Устройство для исследования скважин
Изобретение относится к нефтяной промти. Цель изобретения - повышение надежности работы устр-ва. Для этого оно имеет тяги 25, одни концы которых шарнирно соединены с раздвижными упорами, другие - с толкателем (Т) 22, в верхней части которого выполнена кольцевая канавка 26. Устрво также имеет фиксатор 32 раздвижения упоров, изготовленный в виде пружинящих лепестков, одни концы которых закреплены в наконечнике, а другие установлены с возможностью охвата Т 22 и размещения их в кольцевой канавке 26 в крайнем положении Т 22. Для обеспечения автономности функционирования узлов устр-ва оно снабжено ограничителем 22 хода Т относительно наконечника цилиндрического корпуса. Прикладываемое к устр-ву усилие действует на упоры 21, которые в результате этого упираются в конец насосно-компрессорных труб. Упоры, воспринимая это усилие, действуют на Т 22, стре.мятся сместить его вниз. После расцепления фиксатора и Т 22 устр-во поднимают на поверхность. 1 з. п. ф-лы, 10 ил. S (Л 4 4 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН и 4 Е 21 В 47/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ г1 г гЗ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4131742/22-03 (22) 09.10.86 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А. П. Масалаб и В. И. Сотник (53) 622.24.082 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1263827, кл. Е 21 В 47/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к нефтяной промти. 1(ель изобретения — повышение надежности работы устр-ва. Для этого оно имеет тяги 25, одни концы которых шарнирно соединены с раздвижными упорами, другие— с толкателем (Т) 22, в верхней части кото„„SU„„1411443 А 1 рого выполнена кольцевая канавка 26. Устрво также имеет фиксатор 32 раздвижения упоров, изготовленный в виде пружинящих лепестков, одни концы которых закреплены в наконечнике, а другие установлены с возможностью охвата Т 22 и размещения их в кольцевой канавке 26 в крайнем положении Т 22. Для обеспечения автономности функционирования узлов устр-ва оно снабжено ограничителем 22 хода Т относительно наконечника цилиндрического корпуса.
Прикладываемое к устр-ву усилие действует на упоры 21, которые в резхльтатс этого упираются в конец насосно-комп рессорных труб. Упоры, воспринимая это усилие, действуют на Т 22, стремятся сместить его вниз.
После расцепления фиксатора и Т 22 устр-во поднимают на поверхность. 1 з. п. ф-лы, 10 ил.
14!1443
1О
25
35
Изобр(Т(IIHE. ОТНОСИ 1 С51 К Н((()ТslllOH IlpOмы н). I(II)fîc J JI, 3 более конкретно к иссле.!он» Н И !() (К l3» Ж И Н.
I ((!i>K; J!)6pCTc»H5I ЯВ )ЯСТСЯ IIOBI>II»CIIHC
)I;I,Ic>K)J0«) H р»боты устройства и обеснечени(нохп)ос функционирования его . >. I < Н ! !» фиг. изображена схема предложенного устрой(.тва В положении для производс! В» двух замеров: уровня жидкости и Ilo..I0if(elfèß забОЯ KB3жин (с Выдвинутым Огр IIIHчптслсм хода толкателя) продольный
p;i !роз; н» фиг. 2 -- то we, в момент замера
I,, I % 6 l l k hI I I 0 i t BE . с к и С. Ш (-((с B hf >! B H н )<т ь) м О rf)»llH )НT(. .I(м); Ifà фиг. 3 -- сечение А -А на фп!. I: »3 фиг. 4 схема положения устрой IB» (< и!двинутым ограничителем), обрат-!
К>п> клаllана и узла замера глубиHû !)одвески (:Шl I при замсре уровня жидк(к )
Ограничителем) Обрат))ого клапана и х зла з !м p» глубины подвески (;1(11(при з»х!Срс уровня жидкости в cKBEJsKHIIc; на фиг. 9 го же, при определении положения забоя (кн»жины; на фиг. 10 — то жс, при подъеме х(г(>05)ства на дневную поверKiiocTh.
Усгройство содержит корпус, Выполн l!ный, If;IïðHìcð, в виде двух концeBhlx патрубков: B(. рхнсго 1 и нижнего 2, соединенны. между гобой oáp3TIIhfм K13113)10 1 3. например, на резьбе, выполненной в нижней I;K"I è н(рхнсго 1 и в верхней части нижнсп> 2 п»трубков, а также в верхней и нижней чили к l»113113. К верхней части верхнего 1 и iiliiK!!ñи ч(!с!и нижнего 2 патрубков приСО(,li!!!t l)I I, II»èðèìcð, на резьбе верхний 4 н fl»iKIIHI! 5 наконечники, в которых соотВстс.! Н(flll0 выполнены сквозные отверстия.
Верхнее 6 и нижнее 7. с)бр(1! IlhlH клапан 3 содержит корпус 8, II0 (тси которого установлс.н затворный элемеllT 9, в 1110,flic í н ый, I!dllpHi ср, В Виде двухступенчатого цилиндра с коническим накоНЕЧНИКОМ.
3 ггнорн) !!1 элемент 9 своей в,pxfiell цилиндри цсKOH ступенью малого диаметра усf»I!0!3,I ll с ходовой посадкой в осевом отнсрсгин крып!кп !О к I!!I13113, а коническим
f iKill!I 1 и (Квозно)>1>>
О!Всрстик) !2. B>t>filoлнс нпох!х н I!HiK!IE и !
Коplf>, С<(1 8 K, 1» Il » II». (1 .)И э сох< КОНИ ll t OI!РЯ жен 1) 5! i 1P »TH P 3(>Т(5! К I I 0(3;!() П)0 >> . ° I «С ту скнозноп) Оп)с рстня 12. ,> Ст<11!О в(l(II II <15! !I»:1<1ÒBO() !11 )н э, t >)(!IT 9 возвратнf!H J!pViKHff3 11 с!К)! Крышка 10, присоединенная, например, на резьбе к корпусу 8 клапана, ограничивает подъем затворного элемента 9 в момент открытия сквозного отверстия 12. В крышке 10 выполнены отверстия !3 для прохода через них скважинной жидкости из полости нижнего патрубка 2 в полость верхнего патрубка при открытом сквозном отвер ст и и 12. Затворный элемент 9 в верхней части своей верхней цилиндрической ступени малого диаметра имеет поперечное сквозное отi1cpci Не, через которое свободно пропущена дужка 14. К дужке 14 прикреплен трос 15, к() горый пропущен через верхнее сквозное отверстие 6 верхнего патрубка 1. Дужка 14 предназначена для снятия боковых усилий, действующих на затворный элемент 9 оТ веса троса при его ослаблении. В верхней ч<)сти нижнего патрубка 2 выполнены сквозные отверстия 16, сообщающие внутреннюю полость этого патрубка со скважинной средой. В нижней части нижне-о патрубка 2 выпол))сна перегородка 17 с двумя коаксиаль)If>IMH отверстиями 18. Под перегородкой в нижнем патрубке 2 выполнены сквозные окна 19. В центре перегородки выполнен шарнир 20, Н3 котором установлены раздвижные упоры 21 с возможностью углового раздвижения их свободных концов за пределы 19. Через нижнее сквозное с) гверстие 7 устройства пропущен толкатель 22, имею!ций в верхней части шарнир 23. К раздвижны<м упорам 21 на шарнирах 24 присоединены тяги 25, которые.сругими концами соединены с шарниром 23 толкателя 22. В верхней части толкателя 22 выполнены кольцевая канавка 26, а над ней конусообразный выступ 27. В толкателе 22 выполнена продольная сквозная прорезь 28, в которую заведен палец 29. жестко установленный в нижней части корпуса устройства, или В его нижнем наконечникс 5, а под сквозной прорезью выполнено отверстие 30, например резьбовое, в котором установлен ограничитель xo;I3 толкателя вверх, выполненный, например, В виде двух резьбовых пальцев 31 с возможностью их вдвижения в предслы и выдвижения за пределы отверстия 7, в кото()ом установлен толкатель 22. 1-(а торц(расточенной части нижнего наконечника 5 установлен фиксатор 32 раздвижения vIIOpoB, который своей нижней частью винтами 33 крепится к наконечнику 5. Фиксатор 32 раздвижения х поров выголIfc1I в виде пружинящих лепестков с загнугыми вовнутрь фиксируюп)ими выступамн 34. ! ),!ill! концы которых закре!)лены в наконе!никс, i другие сопряжены своими пружиII)I)ftH)IH лепестками с наружной цнлпндри! 411443 55 ческой поверхностью толкателя 22 (фиг. 1) с возможностью его охвата и размещения их в кольцевой канавке 26 в крайнем верхнем положении толкателя (фиг. 2). Устройство работает следующим образом. Перед спуском устройства в скважину резьбовые пальцы 31 вдвигают (ввинчивают) вовнутрь отверстия 30 так, чтобы они не выступали за пределы наружного диаметраа тол к ател я 22. Затем на тросе 15, прикрепленном с помощью дужки 14 к верхней части затворного элемента 9, устройство с помощью, например, аппарата Яковлева, снабженного индикатором веса и счетчиком оборотов барабана лебедки, спускается в исследуемую скважину. Под действием веса устройства пружина 11 сжимается затворным элементом 9, в результате чего до достижении уровня жидкости сквозное отверстие 12 будет открытым, а трос 15 находится в натянутом состоянии. 1ри достижении замеряемого уровня скважинной жидкости устройство в связи с малым проходным сечением отверстий 18, выполненных в перегородке 17 (которые могут быть откалиброваны), не сразу погрузится в скважинную жидкость. При этом происходит ослабление натяжения троса 15, а возвратная пружина 11 освобождается от сжимаюгцей ее весовой нагрузки и, перемещая затворный элемент 9 вниз, герметично перекрывает коническим наконечником сквозное отверстие 12, разобщая тем самым полость нижнего патрубка 2 от полости верхнего патрубка 1. Погружение устройства в скважинную жидкость происходит до тех пор, пока через отверстия 16 не вытеснится воздух, находягцийся в полости нижнего патрубка 2, сача полость не сообщится через упомянутые отверстия со скважинной средой, а устройство не. погрузится до уровня несколько выше этих отверстий при обеспечении плавучести устройства. .1осле заполнения нижнего патрубка 2 скважинной жидкостью устройство, благодаря наличию верхнего патрубка 1, выполняющего функцию поплавка, перестает погружаться в эту жидкость, и устройство стабильно находится на плаву в вертикальном положении вследствие его плавучести (фиг. 4). В результате при достижении уровня жидкости в скважине и в процессе дальнейшего погружения устройства в жидкость происходит заметное ослабление натяжения троса 15, которое фиксируется на дневной поверхности как момент касания уровня жидкости с соответствующим отсчетом глубины по счетчику оборотом барабана лебедки. В случае необходимости повторного замера достаточно на один-два метра приподнять устройство над предварительно замеренным уровнем жидкости, после чего заново повторить описанный процесс замера уровня жидкости в исследуемой скважинс. Для проведения следующего замера — определения положения забоя скважины необходимо плавно, без. резких рывков, выбрать на лебедку прослабленный трос !5 и на 0,2 †-0,3 м (по счетчику оборотов) приподнять устройство, одновременно следя за показаниями индикатора веса (которыс должны увеличиваться) . Затем медленно спускают устройство в скважину, постоянно следя за тем, чтобы трос 15 был в натянутом состоянии. При плавном выбирании на лебедку прослабленного троса !5 и при упомянутом незначительном приподнятии устройства затворный элемент 9 перемещается вверх, сжимая пружину 11 и открывая тем самым сквозное отверстие 12, в результате чего скважинная жидкость при дальнейшем медленном опускании устройства заполняет внутреннюю полость верхнего патрубка и потяжелевшее устройство (как «гирька») опускается до забоя скважины. При достижении забоя скважины фиксируется еще одно ослабление натяжения троса 15, в результате которого по счетчику производят отсчет положения забоя скважины. B момент достижения забоя скважины и ослабления натяжения троса 15 возвратная пружина 11 освобождается от сжимающей ее весовой нагрузки устройства и перемещает затворный элемент 9 вниз до посадки его конического наконечника в сквозное отверстие 12 (фиг. 5). Одновременно при посадке устройства на забой скважины толкатель 22 перемещается вверх вместе с шарниром 23 и тягачи 25, а раздвижные упорь: 21, воспринимая перемещение тяг 25, раздвигаются через окна 19 за пределы наружной поверхности устройства (фиг. 5) . Одновременно при осевом перемещении толкателя 22 в крайнее верхнее положение происходит сцепление (соединение) пружинящих лепестков фиксатора 32 раздвижения упоров с кольцевой канавкой 26 толкателя 22. Это сцепление (соединение) надежно фиксирует раздвижные упоры 21 в раздвинутом состоянии и обеспечивает в результате этого получение наружного диаметрального размера устройства в месте полностью раздвинутых упоров 21 несколько большим внутреннего диаметрального размера насосно-компрессорных труб (в случае замера глубины подвески невставного скважинного штангового насоса) или замковой опоры (в случае замера глубины подвески вставного скважинного штангового насоса). В сл чае необходимости повторного замера забоя скв liKHHbl достаточно плавно, без резких рывков, выбрать на барабан лебедки прослабленный трос 15. Выборку троса 15 1411443 контролируют по показаниям индикатора веса (которые должны увеличиваться). Затем медленно, без резких рывков, на два-три метра приподнимают устройство над предварительно замеренным положением з боя скважины, после чего занового повт ряют описанный процесс определения положения забоя в исследуемой скважине. Для проведения замера глубины подвес и скважинного штангового насоса плавно Gee рывков выбирают на барабан лебедки ппарата Яковлева прослабленный трос 15. ыборку троса 15 контролируют по показаниям индикатора веса (которые должны величиваться). В момент подъема устройс ва с забоя скважины показание инднатора веса будет наибольшим. В процессе натяжения троса 15 и в моент подъема устройства с забоя скважиы затворный элемент 9 под действием веса устройства сжимает пружину 11 и торцом ерхней цилиндрической ступени малого диах етра упирается в крышку 10 корпуса 8 лапана. Затем медленно без рывков продолжают однимать устройство из скважины. В проессе подъема постоянно следят за показа иями индикатора веса (которые должны ), меньшаться) . При достижении концов насосно-компрес орных труб невставного насоса или замкоой опоры вставного скважи нного насоса аздвижные упоры 21 устройства упираются упомянутый конец труб или замковую опоу и устройство останавливается. При этом рос 15 дополнительно натягивается, а индиатор веса на барабане показывает его увеичение (фиг. 6). Показание счетчика оборотов барабана лебедки в момент начала увеличения показаний индикатора веса фиксируется как глубина подвески скважинного штангового наСоса. Для повторного замера глубины подвес и скважинного штангового насоса необхоДимо слегка прослабить дополнительно натяНутый трос 15. Прослабление троса 15 контролируют по показаниям индикатора веса (которые должны уменьшаться). Затем плавНо на два-три метра опускают устройство Ниже предварительно замеренного положеНия глубины подвески скважинного штангового насоса, после чего заново повторяют описанный процесс определения глубины подвески скважинного штангового насоса в исследуемой скважине. Для расцепления (разъединения) конусообразного выступа 27 толкателя 22 и фиксатора 32 раздвижения упоров медленно, без рывков увеличивают с помощью барабана лебедки натяжение троса 15. В процессе дополнительного натяжения троса 15 постоянно следят за показаниями индикатора веса (которые будут увеличиваться) . Прикладываемое к устройству усилие от натяжения троса 15 одновременно действует на раздвижные упоры 21, которые в результате этого упираются в конец насоснокомпрессорных труб или замковой опоры. Это усилие стремится вдвинуть упоры 21 в окна 19 нижнего патрубка 2. В свою очередь упоры 21 воспринимая это усилие через тяги 25 действуют на толкатель 22, стремятся сместить его вниз. Момент расцепления канавки 26 и фиксатора 32 раздвижения упоров отмечается по заметному ослаблению натяжения троса l5, фиксируемому по показанию индикатора веса, которое значительно уменьшается и достигает значения, имеющее место в момент перед началом операции замера глубины под» вески скважинного штангового насоса. После расцепления конусообразного выступа 27 и фиксатора 32 раздвижения упоров толкатель 22 под действием усилия, прикладываемого к раздвижным упорам 21 через тяги 25 и шарнир 23 при взаимодействии с концом насосно-комрессорных труб или замковой опоры, перемещается вниз. При этом раздвижные упоры 21 вдвигаются через сквозные окна 19 вовнутрь устройства. После расцепления (разъединения) фиксатора раздвижения упоров 32 и конусообразного выступа 27 толкателя 22 медленно без рывков поднимают устройство на дневную поверхность (фиг. 7). В процессе подьема постоянно следят за показателями индикатора веса (которые будут уменьшаться) . При необходимости повторного проведения замера глубины подвески скважинного штангового насоса после расцепления фиксатора 32 раздвижения упоров и конусообразного выступа 27 толкателя 22 спускают устройство до забоя скважины, после чего заново повторяют описанный выше процесс замера этого параметра. В случае необходимости замера только двух параметров: уровня жидкости и забоя скважины, процесс работы устройства в исследуемой скважине несколько отличается от вышеописанного. Перед спуском устройства в скважину из отверстия 30, например резьбововго, выполненного в нижней части толкателя 22, выдвигаются (вывинчиваются) резьбовые пальцы 31 ограничителя хода толкателя вверх. При этом наружный размер вывинченных резьбовых пальцев 31 при симметричном их расположении в отверстии 30 несколько больше наружного диаметра толкателя 22 и внутреннего диаметра отверстия 7 нижнего наконечника 5. Устройство работает следующим образом. На тросе 15, прикрепленном с помощью дужки 14 к верхней части затворного элемента 9, устройство с помощью, например, аппарата Яковлева, снабженного индикатором веса и счетчиком оборотов барабана лебедки, спускается в исследуемую скважину 1411443 Формула изобретения Под действием веса устройства пружина 11 сжимается затворным элементом 9, в результате чего до достижения уровня жидкости сквозное отверстие 12 будет открытым, а трос 15 находится в натянутом состоянии. При достижении замеряемого уровня скважинной жидкости устройство в связи с малым проходным сечением отверстий 18, выполненных в перегородке 17 (которые могут быть откалиброваны), не сразу погрузится в скважинную жидкость. При этом происходит ослабление натяжения троса 15, а возвратная пружина 11 освобождается от сжимающей ее весовой нагрузки и, перемещая затворный элемент 9 вниз, герметично перекрывает коническим наконечником сквозное отверстие 12, разобщая тем самым полость нижнего патрубка 2 от полости верхнего патрубка 1. Погружение устройства в скважинную жидкость происходит до тех пор, пока через отверстия 16 не вытеснится воздух, находящийся в полости нижнего патрубка 2, сама полость не сообщится через упомянутые отверстия со скважинной средой, а устройство не погрузится до уровня несколько выше этих отверстий при обеспечении плавучести устройства. После заполнения нижнего патрубка 2 скважинной жидкостью устройство, благодаря наличию верхнего патрубка 1, выполняющего функцию поплавка, перестает погружаться в эту жидкость, и устройство стабильно находится на плаву в вертикальном положении вследствие его плавучести (фиг. 8) В результате, при достижении уровня жидкости в скважине и в процессе дальнейшего погружения устройства в жидкость происходит заметное ослабление натяжения троса 15, которое фиксируется на дневной поверхности как момент касания уровня жидкости с соответствующим отсчетом глубины по счетчику оборотов барабана лебедки. В случае необходимости повторного замера достаточно на один-два метра приподнять устройство над предварительно замеренным уровнем жидкости, после чего заново повторить описанный процесс замера уровня жидкости в исследуемой скважине. Для проведения. следующего замера определения положения забоя скважины— необходимо плавно, без резких рывков, выбрать на барабан лебедки прослабленный трос 15 и на 02 — 0,3 м (по счетчику оборотов) приподнять устройство, одновременно следя за показаниями индикатора веса (которые должны увеличиваться). Затем медленно спускают устройство в скважину, постоянно следя за тем, чтобы трос 15 был в натянутом состоянии, а индикатор веса показывал приращения веса. При плавном выбирании на лебедку прослабленного троса 15 и при упомянутом незначительном приподнятии устройства зат5 1О 50 ворный элемент 9 перемещается вверх, сжимая пружину 1! и открывая тем самым сквозное отверстие 12, в результате чего скважинная жидкость при дальнейшем медленном отпускании устройства заполняет внутреннюю полость верхнего патрубка 1 и потяжелевшее устройство (как «гирька») опускается до забоя скважины. При достижении забоя скважины фиксируется еще одно ослабление натяжения троса 15, в результате которого по счетчику оборотов барабана лебедки производят отсчет положения забоя скважины. В момент достижения забоя скважины и ослабления натяжения троса 15 возвратная пружина 11 освобождается от сжимающей ее весовой нагрузки устройства и перемещает затворный элемент 9 вниз до посадки его конического наконечника в сквозное отверстие 12 (фиг. 9). Одновременно в момент посадки устройства на забой скважины толкатель 22 (нижний конец которого в первую очередь садится на забой скважины) из-за выступающих из отверстия 30 двух резьбовых пальцев 31 вверх не переместится. Симметрично выступающие части резьбовых пальцев 31 в момент посадки упрутся в нижний торец нижнего наконечника 5. В связи с этим не сработает весь узел замера глубины подвески СШН, т. е. через окна 19 не раздвинутся за пределы наружной поверхности устройства раздвижные упоры 21, не произойдет сцепление (соединение) фиксирующих выступов фиксатора 32 раздвижения упоров с диаметральной фиксирующей канавкой 26 толкателя 22 (фиг. 9). В случае необходимости повторного замера забоя скважины достаточно плавно, без резких рывков, выбрать на барабан лебедки прослабленный трос 15, Выборку троса 15 контролируют по показаниям индикатора веса (которые должны увеличиваться). Затем медленно на два-три метра приподнимают устройство над предварительно замеренным положением забоя скважины, после чего заново повторяют описанный процесс определения положения забоя в исследуемой скважине . После замера положения забоя скважины медленно, без рывков, поднимают устройство на дневную поверхность (фиг. 10). В процессе подъема постоянно следят за показаниями индикатора веса (которые будут уменьшаться) . Использование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность его работы за счет обеспечения автономности функционирования его узлов и упрощения конструкции. 1. Устройство для исследования скважин, содержащее цилиндрический корпус 1411443 Z0 27 19 с отверстиями и окнами, дно которого выполнено в виде наконечника с отверстием, и расположенные внутри корпуса узел замера уровня жидкости и определения положения забоя скважины, выполненный в виде обратного клапана, подпружиненный затворный элемент которого соединен с тросом, и узел замера глубины подвески скважинного штангового насоса, выполненный в виде перегородки с шарнирно закрепленными на ней упорами, установленными с возможностью перемещения в окнах, установле»»or 0 в отверстии наконечника толкателя, и фиксатора раздвижения упоров, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности работы устройства, оно снабжено тягами, одни концы которых шарнирно связаны с раздвижными упорами, а другие с толкателем, в верхней части которого выполнена кольцевая канавка, а фиксатор раздвижения упоров выполнен в виде пружинящих лепестков, одни концы которых закреплены в наконечнике, а другие установлены с возможностью охвата толкателя и размещения их в кольцевой канавке в крайнем верхнем положении толкателя. 2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автономности функционирования его узлов, оно снабжено ограничителем хода толкателя относительно наконечника цилиндрического корпуса. 14!1443 ! — Фиг. 5 Фиг. Ф I li Фиг. Б Фиг. 7 Фиг. Ю 14!1443 Составитель Г. Маслова Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор А. Тяско Заказ 3629/29 Тираж 531 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета С(.(,P по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4
