Устройство для исследования скважин

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к комплексным гидродинамическим и геофизическим исследованиям скважин. Цель - повышение надежности работы устройства при открытом клапане под большим перепадом давления при одновременном исключении его преждевременного срабатывания. Устройство включает корпус из составных частей 1,2,3, верхний 4 и нижний 5 переходники, гильзу 6, шток 7, штангу 8 со шлицами 9, пружину 10, клапан в виде цилиндрической пробки 11, тягу 14, направляющие планки 17, штифт 20, установленный в пробке 11 и , .в пазах 18 направляющих планок 17. Устройство также имеет ступенчатую втулку 21. вы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)5 Е 21 В 49/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

КПАТЕ НТУ а 17

Рб В 3 (21) 4892105/03 (22) 17.12.90 (46) 07.12.92, Бюл. N 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) M,Ä.Еникеев (73) Научно-производственная фирма "Геофизика" (56) Патент США N 4510797, кл, Е 21 В

47/00. 1985, Авторское свидетельство СССР

N 1257182, кл. Е 21 В 49/00, 1986, Авторское свидетельство СССР

N. 1705557, кл. Е 21 В 49/00, 1990. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СКВАЖИН (57) Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к комплексным гидродинамическим и геофизическим исследованиям скважин. Цель — повышение надежности работы устройства при открытом клапане подбольшим перепадомдавления при одновременном исключении его преждевременного срабатывания. Устройство включает корпус из составных частей

1,2,3, верхний 4 и нижний 5 переходники, гильзу 6, шток 7, штангу 8 со шлицами 9, пружину 10, клапан в виде цилиндрической пробки 11, тягу 14, направляющие планки

17, штифт 20, установленный в пробке 11 и, в пазах 18 направляк)щих планок 17. Устройст -,; во также имеет ступенчатую втулку 21, вы1780546 жину, особенно при наличии уступов и рез35 ких перегибов ствола и незначительном перепаде давления над и под клапаном, изза посадок инструмента может произойти преждевременное срабатывание (открытие) клапана.

40 Цель изобретения — повышение надеж. ности работы устройства при открытии клапана под большим перепадом давления при

45 полненную с двумя рядами радиальных каналов 22 и 23 в ступени меньшего диаметра, и сальниковое уплотнение 24 в ступени большего диаметра. Тяга 14 установлена в части 2 корпуса с возможностью ограниченного осевого перемещения. В части 3 корпуса выполнены сквозные фигурные пазы 26.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, позволяющим провести комплексные гидродинамические и геофизические исследования скважин.

Известен испытатель пластов, состоящий из нижнего и верхнего трубных корпуcos, шарового клапана, перекрывающего центральный проходной канал, разъемные электроконтакты и датчики-преобразователи, регистрирующие показания давления или температуры и преобразующие их в электросигналы 1. Однако у этого испытателя пластов низка надежность. т.к, часто нарушается герметичность шарового клапана.

Он не позволяет проводить каротаж исследуемого интервала непосредственно до и после испытания.

Известно устройство для исследования скважин, включающий корпус, верхний и нижний переходники, полый шток с радиальными отверстиями, опирающийся на корпус через упорный подшипник и имеющий на поверхности бесконечную винтовую канавку, скользящую по ней скобу, связан ную со штангой и гильзой, выполненной с радиальными щелями, и перекрывающий сквозной канал штока клапан, выполненный в виде цилиндра с боковым сквозным отверстием и жестко связанный с вилкой, охватывающей клапан с торцов, шарнирно связанным с ней шатуном и ушком, установленным на гильзе 2. Этот испытатель пластов позволяет испытывать объекты в многоцикловом режиме и пропускать через его внутренний сквозной канал малогабаритные геофизические приборы для комплексного исследования скважин, . Недостаток этого устройства заключается в ненадежности перекрывающего сквозной канал штока клапана в виде цилийдра с боковым сквозным отверстием, связанного с нарушением герметичности после первого открытия и закрытия клапана, Это объясняется тем, что уплотнение осуществляется по цилиндрической поверхности между гильзой и вращающейся в ней пробкой и поэтому попадание даже мель5

В них размещены шлицы 9 штанги 8 с возможностью поворота и осевого перемещения относительно части 3 корпуса. Это позволяет выровнять давление над и под клапаном перед его открытием и исключить возможность произвольного преждевременного открытия клапана. 5 ил. чайших частиц из скважинной жидкости, ржавчины или других механических примесей приводит к нарушению герметичности, что не позволяет получить качественные кривые восстановления пластового давления и может стать причиной аварийных ситуаций. Кроме того, это устройство требует строго дозированного числа оборотов вращения колонны труб для открытия и закрытия клапана, что невозможно обеспечить при работе в искривленных и наклоннонаправленных скважинах. Это также является причиной отказов и снижает надежность его работы.

Известно устройство для исследования скважин, принятое за прототип, содержащее корпус, верхний и нижний переходники, штангу, шток. гильзу и перекрывающий центральный проходной канал клапан, выполненный в виде цилиндрической пробки с уплотнительными кольцами и прямоугольным ступенчатым выступом в нижнем торце, подвижно связанный с тягой и направляющими планками 3. Устройство позволяет испытывать объекты в многоцикловом режиме и пропускать через внутренний сквозной канал его малогабаритные геофизические приборы для комплексного исследования скважин, Недостаток этого устройства заключается в том, что затруднено открытие клапана под большим перепадом давления. Кроме того. в процессе спуска устройства в скваодновременном исключении его преждевременного срабатывания.

Поставленная цель достигается тем. что устройство для исследования скважин, содержащее корпус с верхним и нижним переходниками, подвижно размещенные в

1780545 корпусе штангу, шток, гильзу с клапаном в ностью ограниченного осевого переме евиде цилиндрической пробки, перекрываю- 50 ния. Между частью 1 корпуса и гильзой 6 щей центральный проходной канал гильзы, установлена ступенчатая втулка 21 с радитягу и направляющие планки с фигурными альными каналами 22, 23 и сальниковым пазами, в отличие от прототипа,"снабжено уплотнением 24. Между корпусом 1 и стконцентрично установленной между корпу- пенчатой втулкой 21 имеется кольцевой засом и гильзой ступенчатой втулкой, которая 55 зор 25, В нижней части 3 корпуса выполнена с двумя рядами радиалбных"ка- вы1йолнены сквозные фигурные пазы 26, в налов в ступени меньшего диаметра и саль- которых размещены шлицы 9 штанги 8 с никовым уплотнением в ступени большего возможностью поворота и осевого перемедиаметра, причем штанга имеет в верхйей щения относительно части 3 корпуса, Уплотчасти шлицы, а корпус в нижней части вы- нение подвижных и неподвижных полнен со сквозными фигурными пазами, в соединений осуществлено стандартными которых размещены шлицы штангй с воз- резиновымикольцами27,28,29,30и31. В чаможностью ее поворота и осевого переме сти 2 корпуса выполнен упорный выступ 32 щения; при этом тяга устайовлейа в орпусе для упора и перемещения тяги 14 с пробкой с возможностью ограниченного осевого пе- 5 11 после выравнивания давления нэд и под ремещения. пробковым клапаном. Гильза 6 имеет сквозСнабжение устройства ступенчатой ной центральный канал 33. втулкой с двумя рядами радиальньй кана- . " Устройство работает следующим обралов и сальниковым уплотнением и УСтайов- зом, ка тяги с возможностью ограничбйного 10 Перед спуском в скважину устройство осевого перемещения позволило "обеспе- переходниками 4 и 5 присоединяют к бучить возможность выравнивания давления рильным трубам и другим узлам испытанад и под клапаном перед его открытием, тельного оборудования, При спуске в тем самым улучшить условия его срабатыва- скважину устройство находится в растянуния, Выполнение в нижней части корпуса 15 том положении, клапан закрыт, пробка 11 сквозных фигурных пазов и размещение в находится в центральном проходном канале них шлиц штанги с возможностью поворота 33 гильзы 6. После установки оборудования и осевого перемещения позволило исклю- в скважине при создании нагрузки нЭ пэкер чить возможность преждевременнбго от- колонну труб вращают вправо на несколько крытия клапана при посадках инструмента 20 оборотов. При этом корпус 3 поворачиваетв процессе спуска в скважину. Эти преиму- ся относительно штанги 8, шлицы 9 перемещества повышают надежность работы уст- щаются в.продольный участок фигурного рой ства, паза 26, устройство сжимается. преодолев фиг.1 показана конструктивная cxe-" вая сйлы упругости пружины 10, составной ма устройства для исследования скважин; 25 корпус 1,2,3 и ступенчатая втулка 21 перена фиг, — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — мещаются вниз относйтельно гильзы.6, наразрез Б — Б на фиг.1; на фиг,4 — развертка правляющих планок 17 штока 7 т 8 пове хности ко и —, штока, штанги и р ти корпуса с фигурными пазами; переходника 5. При атом уплотнения 28 м щаются выше радиальных на фиг.5-открытое положение клапана уст- гильзы 6 перемещаются выше

30 каналов 22 ступенчатой втулки 21, давление

Устройство для исследования скважйн над и под клапаном выравнивается через содержит составной корпус из частей 1,2 и .радиальные каналы 22,23 и кольцевой зазор

3, верхний 4 и нижний 5 переходники, раз- 25, упорный выступ 32 корпуса 2 доходит до мещенные в корпусе подвижные гильзу 6 и тяги 14 и начинает его перемещать вместе с шток 7, подвижную штангу 8 со шлицами 9, 35 пробкой 11, которая после выхода из центустановленную на штанге пружину 10, кла- рального прохоДного Инала 33 гильзы 6 напан в виде цилиндрической пробки 11 с уп- чинает перемещаться одновременно вниз и лотнительным кольцом 12 и с влево,чтообеспечиваетсяспомощьюштифпрямоугольным ступенчатым выступом 13 в та 20, концы которого размещены в пазах 18 нижнем торце, тягу 14 с прямоугольными 40 направляющих планок 17. Прямоугольные пазами 15 по всей длине тяги и круговое выступы 13 пробки 11 скользят по пазам 15 отверстие 16 в середине между пазами, на- тяги 14 до полного ухода пробки 11 к стенке правляющие планки 17 с фигурными пазами корпуса 1, 18 и плоскими поверхностями 19, Пробка 11 Приток жидкости из испытуемого пла-подвижно связана с направляющими план- 45 ста в полость труб под устройством осущеками 17 с помощью штифта 20, концы кото- ствляется по центральному проходному рого размещены в фигурных пазах 18. Тяга каналу. В процессе притока в, подпакерный

14 установлена в части 2 корпуса с возмож- интервал спускают малогабаритную геофи1780546 зическую аппаратуру для записи характеристик жидкости и пласта в момент дренирования исследуемой зоны скважины. После окончания исследований аппаратуру поднимают в трубы и натяжением колонны труб закрывают клапан (пробка 11 возвращается в исходное положение) для записи кривой восстановления давления с помощью автономных манометров, размещенных под пакером в специальном приборном патрубке за пределами сквозного канала. На этом один цикл исследований заканчивается.

Для записи серии характеристик исследования можно повторить несколько раз.

Благодаря обеспечению выравнивания давления над и под клапаном облегчено открытие впускного клапана при работе в условиях больших перепадов давления, а снабжение устройства механизмом для предотвращения произвольного телескопического сжатия позволило исключить преждевременное срабатывание и открытие клапана. Все эти преимущества повышают надежность применения предложенного устройства по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Устройство для исследования скважин, содержащее корпус с верхним и нижним переходниками, подвижно размещенные в

5 корпусе штангу. шток, гильзу с клапаном в виде цилиндрической пробки, перекрывающей центральный проходной канал гильзы, тягу и направляющие планки с фигурными пазами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

10 повышения надежности работы устройства при открытии клапана под большим перепадом давления при одновременном исключении его преждевременного срабатывания, оно снабжено концентрично установленной

15 между корпусом и гильзой ступенчатой втулкой, которая выполнена с двумя рядами радиальных каналов в ступени меньшего диаметра, и сальниковым уплотнением в,ступени большего диаметра, причем штанга

20 имеет в верхней части шлицы, а корпус в нижней части выполнен со сквозными фигурными пазами. в которых размещены шлицы штанги с возможностью ее поворота и осевого перемещения, при этом тяга уста25 новлена в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения.

1780546

Составитель M,Åíèêååâ

Редактор С, Кулакова Техред M.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 4445 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета поизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101