SU802542A1 - Испытатель пластов - Google Patents

Description

(54) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ

1

Изобретение относитс  к области нефтегазодобывающей промышленности, к оборудованию дл  испытани  и обработки пласта после креплени  скважины обсадной колонной .

Известен испытатель пластов, обеспечивающий проведение испытани  объекта в открытом и обсаженном стволе скважины 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.

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.

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.

Целью изобретени   вл етс  предотвращение преждевременного открыти  циркул ционного клапана и упрощение процесса управлени  испытателем пластов.

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, причем

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  во

внутренней полости испытательного оборудовани , происходит изменение усилий, действующих от гидравлической неуравновешенности на отдельные конструктивные элементы клапанных систем.

В этот период возникает усилие, прижимающее корпус 9 испытательного клапана вниз.

Это усилие способствует последующему закрытию впускных отверстий 11 и 14 с целью осуществлени  закрытого периода испытани . Без учета переданной на оборудование механической нагрузки, оно равно

G, 0,785(Di-Da) (Ра-Ру),

где13 - гидростатическое давление

столба жидкости, заполн ющей трубы.

При этом на щток 3 и 10, действует усилие , по-прежнему прижимающее его вверх, равное

G ь 0,785(Df-D,)(P,-P.) + Опр.

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.

По мере восстановлени  пластового давлени  в течение закрытого периода испытани  усилие Q будет уменьшатьс  и в конечный момент будет равно:

О 0,785(0 -D( (Ра-Р„. ), где РПЛ.- пластовое давление.

Дл  .повторного открыти  впускных отверстий 11 и 14 на оборудование передаетс  первоначальна  осева  механическа  нагрузка от веса колонны -труб.

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 .

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.

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.

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.

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.

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 .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Испытатель пластов, включающий циркул ционный клапан, состо щий из корпу