Устройство для откачки и закачки жидкости к испытателю пластов

 

УСТРОЙСТВр ЛЛЯ ОТКАЧКИ И ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ К ИСПЫТАТЕ-, ЛЮ ПЛАСТО В, содержащее патрубок, связанный с колонной труб, всасываклций и нагнетательный клапаны, цилиндр и поршень , образующие кольцевую камеру, соединенную с .полостью между всасывающим и нагнетательным клапанами, отличающееся тем, что, с цепью повышения надежности работы, пориень снабжен якорем и имеет на наружной поверхности замкнутую наклонную канавку, а ципиндр установлен с возможностью осевого пере ещения относительно патрубка и снабжен размещенным в канавке поршня ведущим элементом.

.,SU„„, 1 30545 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3tS9 E 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;(71) Калининское отделение Всесоюзного научно-исспедоватепьского и роектноконструкторского института геофизических исспедований геологоразведочных скважин (53) 822;245.7 (088.8) ,(56) 1. Патент США М 2085972, an. 188-106, опублик. 1937.

2. Авторское овидетельство СССР

Ж 682708, an. Е 21 B 49/00, 1979 (прототип) .

Ю

СЮ

Ю

4ь

Сд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3372961/22»03 (22) 23.12.81 (46) 23.07.83. Бюн. М 27 (72-) В.В. Пустов и С.А.Рабин (64)(67) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКАЧКИ

И ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ К ИСПЫТАТЕ», . ЛЮ ПЛАСТОВ, содержащее патрубок, связанный с колонной труб, всасывающий .и нагнетатепьный клапаны, ципиндр и поршень, образующие копьцевую камеру, соединенную с,полостью между всасывающим и нагнетатепьным кпапанами, о т и и ч аю щ е е с я тем, что, с цепью повышения надежности работы, поршень снабжен якорем и имеет на наружной поверхности замкнутую наклонную канавку, à цилиндр установпен с воэможностью осевого перемещения относительно патрубка и снабжен размещенным в канавке поршня ведущим -епементом.

2 чительного увеличения крутящего момента. В некоторых спучаях само вращение колонны становится невозможным, особенно если учесть, что скважина фактически не .бывает абсопютно вертикальной.

Во-вторых, для перемещения поршня вниз необходимо прикладывать к колонне

НКТ значительный крутящий момент, который тем бопьше, чем больше диаметр поршня, гпубина установки устройства в скважине и угон накпона поверхности во нообразного торца поршня. В известном устройстве не предусмотрено средство, воспринимающее этот крутящий момент, поэтому он вс спринимается уплотнитепьным элементом пакера, установленного под устройством, что может вызвать потерю работоспособности пакера г таким образом, сделает невозможным дальнейший процесс испытания заданного объекта, В-третьих, поршень с вопнообразным торцом перемешается вверх под действием затрубного давления промывочной жидкости. На малых гпубинах установки устройства и при мапых удельных весах промывочной жидкости сила давления на дифференцированную плошадь поршня оказывается недостаточной дня перемещения его вверх, особенно если учесть, что в этот момент на поршень сверху вниз действует сила гидростатического давления жидкости, находящейся в копонне .НКТ, а снизу вверх сипа практически равйа нулю, И, в-четвертых, центральный осевой . канап устройства занят системой всасывающего и нагнетатепьного клапанов, что не позволяет исцопьэовать в процессе исследования дистанционные комбинированные приборы, спускаемые на кабе ле в зону испытуемого объекта и передающие на поверхность текущую информацию о параметрах пласта, а также ие позволяет производить закачку жидкости в пласт..

Целью изобретения является повышение надежности и работоспособности устройства.

Поставце иная цепь достигается тем, что в устройстве для откачки и закачки жидкости к испытателю пластов, содер- . жащем патрубок, связанный с копонной труб, всасывающий и нагнетательный кпапаны, цилиндр и поршень, образующие кольцевую камеру,. соединеннукц с попостью между всасывающим и нагнета: тельным клапанами, поршень снабжен якорем и имеет на наружной поверхности замкнутую наклоннуг канавк, а пипиндр

Изобретение относится к нефтедобывакхцей промышпенности, а именно к испытатепьному оборудованию, испопьзуемому при иссцедованиях нефтеносных, газовых и водоносных пластов В обсажен» 5 ных скважинах, Известно устройство дпя откачки жидкости к испытателю пластов, содержащее, связанный с колонной труб попый вап, цилиндр с размещенным в нем поршнем, 10 всасывающий и нм нетательный. кпапаны, Для приведения в действие устройства необходимо осуществлять вертикальные возврат но-поступатепьиые перемещения колонны труб, с которыми связан пор- 15 шень (1 ).

Однако для осуществления возвратнс поступатепьных перемещений копонны труб, вес которой достигает нэскопько десятков тонн, необходимо затратить зна- 20 читепьное копичество энергии, механизм привода устройства спожный и метаппоемкий, при ходе вверх колонна труб, дпина которой исчиспяется нескопькими километрами, растягивается, а при ходе вниз-у сжимается, что при постоянном ходе механизма привода значитепьно сокращает вепичину рабочего хода поршня, и, следовательно, снижает производительнос ть насоса.

Известно также устройство для от-. качки и закачки жидкости к испытателю пластов, содержащее патрубок, связанный с колонной труб, всасывающий и нагнетатепьиый клапаны, ципиндр и поршень, образующие копьцевую камеру, соединенную с попостью между всасывающим и нагнетательным кпапанами (2 Р

Известное устройство обпадает существенными недостатками, которые значите п

40 но снижают его работоспособность, надежность, допговечность и техйопогические возможности.

Во-первых, обязательным усповием перемещения поршня вниз явпяетея разгруз 45 ка веса вращающейся колонны насоснокомпрессориых труб (НКТ) на подшипник устройства (подшипник этот и установпен для восприятия веса вращающейся колонны

НКТ). Но в этом случае колонна НКТ . дпиной несколько тысяч метров теряет

50 устойчивость, становится волнообразной, и даже в идеально вертикапьной скважине муфты этой копоннч прижимаются к стенкам обсадной колонны. При вращении колонны 1КТ это приводит i быстрому износу трущихся поверхностей системы муфта НКТ - обсадная колонна и резьбовых соединений колонны НКТ из-эа эназ 1030545 4 установпен с возможностью осевого пере- испытатепьного оборудования. Под дейстмешения относительно патрубка и снабдя вием cgllbl гидростатического давпения в размещенным в канавке поршня ведущим камерах а и 8устройство спускается в . элементом. растянутом положении. Поспе упора комНа фиг. 1 показано устройство дпя от- 5 ппекта на забой ици срабатывания якоря качки и закачки жидкости в режиме от- комппекта на заданной глубине копонна качки, разрез; на фиг. 2 - развертка íà- НКТ продопжает двигаться вниз до упора кпонной замкнутой канавки, выпопненной патрубка 1 в поршень 3. Дапьнейшее HB поршне; на фиг. 3 - распопожение совместное движение патрубка 1 и поршня кпапанов в режиме закачки жидкости. Ig 3 приводит к выборке свободных кодов

Устройство для откачки и закачки и нижераспопоженных устройств испытатепь жидкости состоит из патрубка 1„имею- ного оборудования и надежной пакеровке щего в верхнем конце резьбу дпя соеди- комплекта путем передачи на упругий нения с колонной НКТ, а в нижнем - эпемент нижерасположенного пакера часшлипы для соединения с цилиндром 2, и 15 ти веса колонны НКТ посредством гидравпоршня 3 с выпопненной на его боковой лического рене времени. поверхности наклонной замкнутой канав- Поспе этого корпус 6 останавливается, кой, глубина которой равна половине а дальнейшее совместное движение патрубдиаметра ведущего эпемента, например ка 1 и поршня 3 приводит к перемещению штифта, шарика 4, который второй своей 2О конуса 7 вниз, выдвижению сухарей 9 до . поповиной вмонтирован с помощью винта сцеппения их зубьев с обсадной копонной. . 5 в ципиндр 2: и явпяется средством пре- В этом попожении нагрузка на уппотни образования вращатепьного движения ко- тельный эпемент пакера остается постопонны НКТ совместно с цилиндром 2 в янной, так как корпус 6 при заякоренных возвратно-поступательное движение ци- 25 сухарях 9 переместиться вверх не может, пиндра 2. а поршень 3 находится в неподвижном

На поршне 3 установлено якорное уст- состоянии, поскольку крутящий момент, ройство, сосrosmee из корпуса 6, конуса передаваемый от колонны НКТ, через

7, подпружиненного пружиной 8 и имею- патрубок 1, ципиндр 2, шарик 4, поршень щего внутренние шпицы, в которые входят, 3, конус 7 и сухари 9 воспринимается шпицы, выпопненные на поршне 3, и су- обсадной копонной. харей 9, перемещающихся по иакпонным Поспе этого производится спуск в поверхностям, конуса с помощью соедине- скважину дистанционного комбинированноиия типа пасточкин хвост". го прибора совместно с клапанным меха В нижней части устройства выпопнено ниэмом откачки, натяжение колонны НКТ гидравпическое репе времени, полости zo» и вращение ее с помощью ротора по часс35 торого образованы корпусом 6 якорного вой стрелке. устройства, поршнем 3 и раздепены пор- ° При этом вместе с копонной НКТ, шнем гидрореле 10, имеющим капиброван- вращается патрубок 1 и цилиндр 2, а ное отверстие регулируемое при сборке ведущий элемент - шарик 4, находящий1

40 и создающее бопьшие гидравлические . co- ся в накпонной канавке, увпекает за сопро ивпения перетоку жидкости иэ нижней бой ципиндр 2, заставпяя его совершать попости в верхнюю g наоборот, возвратно-поступатепьные движения вниз

Поршень 3 имеет свободный осевой и;вверх относительно заякоренного поршканап с уступом, на который опирается ня 3. кпапанный механизм 11, спускаемый в При ходе ципиндра 2 вверх давпение

45 скважину на каротажном кабепе 12, .сов- в полости 9 возрастает, всасывающий местно с гпубинным прибором. Клапаниый клапан,13 закрывается, а через открывамеханизм 11 эагерметизирован относи- ющийся нагнетатепьный клапан 14 ппасте пьно кабепя 12 и поршня 3 и снабжен товый флюИд поднимается вверх. При ходе

50 всасываккцим 13 и нагнетающим 14 кпа- ципиндра 2 вниз в попости в происходит резкое снижение давления, нагнетатепьНа нижнем конце корпуса 6 якорного ный кпапан 14 закрывается, а через от« устройства енполнена резьба дпя соеди крывакхцийся всасываюший KlIBIIBH 1 3

Bеиия с распопожеиным ниже пакером. пластовый флюид поступает в полость .b.

Устройство работает спедуюцим об- 55 Дпя производства закачки жидкости в ппаст необходимо поднять прибор вместе.

Спуск устройства произв.дится сов- с клапанным механизмом на поверхность, местно с другими устройствами комплекта переставить кпапана на режим закачки,.

1030848

S ,снова опустить прибор и к апаниый механизм закачки и повторить предыдущие операции.

Производитепьность откачки и закачки регупируется с поверхности путем изменения оборотов копонны насосно-компрео.сорных труб.

В реэупьтате введения в конструкцию .устройства уэпа свободного вращения труб, представпенного патрубком и ципиндром, находящимися в постоянном запецпении между собой независимо от их взаимного попожения по высоте, работа устройства не зависит от веса колонны труб и, таким образом, устраняется опасность изгиба колонны.

Выполнение механизма преобразования вращатепьного движения копонны труб в возврат Во ïîñòóèàòåëüíîe перемещение ципиндра в виде накпонной замкнутой канавки, с которой взаимодействует шарик, установпенный в ципиндре (, позвопяет работу етого:,механизма сделать независимой от гидростатического давпения промывочного раствора, в эатрубном про- . странстве и, тем самым, повысить работоспособность устройства.

Кроме того, напичие свободного осевого канала позвопяет осуществить спуск

5 глубинных дистанционных приборов в зону исспедования и повысить информативность и качество проводимых испытаний по сравнению с известным устройством.

Напичие системы переставпяемых кпапанов позвопяет производить как откачку, так и закачку жидкости в ппаст.

Кроме того, исключается необходи» мость в изготовпении и применении в ! 5 комплекте исчытатепьного оборудования спецнацьного спожного устройства дпя фиксации пакера, предотвращающего сва» бирование последнего по обсаан<.й копонне и разрушение в связи с этим его уппот20 нительнсго эпемента. Ропь устройства дпя фиксации пакера при применении предлагаемого устройства с успехом выполняет ° корпус 6 якорного устройства, сцеппяемый с обсадной копонной после нагружения уп25 пот нительного элемента, пакера.

1 030646

Составитель И. Келке

Редактор Р. Цицика Техред И.Мвтвлеве, . Корректор,А Повк

Заказ Ы 66/36 Тираж 603 Подаисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретеиий.и открытий

113036, Москва, Ж-36, Рауиккая наб., д. 4/6

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектнав, Ф