Испытатель пластов

 

ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий телескопически связанные между собой верхний и нижний корпуса с уравнительными каналами, установленный на верхнем корпусе уплотнительный элемент, размещенный в корпусах и связанный с колонной труб шток с уравнительным и впускным каналами,. образукнций с верхним корпусом камеру, реле времени и фильтр, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы при многоцикловол испытании скважины с применением компрессорных откачек и обработок под давлением за счет жесткой фикс iS сации уплотнительного элемента, он снабжен жестко связанным со штоком клином с плашками, а верхний корпус выполнен с окнами, причем плашки устайГовлены в окнах с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с торцовыми поверхностями окон.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (l9) (!1) (5124 Е 21 В 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3531540/22-03 (22) 04.01.83 (46) 30.07.85. Бюл. N- 28 (72) В.В. Пустов (71) Калининское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 622.245.4(088.8) ду собой верхний и нижний корпуса с уравнительными каналами, установленный на верхнем корпусе уплотнительный элемент, размещенный в корпусах и связанный с колонной труб шток с уравнительным и впускнымканалами,.образующий с верхним корпусом камеру, реле времени и фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы при многоцикловом испытании скважины с применением компрессорных откачек и обработок под давлением за счет жесткой фиксации уплотнительного элемента, он снабжен жестко связанным со штоком клином с плашками, а верхний корпус выполнен с окнами, причем плашки установлены в окнах с возмож- ностью осевого перемещения и взаимодействия с торцовыми поверхностями окон. (56) Яшкин А.М., Яковлев А.И. Испытание скважин. М.: Недра, 1974, с. 70-71.

Разработка комплекта оборудования для исследования объектов в разведочных скважинах в комплексе с геофизическими исследованиями.

Отчет ВНИИГИС по теме 663/77, 1981. (54)(57) ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий телескопически связанные меж«

Ж (."""" " p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ) 1 -. ",:,,13

Н ABTOPCHOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

1170131 2

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к испытаниям продуктивных нефтегазоносных отложений инструментом на трубах в скважинах, в первую 5 очередь обсаженных эксплуатационной колонной.

Целью изобретения является повышение надежности работы при многоцикловом испытании скважин с при- 10 менением компрессорных откачек и обработок под давлением за счет жесткой фиксации уплотнительного элемента.

На фиг.,1 схематически показан 15 испытатель пластов одно- или двухпакерной компоновке испытательного инструмента, когда выше исследуемого объекта нет других перфорированных интервалов, перекрываемых 20 дополнительным верхним пакером, а вызов притока намечено осуществить за счет спуска порожних труб, на фиг. 2 — схема компоновки и нагрузки, действующие на трехпакерную ком- 25 поновку испытательного инструмента при компрессорном селективном испы" танин нескольких одновременно перфорированных объектов одним рейсом инструмента в скважину; на фиг. 3— устройство при использовании его в качестве верхнего фиксируемого пакера с уравновешенным штоком.

Испытатель включает верхний 1 и нижний 2 корпуса и полый выдвижной 35 шток 3. На верхнем 2 корпусе установлен уплотнительный элемент 4 механического типа. Обе части корпуса связаны телескопически и зафиксированы от взаимного проворота шли- 40 цевым узлом 5. На штоке 3 установлен клин 6, имеющий так же как и корпус

2 резьбу для соединения с трубами испытательного инструмента. В наклонных пазах клина 6, выполненных в виде направляющей типа ласточкин хвост, установлены выдвижные зубчатые плашки 7, размещенные в окнах 8 верхнего корпуса 1, длина которых обеспечивает продольный 50 люфт плашек. Такая конструкция шлипсового устройства позволяет ему одновременно выполнять функции шлицевого соединения для передачи крутящих усилий со штока 3 на корпус 1. 55

Пакер-испытатель имеет гидравлическое реле времени, выполненное в виде. плавающего поршня 9, размещенного в тормозной камере 10. и гер-., метично установленного в посадочном гнезде 11 штока 3. Поршень 9 имеет регулируемые капиллярные каналы 12 для перетока масла. На наружной поверхности штока 3 выполнены продольные канавки 13, сообщающие надпоршневую и подпоршневую полости тормозной камеры 10 при смещении поршня

9 вниз относительно штока 3. Устройство снабжено уравнительным клапаном, выполненным в виде уравнительных клапанов 14, соединенных с подпакер-. ным пространством с помощью байпасного уравнительного канала 15 в обход уплотнительного элемента 4. Перекрытие уравнительных каналов осуществляется с помощью уплотнения 16 штока „3.

Испытатель пластов имеет приемный клапан золотникового типа, выполненный в виде штока 17, снабженного впускными отверстиями 1I8 большого сечения, которые отделены от фильтра 19 с помощью поршня 20. Кроме того, фильтр 19 отделен от внутритрубного пространства 21 с помощью уплотнения 22.

Устройство работает следующим образом.

При спуске в скважину испытатель с помощью концевых присоединительных труб корпуса 2 и штока 3 соединяется с другими узлами испытательного инструмента. В том случае, если намечено вызов притока осуществить за счет спуска порожних труб, все узлы испытательного инструмента, включая и хвостовик, должны иметь герметичную конструкцию во избежание проникновения промывочной жидкости во внутритрубное пространство

21. В процессе спуска корпус 1 висит на выступе а штока 3, а корпус 2 — на выступе 8 корпуса

Выталкивающая сила, действующая на заглушенный нижний торец испытательного инструмента, компенсируется воздействием промывочной жидкости на кольцевую поверхность 5 корпуса 2, что предотвращает самопроизвольную пакеровку в процессе спуска. При этом уравнительные каналы

14 открыты, что позволяет снизить гидравлические сопротивления при движении инструмента. Плашки 7 зафиксированы в транспортном положении благодаря воздействию верхних

1170131 торцовых поверхностей окон 8. После ° спуска на заданную глубину во внутритрубное пространство 21 спускают глубинный комплексный дистанционный прибор, с помощью которого уточняют

"привязку" инструмента к разрезу и осуществляют при необходимости корректирующую перестановку, добиваясь того, чтобы уплотнительный элемент пакера-испытателя был выше пер- 1р форированного объекта, подлежащего испытанию. Затем прибор, снабженный датчиком давления, устанавливают, как правило, ниже уровня жидкости долива и ниже впускных отверстий 18.

Затем, оперевшись на забой или стенки скважины, производят пакеровку, сжимая испытатель весом колонны труб, при этом шток 3 движется вниз относительно неподвижного корпуса 2, сжимая масло в подпоршневой зоне тормозной камеры 10. Это приводит к движению корпуса 1 совместно со штоком 3 и деформации уплотнительного элемента 4 до контакта со стенками скважины. После этого корпус

1 останавливается, а шток 3 продолжает движение вниз, закрывает уравнительный клапан и открывает приемный клапан. В момент выхода поршня

20 из уплотняемой поверхности корпуса 2 на пласт передается депрессия, обусловленная разницей между внутритрубным и пластовым давлениями. К этому времени плашки 7 упираются

35 в нижние торцовые поверхности окон

8 и при дальнейшем движении штока

3 вниз начинают выдвигаться в радиальном направлении до упора в стен ки скважины, что приводит к их закли О

40 ниванию и жесткой фиксации корпуса

1 и уплотнительного элемента 4 в сжатом состоянии. Это позволяет проводить операции по интенсификации притока, связанные с созданием боль- 5

:ших подпакерных давлений, без смещения уплотнительного элемента 4. вверх, что повышает допустимый перепад давления на пакере и его живучесть. Кроме того, шлипсовое устрой- 5О ство позволяет поддерживать постоянным усилие пакеровки при осевых перемещениях верхней части колонны труб, например при проведении компрес сорных откачек через многоцикловой 55 циркуляционный клапан, устанавливаемый выше испытателя и управляемый натяжкой инструмента.

При перестановке или подъеме ин— струмента производят полную натяжку труб, что вызывает движение штока 3 вверх. В начальной фазе этого движения преодолевается усилие самоторможения в клиновом соединении шлипса, после чего плашки 7 втягиваются вовнутрь пазов клина 6 и освобождают корпус 1, при этом поршень

9 гидрореле выходит из посадочного гнезда 11 и открывает каналы 13 для свободного перетока масла в обход поршня 9 в обратном направлении. Затем закрывается приемный и открывается уравнительный клапаны, что позволяет перекрытв приток и выровнять над- и подпакерные давления. В конечной фазе движения вверх шток 3 упирается в корпус 1 и возвращает уплотнительный элемент 4 в исходное состояние, после чего страгивающая нагрузка передается нижней 2 части корпуса.

В том случае, когда вызов притока намечено производить с помощью компрессора, а также при проведении чисто интенсифицирующих обработок, желательно отвернуть и убрать шток

17 приемного канала, что обеспечивает постоянную связь внутритрубного пространства 21 со скважиной.

Это исключает возможность вызова притока эа счет спуска порожних труб, .зато позволяет производить компрессирование и промывку скважины, а также доставку рабочих жидкостей на забой без использования дополнительного циркуляционного клапана, а циркуляцию осуществлять через фильтр 19 при незапакерованном положении инструмента. В этом случае эффект от использования такого пакера заключается также в жесткой фиксации уплотнительного элемента при закачке рабочих жидкостей в пласт при повышенных давлениях закачки.

Одним из способов повышения эффективности испытания многопластовых .скважин является внедрение такой тех.нологии, которая предусматривает селективное испытание нескольких одновременно перфорированных объектов одним рейсом инструмента в скважи1 ну. В этом случае используется трехпакерная компоновка испытательного инструмента, в которую дополнительно включается верхний пакер, устанавливаемый выше всех перфо117О 131 рированных объектов, а вызов притока и гидродинамические исследования осуществляют с помощью компрессора через циркуляционный клапан, установленный выше верхнего пакера.

Такая технология *озволяет сократить затраты времени и труда на спуско-подъемные операции и перфорацию, но вместе с тем она же соз- О дает определенные технические трудности, которые не встречаются при проведении работ обычным способом. В таком случае компоновка испытательного инструмента включает якорь 23 с заглушкой 24, ниж, ний пакер 25 для изоляции исследуемого объекта снизу, средний пакер

26 с открытым фильтром 27, верхний пакер 28 и циркуляционный клапан 29.

Кроме того, в компоновку могут включаться и другие узлы, например запорный клапан для записи КВД и т.д.

Обвязка устья скважины показана условно, но затрубное кольцевое про- 25 странство скважины должно быть загерметизировано, а к его нагнетательной линии подсоединен компрессор 30.

При компрессорном способе испы- gg тания объекта, заключенного между нижним 25 и средним, 26 пакерами, на уплотнительный элемент верхнего пакера 28 действует выталкивающий перепад давления, обусловленный воздействием нластового давления верхнего перфорированного объекта и снижением уровня промывочной жидкости в кольцевом пространстве скважины до глубины установки циркуляционного клапана 29, с помощью которого осуществляется компрессирова- ние и отбор флюида. Этот выталкиваю-. щий перепад давления, который возникает даже если на исследуемый пласт передается депрессия, уравновешивается фактически только весом труб. Для повышения устойчивости трехпакерной компоновки испытательного инструмента в таких случаях необходимо принимать меры для фиксации верхнего пакера от смещения, вверх при снижении уровня жидкости в скважине. Для этого может успешно быть использован испытатель, но при этом вместо штока приемного клапана в нем используется гладкий неперфорированный шток 3 1, который, обеспечивая герметичность подпакерной части инструмента, не создает одновременно никаких дополнительных вредных гидравлических нагрузок на штоке, направленных вверх и могущих стронуть клин 6 и расфиксировать пакер.

1>7oiai

6

В а

11

jz

17

Х

Ю

g ф

b

Х г

17

18

20 17013

Составитель И. Кепке

Техред А.Бабинец

Редактор Н. Швыдкая

Корректор А. Обручар

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4683/30 Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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