Клапанное устройство испытателя пластов

 

КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ, включающее запорную пробку, состоящую из корпуса с каналами и уплотнительными элементами, головки с выступом, щтока и фиксирующих защелок, и узел доставки с механизмом захвата , отличающееся тем, что, с целью повыщения его надежности и упрощения извлечения из испытателя пластов, оно снабжено жестко связанным с запорной пробкой пробоотборником со щтоком, а механизм захвата - связанным с ним срезным элементом толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с фиксирующими защелками и через щток запорной пробки - со щтоком пробоотборника.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ..;::,, : и ASTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3410336/22-03 (22) 17.03.82 (46) О?.11.83. Бюл. № 41 (72) М. П. Снежко, В. В. Подзолков и И. Б. Дагаев (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 621.245.4 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 802542, кл. Е 21 В 49/00, 1978.

2. Патент США № 3096823, кл. 166 — 150, опублик. 1963 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 1052655 А (54) (57) КЛАПАННОЕ УСТРОИСТВО

ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ, включающее запорную пробку, состоящую из корпуса с каналами и уплотнительными элементами, головки с выступом, штока и фиксирующих защелок, и узел доставки с механизмом захвата, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности и упрощения извлечения из испытателя пластов, оно снабжено жестко связанным с запорной пробкой пробоотборником со штоком, а механизм захвата — связанным с ним срезным элементом толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с фиксирующими защелками и через шток запорной пробки— со штоком пробоотборника.

1052655

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию для испытания и обработки пласта после крепления скважины обсадной колонной.

Известно клапанное устройство испытателя пластов, состоящее из корпуса и штока.

Шток выполнен со специальной головкой и хвостовиком, имеющим уменьшенный диаметр. К хвостовику штока крепятся механический пробоотборник и глубинный манометр.

Съемный клапан устанавливается при сборке испытателя пластов. Для его извлечения в скважину на стальном тросе опускается авершот, соединяющийся с головкой пробки. Путем натяжения троса срезается шпилька, после чего съемная пробка может свободно подниматься на поверхность с манометрами и пробоотборником (1).

Недостатком указанного съемного клапана является то, что он не может применяться для испытания и обработки двух и более объектов за один спуск оборудования в скважину потому, что конструкция съемного клапана не предусматривает его повторной установки в испытателе пластов, на- 25 ходящемся на забое скважины.

Известно также клапанное устройство испытателя пластов, включающее запорную пробку, состоящую из корпуса с каналами и уплотнительными элементами, головки с выступом, штока и фиксирующих защелок, и узел доставки с механизмом захвата (2).

Недостатками такого устройства являются сложность и громоздкость съемного штокового устройства, наличие в нем большого количества вспомогательных конструктивных элементов, что снижает надежность его работы; технологическая сложность управления работой — перед извлечением съемного устройства колонну труб необходимо провернуть на заданное число оборотов; конструкция его съемных клапа- 4п нов не включает съемный глубинный пробоотбор ник.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение извлечения клапанного устройства из испытателя пластов.

Поставленная цель достигается тем, что клапанное устройство испытателя пластов, включающее запорную пробку, состоящую из корпуса с каналами и уплотнительными элементами, головки с выступом, штока и фиксирующих зашелок, и узел доставки с механизмом захвата, снабжено жестко связанным с запорной пробкой пробоотборником со штоком, а механизм захвата — связанным с ним срезным элементом толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с фиксирующими защелками и через шток запорной пробки — со штоком пробоотборника.

На фиг. 1 изображено клапанное устройство, общий вид в разрезе при извлечении его из испытательного оборудования; на фиг. 2 — схема компоновки испытательного оборудования с расположенным в нем съемным клапанным устройством.

Сьемное клапанное устройство включает узел доставки клапанов А с механизмом захвата Б, запорную пробку В, пробоотборник Г, фильтр Д с глубинным регистрирующим манометром.

Узел доставки клапанов А содержит уплотнительную часть и механизм захвата Б.

В уплотнительную часть входит бочкообразный полый эластичный элемент 1, края которого ограничены в радиальном направлении втулками 2, которые расположены на полом штоке 4. На концах внутренней полости штока 4 имеются посадочные гнезда а, 6 для шарикового золотника 5, между. которыми внутренняя полость штока 4 радиальными отверстиями в сообшена с внутренней полостью эластичного элемента 1.

В верхней части шток 4 жестко соединен с захватной головкой 6, а в нижней через соединительную трубу 7 — с механизмом захвата Б.

Механизм захвата содержит корпус 8, кожух 9, втулку 10, соединенную срезными шпильками 11 с кожухом 9, радиальный фиксатор 12, выполненный в виде разрезного упругого кольца, и толкатель 13, соединенный с корпусом 8 и кожухом 9 шпилькой 14.

Запорная пробка В содержит захватную полую головку 15, выполненную с выступом г, полый корпус 16, в прорезах которого расположены фиксирующие защелки 17, подпружиненные разрезными упругими кольцами 18 и находящиеся на осях 19, полый клапан 20 с каналами д, над которыми расположены уплотнительные элементы 21, а ниже расположен уплотнительный элемент 22.

Пробоотборник Г содержит корпус 23 с переводниками 24 и 25, в которых соответственно выполнены радиальные отверстия е, ж, шток 26, на уплотненных концах которого размешены у плотнительные элементы 27 и 28.

Верхняя часть штока 26 пробоотборннка жестко соединена со штоком 29 пробоотборника и штоком 30 запорной пробки, нижняя часть — со штоком 31, на котором расположена пробка 32. Шток 30 и пробка

32 используются при переводе пробы из пробоотборника после его извлечения из скважиньь

Фильтр Д содержит фильтруюшую часть

33 и кожух 34 с установленным в нем глубинным манометром 35.

Испытательное оборудование включает циркуляционный клапан Е с циркуляционными отверстиями з, испытатель пластов Я( с приемными отверстиями и, упором к и проточкой л для запорной пробки, уравнитель

1052655 ный клапан 3 с уравнительными отверстиями м, н, пакер и с удерживающим устройством и якорем.

Съемное клапанное устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину в испытательное оборудование устанавливаются запорная пробка В, глубинный пробоотборник Г, фильтр Д с глубинным манометром 35..3aпорная пробка В удерживается в испытателе пластов Ж от перемещения вниз упором к от перемещения вверх защелками 17„ которые находятся в проточке л.

Шток 26 глубинного пробоотборника Г находится в крайнем .верхнем положении. (пробоотборник открыт):

Каналы д запорной пробки В находятся выше отверстий и. Приемный, клапан испытателя пластов закрыт. Спуск испытательного оборудования в скважину производится в положении, в котором узел доставки А > с механизмом захвата Б отсутствует.

После упора якоря в колонну производится закрытие уравнительного клапана 3 и пакеровка скважины. Канал Д запорной пробки В и.канал лс испытателя пластов Ж совмещаются. Приемный клапан. испытателя 25 пластов открыт. Пластовый флюид из подпакерной зоны через отверстия фильтра D, полость пробоотборника Г, отверстия е, и и каналы д поступает в колонну труб, с которой соединено испытательное оборудование. Закрытие приемного клапана осуществляется путем перемещений колонны труб вверх на заданную величину. Таким образом, путем осевых перемещений колонны труб можно получить необходимое количество открытых и закрытых периодов испытания.

После проведения испытания открывают отверстия э циркуляционного клапана Е путем дополнительного подъема колонны труб.

Обратной циркуляцией через эти отверстия производят вытеснение содержимого труб на поверхность и выравнивание давления в 4О трубах и затрубном пространстве скважины.

Если испытание пласта покажет, что необходимо произвести дальнейшие работы (например, кислотная обработка), узел доставки А с механизмом захвата Б через спе- 45 циальную устьевую головку прямой циркуляцией перемешается по колонне труб. При этом шариковь1й золотник 5 находится в посадочном гнезде б и перекрывает осевой канал штока 4, предотвращая переток жидкости сверху вниз через него. Избыточное давление через отверстие в передается внутрь эластичного элемента 1, который, расширяясь, перекрывает полость колонны труб. Это обеспечивает необходимое усилие для перемещения съемного клапанного устройства по колонне труб.

При взаимодействии механизма захвата Б узла доставки А с запорной пробкой В радиальный фиксатор 12 защелкнется ниже выступа г головки 15, а толкатель 13 выведет фиксирующие защелки 17 из проточки л испытателя пластов и переместит штоки

30, 29 и 26 пробоотборника Г в крайнее нижнее положение, отсекая пробу в его полости.

Взаимодействие узла доставки с остальными узлами съемного клапанного устройства, обусловленное упором узла доставки

А с механизмом захвата Б в запорную пробку В, фиксируется на поверхности по увеличению давления в трубах.

После этого открывают уравнительный клапан 3. Через его отверстия м, н происходит выравнивание давления над и под пакером. Обратной циркуляцией при помощи узла доставки А съемное клапанное устройство перемещается на поверхность до упора в устьевой головке, что сопровождается повышением давления в затрубном пространстве скважины и фиксируется на поверхности.

После извлечения съемного клапанного устройства из устьевой головки можно производить специальные работы, например кислотную обработку пласта под давлением.

В случае необходимости можно произвести повторное испытание пласта или перейти к испытанию другого пласта без подъема испытательного оборудования из скважины.

Для этого съемное клапанное устройство с глубинным манометром через устьевую головку прямой циркуляцией перемещается по колонне труб до упора в упор к испытателя пластов Ж.

Перемещение осуществляется с помощью узла доставки А с механизмом захвата Б, в котором в этом случае толкатель 13 не устанавливается, защелки 17 запорной пробки В находятся в разжатом положении, а пробоотборник à — в открытом положении.

Поэтому при упоре запорной пробки В в упор к ее защелки попадают ч проточку л испытателя пластов, фиксируя съемное клапанное устройство в испытательном оборудовании. После этого закрывают уравнительный клапан 3 и открывают отверстия м циркуляционного клапана Е. Создают избыточное давление в затрубном пространстве скважины, под действием которого шариковый золотник 5 узла доставки А переместится в верхнее посадочное гнездо а и перекроет осевой канал штока 4.

Через отверстие в давление передается внутрь эластичного элемента 1, который, расширяясь, перекрывает полость колонны труб. При определенном избыточном давлении срезные шпильки ll механизма захвата Б срезаются и узел доставки А с механизмом захвата Б под действием обратной циркуляции перемещается по колонне труб на устье скважины в устьевую головку. При этом на шейке захватной головки 15 запор1052655 ной пробки В остается втулка 10 с радиальным фиксатором 12.

Захватная головка 15 выполнена таким образом, что на ее шейке может разместиться несколько пар этих деталей. После этово компрессором через устьевую головку производится выдавливание жидкости из колонны труб через отверстия з циркуляционного клапана Е в затрубное пространство.

По достижении заданного понижения уровня жидкости в колонне труб отверстия з 10 циркуляционного клапана Е закрывают и переходят к следующему испытанию объекта.

Съемное клапанное устройство при необходимости может перемещаться по колонне труб и механическим путем на тросе с помощью лебедки. Для этого вместо узла доставки А устанавливают штанги, вес которых достаточен для срабатывания меха низма захвата Б при взаимодействии с узлами съемного клапанного устройства.

Таким образом, без подъема испытатель ного оборудования из скважины можно произвести необходимое количество испытаний и специальных работ, перемещая съемное клапанное устройство по колонне труб в испытательное оборудование и извлекая его оттуда желаемое число раз, что повышает надежность клапанного устройства испытателя пластов.

1052655

Составитель И. Кепке

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 88! 6I25 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4