Испытатель пластов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D4E 21 В 49 0

« лу»

ЖР"-"- -ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3800359/22-03 (22) 09. 10. 84 (46) 30. 06 . 86. Бюл. М 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) П.Н.Куповых, Г.А.Ситдыков, Б.В.Золотов и А.Х.Сираев (53) 622.245.7 (088.8) (56) Техника и методика испытания скважин испытателями пластов много-: циклового действия, Руководство.

Уфа, 1979. с.28-30.

Руководство по применению комплекса инструментов "Уралец-2"., РД39-4-145-79,, 1979, с.16-18. (54)(57) 1. ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий связанный с колонной труб полый корпус, телескопически размещенный в нем полый шток, установленные на корпусе уплотнители с распоркой перфорированной втулкой между .ними, связанную со штоком полую гильзу с радиальными отверстиями, установленную в корпусе с возможностью

„„SU„„1240884 А I осевого перемещения и сообщения ее полости с пространством между уплотнителями, якорь и манометр, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности проведения испытания и упрощения конструкции, он снабжен установленной под уплотнителями жестко связанной с корпусом камерой атмосферного давления и подвижным в осевом направлении поршнем, наружная поверхность гильзы выполнена с кольцевым пазом, а корпус — с продольными каналами, при этом гильза и поршень установ-, лены в корпусе с возможностью сообщения в крайнем нижнем положении поршня и крайнем верхнем положении гильзы пространства между уплотнителями с камерой атмосферного давле" ния.

2. Испытатель по п.1, о т л и.ч а ю шийся тем, что манометр размещен в камере атмосферного давления, а корпус имеет дополнительный канал, сообщающий его с отверстиями распорной втулки.

1240884 2

Изобретение относится к гефтяной. промышленности, конкретно к технике, применяемой при исследовании пластов гидродинамическими методами.

Целью изобретения является повышение эффективности проведения испытания и упрощение конструкции.

На фиг.l показано устройство, положение предложенное в статике; на фиг.2 — пакерование устройства в скважине; на фиг.3 — запись кривой восстановления давления в межпакерном пространстве; на фиг.4 положение отбора пробы в камеру атмосферного давления под воздействием полной депрессии.

Испытатель пластов включает корпус I внутри которого размещается шток 2, кинематически связанный с

I ним шлицевым соединением. На внеш— ней поверхности штока 2 установлены компенсатор 3 и упорный подшипник 4 с опорными кольцами 5 и б, воспринимающий осевую нагрузку от бурильного инструмента. Внутренняя полость привода заполнена рабочей жицкостью и скомпенсирована по давлению с внутритрубным пространством бурильного инструмента через компенсатор 3 и отверстия СХ, выполненные в штоке 2.

Для прохода пластового флюида шток

2 выполнен полым. Кинематическая связь штока 2 с полой гильзой 7 осуществляется с помощью муфты 8, которая своими шлицами входит в зацеплен, ние со штоком 2, причем шток 2 имеет свободу, осевого перемещения до посадки буртом на опорное кольцо 5 и упорный подшипник 4, воспринимающий осевую нагрузку от действия веса бурильного инструмента.

Внутри корпуса установлена полая гильза 7 с муфтой 8, кинематически связанной с гильзой 7 посредством скобы 9; для чего на внешней поверхности гильзы 7 выполнено по десять витгоа трапецеидальной резьбы левого и правого направления, концы которой сопряжены между собой и образуют бесконечную винтовую канавку. По канавке скользит жестко связанная с муфтой 8 скоба 9, которая имеет ограниченное вращение вокруг своей оси. Благодаря такому исполнению при правом вращении штока 2 обеспечивается возвратно-поступательное движение гильзы 7. Гильза 7 с муфтой 8 размещается в части 10 корпуса 1. Сооб25

30 ,35

В5

50 щение внутритрубного пространства бурильного инструмента с пластом осуществляется по полостям штока и гильзы. Для прохода пластовой жидкости в камеру атмосферного давления на гильзе 7 предусмотрен кольцевой паэ.

На внешней поверхности части 10корпуса 1 смонтированы верхний и нижний уплотнители )1, распорная втулка 12, кольца 13 металлического перекрытия и конус 14, причем верхней опорой нижнего уплотнителя служит фланец корпуса 1, а нижней опорой верхнего уплотнителя — конус 14, опирающийся своим нижним торцом в кольцевой выступ конуса. Связанные воедино через распорную втулку 12 с помощью резьбы корпуса 1 образуют блок кольцевой герметизации.

Для доступа флюида из пласта к гильзе 7 в корпусе выполнены несколько отверстий 4-5, причем в распорной втулке 12 предусмотрены щелевые отверстия д, выполняющие одновременно и роль фильтра, а в корпусе — отверстия 6. Для обеспечения механической установки гильзы

7, при котором одновременно эагерметизированы от внешней среды внутритрубное пространство бурильного инструмента и камера Я, атмосферного давления, в части !О корпуса 1 и распорной втулке 12 выполнены соосно отверстия о для установки щупа, а на гильзе 7 предусмотрена кольцевая цилнндрическая канавка А по ширине равная диаметру щупа. Установка гильзы 7 в исходное положени (в дальнейшем ",Закрыто" обеспечивается вращением штока 2 до входа щупа в канавку Д . Кольца 13 металлического перекрытия играют роль защитных элементов и при деформации упругих уплотнителей 11 под воздействием осевой нагрузки инструмента, выдвигаясь, перекрывают зазор между стенкой скважины, распорной втулкой

12, корпусом 1 и корпусом 1 и конусом 14, предотвращают затекание и эащемление резины под воздействием значительных депрессий, в результате чего возрастает надежность работы уплотнителей 11, увеличивается срок их службы и повышается глубинность исследования. Сообщение межпакерного пространства с камерой 8 осуществляется через кольцевой канал гильзы 7, каналы 8, выполненные в части !0 корпу .а клапана и гидз 1240 равлическое реле времени. Гидравлическое реле времени размещается в части 10 корпуса 1 и состоит из верхнего и нижнего цилиндров, разделенных перегородкой, в которой выпол- 5 нено дроссельное отверстие й, В верхней камере p. Установлен поршень 15, в нижней камере M- — поршень

16 с пружиной 17 сжатия. Полость цилиндра заполнена рабочей жид10 костью повышенной вязкости, к нижней части гильзы 7.с помощью резьбы подсоединяется манометр 18 и сообщается через канал к с межпакерным пространством. Блок якоря состоит из 15 обоймы 19, четырех планок 20 с пружинами 21 сжатия, четырех плашек 22 и стопора 23. Плашки 22 крепятся к плашкам 20 с помощью винтов 24, фиксация планок в обойме осуществля- 20 ется винтами 25. В нижней части камеры 3 для обеспечения на поверх— ности камеры давления и отбора на физико-химический анализ пробы предусмотрены пробка 26 и кран 27. 25

Установка манометра 18 в камере Г., сообщение его с полостью подпакерного пространства с помощью канала выполненного в корпусе, позволяет одним манометром замерить гидроста- 30 тическое, пластовое давление и давление во внутритрубном пространстве бурильного инструмента, а также регистрировать КВД в малом объеме межпакерного пространства. 35

Методика проведения работ на скважине включает выполнение Следующих операций: подготовка к работе и спуск на интервал испытания и замер гидростатического давления, пакерОва-40 ние, открытие многопозиционного клапана и сообщение внутритрубного пространства бурильного инструмента без разгерметизации камеры атмосфер- ного давления и создание депрессии 45 на пласт; запись кривой притока с помощью манометра, выдержка на .притоке; закрытие многопозиционного клапана, т.е. герметизация внутритрубного пространства бурильного инстру- gp мента от пласта и запись кривой вос/ становления давления (КВД) в малом объеме межпакерного пространства; при отсутствии притока флюида из пласта воздействие на пласт полной депрессии (атмосфера — пласт), сообщение межпакерного пространства с . камерой атмосферного давления, 884 4 запись манометром кривой притока; герметизация "камеры атмосферного давления беэ разгерметизации внутритрубного пространства бурильного инструмента и запись КВД в малом объеме межпакерного пространства; повторное открытие многопозиционного клапана и сообщение внутритрубного пространства бурильного инст;румента и опРеДеление наличиЯ IIPHTo ка после воздействия на пласт полной депрессии; при наличии притока флюида иэ пласта отбор пробы на анализ в пробоотборник; герметизация внутритрубного пространства от пласта; распакеровка устройства и перестановка на следующий интервал испытания; повторение перечисленных операций; отбор пробы пластового флюида из наиболее представительной части пласта в ка-" меру атмосферного давления; герметизация и транспортировка ее на поверхность.

При спуске устройства в скважину оно находится в растянутом транспортном положении, шлицы штока 2 входят в пазы корпуса 1, поэтому проворачивание штока 2 с муфтой 8 исключается и гильза 7 находится в положении Закрыто". По достижении интервала испытания проводится операция пакерования.

Пакерование осуществляется следующим образом.

На заданной глубине испытания бурильный инструмент приподнимается на 0 5-1м для вывода стопора 23 в верхнее положение фигурной канавки, выполненного на камере Ь, одновременно производится контроль веса инст-румента с учетом погружения в жидкость. Затем колонна плавно поворачивается на 1-2 оборота и подается вниз. Прижимное усилие пружин 21 сжатия удерживает планки 20 центрирующего фонаря на стенках скважины, а камера 8 вместе с блоком герметизации движется вниз, конус 14 входит в плашки 22 и закрепляет их в горных породах ствола скважины. Под действием осевой нагрузки от веса инструмента корпус продолжает движение вниз и деформирует другие уплотнители 11, которые увлекают кольца

13 металлического перекрытия и раэобщают интервал испытания от остальной части пласта. Радиальное переме ние колец 13 металлического перей

1240884 крытия обеспечивает надежное перекрытие кольцевого затрубного пространства, предотвращает затекание и защемление резины упругих уплотнителей 11 и ее преждевременное разрушение. При проведении операции пакеровки шток. 2 блока привода перемещается вниз относительно неподвижных блока герметизации и блока якоря, 10 выходит из зацепления шлицевого соединения корпуса 1 и получает свободу вращения при неподвижном испытателе пластов, а поскольку он кинематически связан муфтой 8 с гильзой 15

7, его можно устанавливать в заданном положении, исходя из методики испытаний пластов.

По завершении операции пакерования производится вращение инструмен- 20 та на определенное число оборотов со штоком 2, при этом скоба 9, вращаясь совместно с муфтой 8, скользит по бесконечной винтовой канавке трапецеидальной резьбы гильзы 7, пере- 25 мещае его вниз до разгерметизации бурильного инструмента и сообщает через полость гильзы и штока н отверстия б и 8 с пластом, создавая в нем депрессию, величина которой 30 зависит от давления в бурильном инструменте. Контроль за притоком флюида в бурильный инструмент и его р интенсивность осуществляется традиционными методами {например, по выходу воздуха из инструмента) .

При поступлении флюида в бурильный инструмент в него спускают пробоотборник и отбирают пробу на анализ. Затем вращением инструмента 40 возвращают гильзу 7 в положение,показанное на фиг.3 и производят запись КВД в малсм объеме межпакерного пространства.

В случае отсутствия притока иэ ппаста иэ-за недостаточной депрессии, воздействующей на пласт вследствие сильно загрязненной призабойной зоны на него воздействуют полной деп1

50 рессией, для чего вращением инструмента (4-5 оборотов) перемещают гильзу 7 вверх до разгерметизации камеры 2,. Сообщение камеры Г с.пластом осуществляется через отверстия о и, каналы 8 и кольцевую канав55 ку гильзы 7 через гидравлическое реле времени, при этом бурильный инструмент остается загерметизированным.

По истечении времени, определенного методиков испытаний, вращением инструмента и перемещением гильзы 7 вниз камера 8 герметизируется беэ разгерметизации бурильного инструмента и производится запись КВД в малом объеме межпакерного пространства после действия полной депрессии на пласт. Вращением инструмента (6-8 оборотов ) гильза 7 перемещается вниз до сообщения внутритрубного пространства с пластом и проводится контроль за изменением интенсивности притока после воздействия полной депрессии на пласт. При наличии притока (и при не— обходимости) производится отбор флюида в пробоотборник для проведения анализа и определения характера насыщенности пласта. В случае отсутствия притока из пласта или очень слабой интенсивности вращением инструмента гильзы 7 производится распакерование устройства и установка его на следующий объект испытаний.

При проведении испытаний нескольких объектов и выбранной кинематике привода (правое вращение инструмента) гильзы 7 после каждого цикла работы неизбежна кратковременная разгерметизация камеры 2 (например, 1520 с ) и попадание в нее флюида или ее заполнение, что делает невозможным отбор пробы в наиболее представительном участке пласта, а также испытание слабопроницаемых коллекторов при полной депрессии. Во избежание этого на пути канала 8 установлено гидравлическое репе времени, обес° печивающее необходимую временную задержку до герметизации канала 8 гильзой 7. При воздействии пластового давления на поршень 15 послед— ний перемещается по цилиндру, вниз, выдавливает рабочую жидкость через дроссельное отверстие ж в нижний цилиндр и-и перемещает поршень 16 сжимая пружину 17, до вскрытия кана" ла 8. Скорость перемещения поршня 15 определяется величиной пластового давления, диаметром дроссельного отверстия и вязкостью рабочей жидкости. После снятия пластового давления с поршня 15 поршень 16 под действием пружины 17 движется в обратном направлении, перегоняет рабочую жид" кость через дроссельное отверстие в камерун и возвращает поршень 15 в первоначальное положение.

24 гю

22

1240884

"40884

Составитель И.Кепке

Редактор М.Келемеш Техред Л.Олейник Корректор В. Бутяга

Заказ 3464/26 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4