SU981602A1 - Испытатель пластов - Google Patents

Description

Изобретение отиоситс  к оборудованию дл  испытани  нефт ных и газовых скважин Трубными испытательными инструментами,

Известен испытатель пластов многоцикловый , включающий корпус, шток гидрокамерУ впускные и уравнительные клапаны. Дл  контрол  открыти  и закрыти  впускного и уравнительного клапанов под этим устройством устанавливают раздвижной механизм

Однако применение раздвижного механизма не устран ет зависимость осевой сжимающей нагрузки на пакер от гидростатического давлени  в процессе восстановлени  пластового давлени .

Известен также испытатель пластов, содержащий корпус,, телескопически св занный с ним шток с поршнем,гидрокамеру с реле времени, впускной клапан, золотник и пакер .

В процессе восстановлени  давлени  механическа  нагрузка с пакера полностью снимаетс  путем перемещени  труб вверх и герметичность пакеровки обеспечиваетс  только гидравлической нагрузкой, действующей за счет перепада давлени  между гидростатическим и давлением в подпакерном пространстве, в этом случае качественное испытание возможно, когда осева  сжимающа  нагрузка па пакер не менее 8-9 т. При уменьшении гидравлической нагрузки в процессе восстановлени  давлени  до критической величины происходит самораспакеровка скважины, вследствие чего операци  по испьлтанию скважины будет неудачной. В случае проведени  работ в скважинах, заполненных глинистым раствором удельного веса до 1,2 и ниже (например водой) при незначительных и средних глубинах 15 испытани  (1000-2000 м), осева  сжимающа  нагрузка на пакер в процессе восстановлени  давлени  недостаточна дл  герметизации скважины . Аналогичное  вление имеет место также при испытании на больших глубинах , когда величина пластового давлени  близка к значению гидростатического давлени  в скважине. Поэтому применение этих устройств по вышеуказанным причинам ограничено .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности многоциклового 30 испытани  за счет улучшени  герме-

тичности пакеровки в процессе восстановлени  давлени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что испытатель пластов, содержщий корпус, телескопически св занный с ним шток с поршнем, гидрокамеру с реле времени, впускной клапан , золотник и пакер, снабжен установленным с возможностью взаимодействи  с золотником разделительны плунжером, полость над которым св зана с гидравлической камерой реле времени, а золотник подпружинен относительно корпуса, причем площадь поперечного сечени  плунжера меньше площади поперечного сечени  поршн ,

На фиг.1 noKasfiH испытатель пластов в скважине при закрытом положении в процессе спуско-подъемных , продольный разрез; на фиг.2 - обратный клапан испытател  пластов, продольный разрез.

Испытатель пластов состоит из верхнего 1 и нижнего 2 корпусов. Внутри верхнего корпуса 1 размещен шток 3 с поршнем 4, Между верхним корпусом I, поршнем 4 и штоком 3 образованы гермётичнче камеры 5 и б, заполненные жидкостью и сообщенные между собой каналом А.

К нижнему концу верхнего корпуса 1 устанавливаетс  втулка 7, в которой сверху ввернут на определенную величину поршень 8 реле времени, имеющий снаружи винтовые каналы Б малого сечени , выполн ющие функцию реле времени испытател  пластов, Клапан 9 с пружиной 10 обеспечивают быстрый переток жидкости из нижней части поршн  8 в камеры б и 5 при создании раст гивающей нагрузки на испытатель пластов. Внутри втулки 7 предусмотрен разделительный плунжер 11, который вместе с золотником 12 прижат пружиной 13 вверх под определенным усилием. Верхний конец плунжера 11 сообщен, через канал малого сечени  Б с герметичными жидкостными камерами. Нижний конец золотника 12 через камеру 14 и канал В сообщаетс  с затрубным пространством . Плунжер 11 и золотник 12 имеют одинаковый диаметр Д. Диаметр плунжера Д- выполнен меньшим, чем диаметр поршн  Д . Пружина 13 отрегулирована так, что перемещение штока 3 с поршнем 4, а также перемещение разделительного плунжера 11, золотника 12 вниз до упора и сообщение впускных каналов Г, Д и Е происходит после создани  на испытатель пластов определенной сжимающей нагрузки , величина которой больше величины сжимающей нагрузки на пакер, создаваемой дл  repv eтизaции ствола скважины,

К нижнему концу испытател  пластов .присоедин етс  пакерный узел 15

состо щий из корпуса 16 с уравнительными каналами Ж, поршн  17 с каналом 3. Между корпусом 16 и штоком 18 предусмотрен резиновый элемент 19. Ниже пакерного узла устанавливают фильтр.

Перед спуском испытательное оборудование присоедин ют к нижнему концу колонны труб 20.

Испытатель пластов работает следующим образом.

После установки испытател  в интервале исследовани  на колонну ;труб создают сжимающую нагрузку, заведомо несколько большую, чем дл 

5 сжати  резинового элемента 19 пакерного узла и пружины 13 испыт.ател . При этом в процессе пакеровкй скважины поршень 17, перемеща сь вниз, входит по внутрь штока 18 и изйли0 рует испытуемую зону от гидростатического столба выше пакерного узла. Шток 3 с поршнем 4 медленно начинают перемещатьс  вниз. Под действием избыточного давлени  часть жидкости

C из камер 5 и 6 через канал Б поршн  реле времени перетекает в полость, образованную между втулкой 7 и разделительным плунжером 11, Плунжер 11 и золотник 12 перемещаютс  вниз, сжима  пружину 13 до упора, и происходит сообщение каналов Е, Д с Г, Пластовый флюид через шток пакера, канал 3 поршн  17, каналы Г, Д и Е поступает внутрь колонны труб 20,

5 Дл  осуществлени  закрытого периода испытани  осевую нагрузку на колонну труб уменьшают, оставл   часть сжимающей нагрузки, необходимой дл  герметичной пакеровкй

0 скважины. Давление в камерах 5 и 6 уменьшаетс  до определенной величины. В результате под действием усили  пружины 13 золотник 12 с разделительным плунжером 11 перемещаютс 

5 вверх и происходит открытие клапана 9, Тормозна  жидкость из полости между втулкой 7 и разделительным плунжером 11 через клапан 9 и каналы И, к перетекает обратно в камеры 6 и 5. Шток 3 совместно с поршнем 4 устанавливаютс  в исходнс е положение , происходит разобщение каналов Е, Д с Г, но при этом поршень 17 находитс  внутри штока 18 пакера и распакеровка скважины не происходит.

С этого момента начинаетс  процесс

восстановлени  давлени  в призабойной зоне. После истечени  периода восстановлени  давлени  на колонну труб создают раст гивающую нагрузку,

в результате испытатель пластов совместно с корпусом 16 и поршнем 17 перемещаютс  вверх относительно штока 18 пакера. Осуществл етс : сообщение затрубного пространства выше

пакера с подпакерной зоной через

каналы Ж, Происходит выравниззание давлени  над и под пакером и распаковка скважины, как показано на фиг.1.

Дл  исследовани  другого интервала или повторного исследовани  этого же интервала повтор ют те же технологические приемы.

Когда необходимо иэ пласта отобрать герметизированную пробу, испытатель пластов устанавливают в двух местах, над и под пробоотборной трубой. В качестве пробоотборника можно использовать обычные серийно выпускаемые бурильные или насоснокомпрессорные трубы. Причем в испытателе , размещенном выше пробоотборной трубы, в месте заглушки 21 устанавливают седло 22 с обратным клапаном 23 и пружиной 24, При таком исполнении подпружиненный клапан 23 через канал д обеспечивает заполнение пробоотборной трубы предварительно залитой жидкостью из труб 20 и предотвращает сн тие пробоотборных труб при работе на больших глубинах. В процессе подъема инстру мента с большим внутренним давлением золотник 12 испытател , размещенного ниже пробоотборника, передвига сь вниз, стравливает из пробоотборных труб избыточное давление до безопасной величины, тем самым выполн ет функцию редукционного клапана.

Целесообразность выполнени  разделительного плунжера 11 с меньшей площадью, чем площадь поршн  4 вытекает из конструктивных соображений с учетом диаметра скважины и возможности выполнени  данной конструкции . Именно при таком конструктивном исполнении совместно со ступенчато выполненными жидкостными камерами по вл етс  возможность с помощью небольшой пружины, вписываемой в ограниченные размеры испытател , управл ть открытием и закрытием впускного клапана и создавать необходимую осевую нагрузку на пакер в процессе восстановлени  давлени  путем осевых перемещений колонны труб.

На сколько площадь поршн  больше площади плунжера зависит от диаметра разрабатываемого испытател , При разработке малогабаритного испытател  это соотношение уменьшаетс , но дл  создани  оптимальной конструкции площадь поршн  всегда должна быть больше площади плунжера.

15

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Испытатель пластов, содержащий корпус, телескопически св занный с

   ним шток с поршнем, гидравлическую камеру с реле времени, впускной клапан, золотник и пакер, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности многоциклового испытани  за счет улучшени  герметичности пакеровки в процессе восстановлени  давлени , испытатель пластов снабжен установленным с возожностью взаимодействи  с золотником разделительным плунжером, полость над которым св зана с гидравической камерой реле времени, а золотник подпружинен относительно корпуса, причем площадь поперечного сечени  плунжера меньше площади поперечного сечени  поршн .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Сухоносов Г,Д. Испытание необсаженных скважин. М., Недра,

   1976, с, 70.

   2,Авторское свидетельство СССР № 569702,. кл. Е 21 В 49/00, 197,5 (прототип),