнени  с флюидом. Отверсти  Д клапана 1б, располагаютс  против кольцевой канавки М и сообщаютс  с межпакерным пространством скважины через каналы Н переводника k. Выступы цангового захвата 17 устанавливаютс  ниже кольцевого выступа Л. На фиг. 2 детали испытател  пластов показаны в положении , соответствующем открытому периоду испытани . Причем срабатывание клапанов испытател  пластов фиксируетс  на поверхности по индикатору веса .

Сн тие противодавлени  с пласта и его запуск в работу осуществл етс  путем открыти  соответствующего крана , расположенного в поверхностной ов зке на устье скважины. По истечении времени открытого периода испытани  колонну труб приподнимают до полного устранени  сжимающей механической нагрузки на испытатель пластов. При дальнейшем подъеме трубке увеличением нат жени  до определенной велич1 ны ( кН) , что фиксируетс  п индикатору веса, цанговый захват 17 срываетс  с кольцевого выступа Л, что также фиксируетс  по .индикатору веса на поверхности. Детали испытате л  пластов устанавливаютс  в положении , соответствующем закрытому перио ду испытайи . Отверсти  Д приемного клапана 16 перекрываютс  уплотнитель ными элементами 15, 18 от кольцевого и межпакерного пространства скважины одновременно. Приемный клапан испыта тел  пластов закрыт при закрытом°ура нительном клапане. Наличие свободного хода L «телеско пического соединени  испытател  плас тов позвол ет передать на поверхност сигнал о закрытии его приемного клапана (срыв цангового захвата 17), не допуска  соприкосновени  торцов приемного 16 и уравнительного клапанов. На поверхности это отмечаетс  падени ем веса (на 30-40 кН) по индикатору. При дальнейшем перемещении колонны труб вверх приемный клапан соприкасаетс  с уравнительным, что фиксируетс  на поверхности увеличением нат жени , превышающим нат жение, необходимое дл  срыва цангового захвата 17. Это  вл етс  вторым, дополнительным сигналом о закрытии приемного клапана 16. Цанговый захват 1 предупреждает преждевременный срыв уравнительного клапана при низких перепадах давлений в кольцевйм и межпакерном пространствах скважины, а также предотвращает износ уплотнительного элемента 15, удержива  втул ку 13 неподвижной относительно патрубка 3 при кратковременных посадках во врем  спуска испытател  пластов в скважину. Дл  повторного открыти  приемного клапана необходимо снова создать сжимающую нагрузку на испытатель пластов. Таким образом, путем осевых перемещений колонны труб можно осуществл ть многократные открытые и закрытые периоды испытани  плас та с получением на поверхности сигналов о срабатывании его клапанов. Послеокончани  испытани  полость бурильных труб перекрываетс  на устье скважины. Трубы приподнимаютс  вверх раст гивающее усилие после начала взаимодействи  торцов приемного с уравнительным клапаном возрастает до определенной величины (фиксируетс  на поверхности по индикатору веса) и детали испытател  пластов возвращаютс  в исходное положение. В результате этого полость труб, кольцевое и межпакерное пространства скважины сообщаютс  между собой. После открыти  крана на устье скважины содержимое полости бурильных труб замещаетс  промывочной жидкостью путем обратной циркул ции. Продукт испытани  пласта по трубам поднимаетс  на устье скважины , где замер етс  его объем и производитс  отбор проб. После пол ного замещени  содержимого труб промывочной -жидкостью испытательное оборудование перемещаетс  в скважине дл  испытани  очередного пласта. Производитс  технологическа  г)омывка скважинь и весь цикл испытани  повтор етс , В случае необходимости через испытатель пластов провод тс  работы по интенсификации притока из пласта, например кислотна  обработка . Испытатель пластов с дополнительным телескопическим соединением примен етс  в тех случа х, когда колонна труб, на которой он опускаетс , имеет маль диаметр (1Н мм) и при работе в глубоких скважинах, в частности при создании раст гивающих осевых усилий дл  закрыти  приемного клапана и срыва цангового захвата, дл  получени  сигнала о его закрытии, когда длина колонны сокращаетс  на значительную величину. Сокращение длины колонны труб при этом компенсируетс  ходом дополнительного телескопического соединени . Работа испытател  пластов с выделенным телескопическим соединением ничем не отличаетс  от его работы в том случае, когда телескопическое соединение не выдел етс . При сжатом испытателе пластов .открытый период спытани ) выступы цангового захвата 9 наход тс  в кольцевой проточке 0. о истечений времени открытого периоа испытани  колонну tpy6 приподниают . Приемный клапан 16 испытател  ластов торцом соприкасаетс  с торцом равнительного клапана, полость труб межпакерное (подпакерное) пространтво скважины разобщаютс . При дальейшем подъеме труб, с увеличением ат жени  до,определенной величины (30-40 кН), что фиксируетс  по индикатеру веса, цанговый захват 29 выходит из кольцевой проточки О кожуха 2б, колонна труб сокраща сь, по длине перемещает, шестигранный шток 25 относительно кожуха 26 и полого штока 28, жестко св занных через переводник 27 с нижней частью испытательного оборудовани . Это предотвращает преждевременное открытие уравнительного клапана испытател  пластов и обеспечивает передачу на поверхность через колонну труб динамического сигнала о закрытии приемного клапана, что надежно фиксируетс  по индикатору веса. Усилие, необходимое дл  срыва цангового захвата 29, всегда значительно меньше усили , удерживающего уравнительный клапан в закрытом положении . Таким образом, наличие в испытателе пластов цангового захвата съемно фиксирующего его телескопичейкое соединение в сжатом положении, позвол ет получать сигналы о каждом закрытии его приемного клапана. Экономическа  эффективность от применени  предлагаемого испытател  пластов достигаетс  за счет получени  сигнала на поверхность о закрытии его приемного клапана. Это позвол ет исключить Некачественные и неудачные испытани  из-за незакрыти  приемного клапана или преждевременного срыва уравнительного клапана. Неудачные испытани  по этой причине составл ют 1,5 2% от общего количества испытанных объектов.

Общее количество проводимых испытаний в стране испытателем пластов . составл ет примерно 5000. Врем , необходимое дл  подготовки скважины и проведени  повторного испытани  неудачно испытанных объектов, составл ет в среднем 2-2,5 сут.

Сметна  стоимость 1 ч работы буровой установки составл ет 56,47 руб.

Следовательно, экономическа  эф- , фективность за год от применени  предлагаемого устройства по стране составит 2x24x56,1 7x5000x0,15 -200000 руб.

Расчет не учитывает основного трудноподсчитываемого экономического эффекта, который может быть получен за счет расширени  и повышени  качества данных при испытании двух и более объектов за один спуск испыта-;ел  пластов в скважину и испытание

объектов в скважинах со сложными геологическими услови ми, где из-за опасности прихвата или про влени  невозможно произвести испытание другим оборудованием.

Claims (2)

1.Испытатель пластов, включающий корпус, телескопически св занный с полым штоком, который жестко соединен с колонной труб, реле времени с разделительными поршн ми, приемный

и уравнительный клапаны с каналами и подвижную втулку, установленную между полым штоком и корпусом, о т ичающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства при испытании нескольких объектов за один спуск испытател  в глубокие и искривленные скважины, приемный клапан и втулка снабжены цанговыми захватами дл  фиксации их относительно корпуса, в котором выполнены кольцевые выступы под захваты клапана и втулки, причем втулка установлена над каналами приемного и уравнительного клапанов.

2.Испытатель пластов, включающий верхний полый шток жестко св занный с колонной труб, реле времени с разделительными поршн ми, приемный и уравнительный клапаны с каналами и подвижную втулку, установленную между полым штоком и корпусом, нижний полый шток с кох{ухом и корпус, телескопически св занный с верхним и нижним полыми штокамиj отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства при испытании нескольких объектов за оди спуск испытател  в глубокие и искривленные скважины, втулка и нижн   часть корпуса снабжены цанговыми захватами дл  фиксации их соответственно относительно корпуса и кожуха причем корпус и кожух имеют кольцевы выступы под захваты втулки и корпуса а втулка установлена над каналами, приемного и уравнительного клапанов.

Источники информации, . прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 569702, кл. Е 21 В 49/00, 1975.

2,Авторское свидетельство СССР tf , кл. Е 21 В 49/00, 1971 (прототип ).

// /.

V

.20

гг

)К

фиг 2

Фиё.З