Запорное устройство для испытателя пластов
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к оборудованию для испытания скважин. Цель - повышение надежности работы устройства и безопасности испытания пластов за счет возможности исключения перемещения колонны труб на устье скважины. Устройство включает установленные с возможностью осевого перемещения относительно друг друга и образующие между собой кольцевую камеру 5 полые шток 4 и корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 переходниками (П). На штоке 4 жестко закреплена гильза 8 с управляющими конусами, прямым 9 и обратными 10 и 11, размещенная в кольцевом зазоре между корпусом 1 и верхним П 3. В пазах 12 верхнего П 3 на осях 13 установлены двуплечие рычаги 14 с выступами 15, выполняющими роль фиксирующих элементов. Рычаги 14 имеют возможность взаимодействия с наружной стороны с управляющими коническими поверхностями 9 гильзы 8, а с внутренней - с проточкой съемного клапана. Последний выполнен из герметизирующей втулки, свободно установленной на геофизическом кабеле. Устройство без съемного клапана спускается в скважину. Шток 4 поддерживается пружиной 7, а двуплечие рычаги 14 под действием гильзы 8 помещены в пазы 12 П 3. Осевой клапан при этом открыт, благодаря чему обеспечивается свободный доступ в подпакерное пространство для проведения различных технологических операций: промывки скважины, перфораций, интенсифицирующих обработок пласта. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к оборудованию для испытания скважин. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и безопасности испытания пластов за счет возможности исключения перемещения колонны труб на устье скважины. На фиг. 1 изображено запорное устройство при снятом клапане, разрез; на фиг. 2 устройство при установленном незафиксированном клапане, разрез; на фиг.3 устройство при установленном зафиксированном клапане, разрез; на фиг.4 разрез А-А на фиг.1. Устройство состоит из полого корпуса 1, жестко связанного с нижним 2 и верхним 3 переходниками, имеющими на концах резьбы для соединения с нижней и верхней частями испытательной колонны. В корпусе 1 и нижнем переходнике 2 установлен с возможностью осевого перемещения также полый шток 4, который имеет ступенчатую наружную поверхность, образующую совместно с корпусом 1 и переходником 2 кольцевую камеру 5, соединяющуюся посредством радиальных отверстий 6 в корпусе 1 с наружной частью устройства. Пружина 7 поддерживает шток 4 в верхнем положении. На штоке 4 жестко закреплена гильза 8 с управляющими конусами, прямым 9 и обратными 10 и 11, расположенными на ее внутренней поверхности. Гильза 8 размещена в кольцевом зазоре между корпусом 1 и верхним переходником 3. В пазах 12 верхнего переходника 3 на осях 13 установлены двуплечие рычаги 14 с выступами 15, выполняющими роль фиксирующих элементов. Рычаги 14 имеют возможность взаимодействия с наружной стороны с управляющими коническими поверхностями 9 гильзы 8, а с внутренней с проточкой 16 съемного клапана, состоящего из герметизирующей втулки 17, свободно посаженной на геофизический кабель 18, и закрепленной на кабеле головки 19 с уплотнительным кольцом 20 в верхней части и глубинными геофизическими приборами 21 в нижней. На внутренней поверхности штока 4 установлены манжета 22, а также нижняя 23 и верхняя 24 шайбы. Верхняя шайба 24 является одновременно седлом для посадки герметизирующей втулки 17. Устройство без съемного клапана спускается в скважину в составе испытательной колонны труб, включающей пакер, установленный ниже него, и установленный выше него циркуляционный клапан (на чертежах не изображены). Шток 4 устройства поддерживается пружиной 7 в верхнем положении, а двуплечие рычаги 14 убраны в пазы 12 переходника 3 под действием гильзы 8. Осевой клапан устройства при этом открыт, благодаря чему обеспечивается свободный доступ в подпакерное пространство для проведения различных технологических операций, промывки скважины, перфорации, интенсифицирующих обработок пласта. Для проведения закрытого периода испытаний с записью кривой восстановления давления (КВД) в скважину спускаются установленные на геофизическом кабеле 18 герметизирующая втулка 17, головка 19 и дистанционные геофизические приборы 21. Устройство позволяет вместо дистанционных приборов использовать приборы с местной регистрацией, в этом случае геофизический кабель 18 может быть заменен проволокой. Затем в скважине повышается внутритрубное давление, например, с помощью компрессора для закачки в трубы облегченной жидкости или газа (компрессорные откачки). Под действием повышенного внутритрубного давления шток 4 за счет гидравлической неуравновешенности опускается вниз, сжимая пружину 7, буровой раствор при этом из камеры 5 через отверстия 6 вытесняется в затрубное пространство, устройство занимает положение, изображенное на фиг.2, шток 4 находится в крайнем нижнем положении, герметизирующая втулка 17 опирается своими буртами на шайбу 24, при этом проточка 16 расположена ниже двуплечих рычагов 14 с выступами 15, которые утоплены в пазы 12 переходника 3 под действием конической поверхности (10) гильзы 8. Затем понижают внутритрубное давление, что соответствует передаче депрессии на пласт и записи кривой притока (КП) приборами 21. В это время шток 4 под действием пружины 7 и затрубного давления перемещается вверх вместе с герметизирующей втулкой 17 и гильзой 8. В процессе перемещения управляющая коническая поверхность (9) гильзы 8 нажимает на нижнее плечо двуплечих рычагов 14, в результате чего последние поворачиваются вокруг оси 13, а выступ 15 смещается к оси устройства, заходит в проточку 16 герметизирующей втулки 17 и фиксирует ее (см. фиг.3). Дальнейшее смещение штока 4 верх приводит к тому, что манжета 22 под действием осевой сжимающей нагрузки от шайб 23 и 24 раздается в радиальном направлении и обеспечивает уплотнение втулки 17 относительно штока 4 и корпуса 1. Жидкость из пласта при этом может проходить через осевой канал втулки 17, между нею и кабелем 18. Для осуществления записи КВД необходимо натянуть кабель 18, в результате чего головка 19 перекрывает осевое отверстие герметизирующей втулки 17, а уплотнительное кольцо 20, контактируя с коническим раструбом втулки, осуществляет герметизацию. Подпакерное пространство в этом случае оказывается отсеченным от путей выхода флюида, происходит процесс восстановления давления до пластового, что регистрируется приборами 21. Устройство позволяет производить многократную поочередную запись КП-КВД за счет освобождения кабеля (открытие клапана) и натяжения его (закрытия клапана). Для подъема глубинных приборов 21 вместе с запорным клапаном на поверхность необходимо ослабить кабель 18, а затем повысить внутритрубное давление на величину, достаточную для того, чтобы шток 4, преодолевая усилие пружины 7, опустился вниз. Опускаясь вместе со штоком 4, гильза 8 освобождает нижнее плечо рычагов 14, а затем, действуя конической поверхностью 10 на верхнее плечо рычагов, выводит выступы 15 из проточки 16 втулки 17 и освобождает ее. Теперь, не снижая давления, натяжением кабеля 1 8 поднимают втулку 17 и головку 19 с приборами 21 выше устройства, а затем сбрасывают внутритрубное давление и поднимают кабель на поверхность. При некачественной записи кривых, например, в результате неисправности приборов испытания могут быть произведены повторно без подъема колонны на поверхность.
Формула изобретения
1. ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ, содержащее установленные с возможностью осевого перемещения относительно друг друга и образующие между собой кольцевую камеру полые шток и корпус с верхним и нижним переходниками и радиальным отверстием, размещенный внутри штока съемный клапан с проточкой и герметизирующей втулкой, свободно установленной на геофизическом кабеле, механизм фиксации клапана, включающий установленные с возможностью взаимодействия с клапаном в месте выполнения проточки фиксирующие элементы, связанные с ними двуплечие рычаги, и управляющие конусы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и безопасности испытания пластов за счет возможности исключения перемещения колонны труб на устье скважины, оно снабжено жестко соединенной со штоком гильзой, размещенной концентрично между корпусом и верхним переходником, который выполнен с пазами для размещения в них двуплечих рычагов, причем шток установлен под последним и подпружинен, а управляющие конусы выполнены на внутренней поверхности гильзы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксирующие элементы выполнены в виде выступов на двуплечих рычагах.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
