Устройство для регулирования межпакерного давления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свиа-ву(22)Заявлено 17.12.80(2l) 3221513/22-03

- с присоединением заявки М(51)М. КЛ.

E 21 В 33/12 (23) Приоритет

3Ьеудеротесниый комитет

СССР оо делан изобретений и открытий

Опубликовано 30. 06. 82. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30. 06. 82 (53) УДК 622.245. .4(088.8) (72) Авторы изобретения .. г ) .,;.

l0.È. Ияснян кин и Ф. И ..етерян -

1 !

Волгоградский государственнья научно-исследовательский

1 и проектный институт нефт шленностии (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛ11РОВАНИЯ

ИЕИПАКЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для регулирования межпакерного давления.

Известно устройство для регулирования межпакерного давления, содержащее переводники с радиальными каналами, установленные между пакерами, дифференциальный поршень и разделительную трубку (1 ).

Основным недостатком устройства

10 является его низкая надежность вследствие гидравлической неуравновешенности дифференциального поршня в процессе спуска и наличия полости с

1S атмосферным давлением.

Известно также устройство для регулирования межпакерного давления, спускаемое на колонне труб, содержащее корпус с продольными и радиальными каналами, трубку, установленные между пакерами и связанные патруб. ками верхний переводник с хвостовиком и нижний переводник с втулкой, полый дифференциальный поршень, надпоршневое пространство которого связано трубкой с эатрубным пространством над верхним пакером, а подпоршневое - с эатрубным пространством между пакерами (21.

Основным недостатком известного устройства является то, что для равномерного распределения перепада давления на оба пакера расстояние между ними не может превышать определенного значения. В противном случае распределение перепада будет неравномерным и эта неравномерность будет тем больше, чем больше расстояние между пакерами. При этом перепад давления на нижнем пакере всегда больше, чем на верхнем, вследствие недостаточного объема полости освобождаемой при перемешивании дифференциального поршня. Увеличение этого объема конструктивно нерационально из-за увеличения габари1ов и веса уст рой ст ва.

3 93

В практике испытания скважин встречаются случаи, когда пакеры не могут быть установлены на малом рас стоянии по причине кавериозности отвала в интервале установки пакеров и возникает необходимость установки пакеров на большем расстоянии.

Целью изобретения является обеспечение равномерного распределения перепада давления между пакерами независимо от расстояния между ними, предотвращение перетока мидкости из скважины во внутритрубное пространство при негерметичности верхне", го пакера, обеспечение выравнивания давления в межпакерном и внутритрубном пространствах скважины, Поставленная цель достигается тем, что во втулке выполнен радиальный канал, сообщающий межпакерное пространство через подпоршневую полость с внутритрубным пространством при крайнем верхнем положении поршня.

В патрубке над поршнем установлен подпружиненный стопор.

Поршень снабжен радиальным каналом, перекрытым золотниковой втулкой.

На фиг.1 изображено устройство для регулирования межпакерного давления при разобщении кольцевого про", странства скважины двумя пакерами; на фиг.2 .- стопорное устройство патрубка; на фиг ° 3 - нижняя часть кольцевого поршня с золотниковой втулкой.

Устройство состоит из навернутого на остов верхнего пакера 1 корпуса

2, снабженного радиальным 4 и продольным д каналами. C корпусом подвижно соединена трубка 3, проходящая через канал с верхнего пакера и неподвижно соединенная с переводником 4, имеющим также продольный и радиальный д каналы и снабженным хвостовиком 5. К переводнику

4 неподвижно присоединен патрубок 6, снабменный втулкой 7 и подпружиненным стопором 8. Внутри патрубка 6 размещен кольцевой дифференциальный поршень 9, внутри которого находится пружина 10 сжатия. В нижней части поршня выполнен радиальный канал 8 и размещена эолотниковая втулка 11, перекрывающая его под действием пружины 10. В патрубке 6 и втулке 7 имеются радиальные отверстия Ж и Э, 9725 ф причем отверстие постоянно сообщает межпакерное пространст во с подпоршневой полостью, а отверстие у с сообщает подпоршневую полость с внутренним каналом втулки при крайнем верхнем положении поршня. Патрубок 6 неподвижно присоединен к остову нижнего пакера 12.

Поршень 9 посредством уплотнений делит внутреннее пространст во уст ройства на три полости — ц,к,л, давление в которых в определенный период работы будет различным. ()дна из полостей — LL (надпоршневая) сообщается через радиальные каналы переводника 4 корпуса 2 и Iïóáêó 3 с пространством над верхним пакером. Вторая полость — Л(подпоршневая) сообщаетсяя через отверстие 3 с межпакерным пространством, а третья -v.- через зазор между хвостовиком qи втулкой 7 - с проточными каналами узлов пластоиспытателя и с подкаперным проc ðàíñòâîì. Герметизация кольцевого пространства скважины осуществляется посредством уплотнительных резиновых элементов пакеров 1 и 12, а полостей ,устроиства — уплотнительными кользо

3S

4$

55 цами.

Устройство работает следующим образом.

При спуске в скважину давление во всех полостях устройства одинаково и равно давлению в скважине, поршень

9 гидравлически уравновешен и остается в нижнем положении, благодаря усилию пружины 10, Внутри устройства переток раствора, вытесняемого из скважины, происходит по проточным каналам втулки 7, переводника 4, пакера

1 и корпуса 2, По окончании спуска пластоиспытателя с устройством осуществляют пакеровку посредством передачи части веса вышерасположенного бурильного инструмента через компоновку пластоиспытателя на забой. При этом резиновые элементы пакеров 1 и 12 деформируются и перекрывают кольцевой зазор между стенкой скважины и основами пакеров, трубка 3 скользит в уплотнении корпуса 2. Под действием передаваемой нагрузки впускной клапан пластоиспытателя и давление в проточных каналах понимается до значения, определяемого высотой заполнения труб. При этом уравновешенность поршня 9 нарушается, так как соотношение поперечных сечений полостей устройства, на которые дей939725 ст вуют давления, создает условия равновесия поршня.

Поскольку давления над верхним пакером и под нижним пакером действуют на поршень сверху, то при уменьшении давления устройства и полости

К поршень под действием давления в межнапорном устройстве перемещается вверх. При этом раствор из надпоршневой полости через каналы и о трубку 3 вытесняетгя в пространстве над верхним пакером; а объем подпоршневой полости Л увеличивается за счет перемещения поршня, Тогда суммарный объем межпакерного простран- 15 ства и полости Л также увеличивается и давление в нем снижается за счет малой упругости жидкости. Перемещение поршня происходит до восстановления равновесия поршня. Под- щ пружиненный стопор 8 эа счет разности давлений в полости и межпакерном пространстве утапливается,- давая возможность поршню перемещаться на полный рабочий ход. При боль- 25 шом значении межпакерного объема ограниченный объем подпоршневой полости А не обеспечивает снижения

50 давления в межпакерном пространстве до требуемого значения. Для осуществ- 3р ления такого снижения при крайнем верхнем положении поршня открывает:ся отверстие >с. во втулке 7 и жидKochü из межпакерного пространства перетекает через него в проточный канал, где давление равно давлению под нижним пакером. 3а счет перето" ка жидкости давление в межпакерном пространстве снижается до значения, при котором неуравновешенность поршня 9 изменяется на противоположную и он перемещается вниз, закрывая отверстие з с . Давление в межпакерном пространстве повышается до значения, при котором поршень находится в равновесии. Если верхний пакер окажется негерметичным, давления в полости (и межпакерном пространстве будут равными и стопор будет прелятствовать перемещению поршня в крайне верхнее положение. Тогда отверстие уа остается закрытым и перетока жидкости через него не происходит.

При достаточной устойчивости нижне" го пакера испытание пласта происхо55 дит как с одним пакером.

Выравнивание давления в межпакерном пространс>ве после окончания испытания происходит эа счет обратного перемещения поршня в нижнее положение. Если при возврате поршня в нижнее положение, давление в межпакерном пространстве не выравняется с давлением в скважине, разность давлений будет действовать на неуравновешенную плошадь золотниковой втулки 11 и, преодолевая усилие пружины

10, переместит ее вверх. При этом открывается отверстие 8 в стенке поршня 9, через которое давление выравнивается.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования межпакерного давления, спускаемое на колонне труб, содержащее корпус с продольным и радиальным каналами, трубку, установленные между пакерами и связанные между собой переводник с хвостовиком и патрубок с втулкой, полый дифференциальный поршень, надпоршневая полость которого связана трубкой с затрубным пространством над верхним пакером, а подпоршневая - с затрубным пространством между пакерами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения равномерного распределения перепада давления между пакерами независимо от расстояния между ними, во втулке выполнен радиальный канал, сообщающий межпакерное пространст во через подпоршневую полость с внутритрубным пространством при крайнем верхнем положении поршня.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения перетока жидкости из скважины во внутритрубное пространство при негерметичности верхнего пакера, в патрубке над поршнем установлен подпружиненный стопор.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения выравнивания давления в межпакерном и внутритрубном пространствах скважины перед подъемом устройства, поршень снабжен радиальным каналом, перекрытым золотниковой втулкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 424964, кл. Е 21 В 33/12, 1971.

2. Информационный листок

ВНИИОЭНГ Г 45-76. Сер.08-12, 1976.

Ю

У

8

У

f1

Г

Put.Z @uzi

ВНИИПИ Заказ 4623/49 Тираж 623 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4