Устройство для создания депрессии на пласт при испытании скважины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>968363

{6t) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 06. 06. 80 (21) 2985496/22-03 У М Кп з

Е 21 В 49/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(3) УДК 622.24). .7{088.8) Опубликовано 231082 ° Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 23. 10. 82

Г

Г.A.Ñèòäíêîâ, .Б.В.Золотов, С.М.Мазурик и В Ю.флыс (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики

{54J.УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ .ДЕПРЕССИИ HA ПЛАСТ

ПРИ ИСПЫТАНИИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтя ной промышленности, конкретно к технике, применяемой при исследовании и испытании пластов в бурящихся скважинах.

Известно устройство для создания депрессии при испытании скважин,включающее корпус, шток и всасывающие клапаны. устройство работает за счет расхаживания колонны труб на величину хода поршня с помощью талевой системы (1j.

Недостатком устройства является вид привода. Длительное расхаживание инструмента лебедкой буровой установки утомительно .и трудоемко для оператора.

Известно также устройство для создания депрессии на.пласт при испытании скважины, включающее корпус, полый шток, установленный на штоке толкатель с поршнем, клапаны и механизм преобразования вращательного движения штока в возвратно-поступательное движение толкателя с поршнем, (2 1.

Недостатком этого устройства является конструкция преобразователя вращательного движения вала в возв-. ратно-поступательное движение поршня.

Пара трения вал-шарнирная скоба ненадежна при больших нагрузках, возникающих в процессе откачки жидкости.

Кроме того, не обеспечивается равномерность нагрузки на вал в пределах одного цикла работы поршня. При ходе поршня вниз нагрузка отсутствует,при ходе вверх - максимальна. В крайних верхнем и нижнем положениях поршня величина и направление скорости изменяются скачком, что приводит к боль» шим ускорениям и возникновение. удар ных нагрузок.

Целью изобретения является повышение надежности. работы. устройства за счет равномерности нагрузки на шток и устранения ударных нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что механизм преобразования

20 вращательного движения штока в возвратно-поступательное движение толкателя с поршнем выполнен в.виде. эамк нутых канавок на штоке, смещенных друг относительно друга по окружности на угол 360о/п, где n — количество канавок, и входящих в канавки штока пальцев, жестко связанных с толкателем и сдвинутых друг относительно друга по окружности на угол 36d/и, причем на корпусе под поршнем установлена демпфирующая пружина.

96.83 б 3

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - шток механизма преобразования движения с четырьмя наклонными канавкамиу на фиг. 3 развертка наружной поверхности штока. устройство (фиг. 1) состоит иэ трех основных узлов; преобразователя вращательного движения штока в возвратно-поступательное движение толкателя с поршнем, поршневой группы и клапанной системы.,10

Устройство содержит. шток 1 со шлицами 2, упорный подшипник З,при этом шток заканчивается втулкой 4, являющейся продолжением штока и пальцы 5, закрепленные в толкателе б. Тол-, катель .имеет шпицы. 7, входящие в ответные шлицевые канавки переходника 8.

Поршень 9 установлен на толкателе б в цилиндре 10. Демпфирующая пру- ® жина 11 расположена под поршнем.Поршень 9 соединен с толкателем 6. Устройство имеет верхний нагнетательный клапан 12, оканчивающийся полым хвостовиком 13 с внутренним нижним буртом. Верхнее седло 14 установлено в поршне. Нижний всасывающий клапан

15 с головкой 16 и ограничительной гайкой 17 установлен в нижнем седле

18, в свою очередь установленном в переходнике 19. Все узлы устройства заключены внутри корпусных деталей

20 и 21, которые вместе с переходниками 8 и 19 и цилиндром 10 образуют единый корпус устройства. 35

Устройство опускается в скважину на бурильных трубах в компоновке с пакером до заданной глубины. Пакер располагается ниже устройства и сое- диняется с ним посредством переход- 4О ника 19 или непосредственно прй помощи колонны бурильных труб. Сверху устройства распдлагаются бурильные трубы, соединенные со штоком 1. При спуске устРойства в скважину шток 1 находится в крайнем верхнем положении и своими шлицами 2 входит в эацепление с корпусом 20. За счет этого крутящий момент от колонны труб над устройством передается на пакер.После пакерования за счет осевой сжимаю- 5О щей нагрузки шток 1 перемещается вниз до упора в подшипник 3, при этом шлицы штока выходят иэ зацепления с корпусом 20. Вращение колонны труб с помощью ротора на устье сква- 55 жины передается на шток 1 и втулку

4. Наклонные канавки втулки располагаются в плоскости, наклоненных к оси втулки под одинаковым углом, но смещенных относительно друг друга 60 по окружности втулки на угол 360О/п, где и -число, канавок. Угол наклона этих плоскостей к оси втулки и диаметр втулки определяют рабочий ход поршня. 65

В предложенном устройстве n = 4.

Каждая канавка образует замкнутую наклонную поверхность, представляющую в сечении эллипс. При вращении втул-, ки входящие в канавки пальцы 5 скользят по этим поверхностям и получают осевое перемещение. Количество паль- . цев равно числу канавок, а их расположение на толкателе таково, что угол смещения по окружности также равен

360 /и. При равномерном вращении втулки пальцы перемещаются по синусоидальному закону, и поэтому в мертвых точках происходит плавное изменение скоростей и ускорений-толкателя и исключаются ударные нагрузки.

Реактивный крутящий момент на толкателе передается через шлицевое соединение на переходник 8, а затем через цилиндр 10, корпус 21 и переходник 19 на пакер и стенки скважины. Движение толкателя передается на поршень 9. При ходе вниз открывается верхний нагнетательный клапан 12, нижний клапан 15 закрыт, и жидкость из-под поршня перетекает в трубы, при этом демпферная пружина

11 сжимается. При ходе поршня вверх верхний клапан закрыт, и вся жидкость в трубах отсекается и поднимается вместе с поршнем. Под поршнем образуется раэряжение, за счет чего нижний клапан открывается, и жидкость из-под пакерного пространства перетекает под поршень. Ход поршня вверх является рабочим, при этом демпфериая пружина за счет накопленой энергии сжатия частично компенсирует гидравлическую нагрузку. .Клапаны устройства являются съемными., Они могут спускаться вместе с устройством или сбрасыэаться в трубы с поверхности после установки устройства на заданной глубине. С целью извлечения клапанов эа один рейс ловителя на кабеле они соединены .с возможностью. осевого перемещения относительно друг друга до упора . головки нижнего клапана в выступ хвостовика верхнего клапана.

Формула изобретения устройство для создания депрессии на пласт при испытании скважины, включающее корпус, полый шток, установленный на штоке толкатель с поршнем, клапаны и механизм преобразо-. вания вращательного движения штока в возвратно-поступательное движение толкателя с поршнем, о: т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе. за счет равномерности нагрузки на шток и Устранения ударных нагрузок, механизм преобразования вращатель,ного лужения штока в возвратно-по968363 ступательное движение толкателя с .поршнем выполнен .в виде замкнутых :.канавок.,на штоке, смещенных относи тельно друг друга по окружности на угол 360"/и, где п. — количество канавок, и входящих в канавки штока пальцев, жестко связанных с толкателем и сдвинутых относительно друг друга по окружности на угол 360 /и, причем на корпусе под поршнем установлена демпфирующая пружина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство,по применению комплекта инструментов Уралец 2 при исследовании бурящихся скважин в в районах Урало-Поволжья, Уфа,1979, с. 13-16.

2. Авторское свидетельство СССР

9 770290, кл. Е 21 В 49/00,1978 (прототип).

968363 иг.

Составитель И. Кепке

ТеХред Е.Харитончик. Корректор Л. Бокшай, Редактор В; Данко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8071/54 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва,, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5