Устройство для испытания пласта

 

Изобретение относится к горной промышленности, к области исследования скважин, а именно к устройствам для испытания пластов трубными пластоиспытателями. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем исключения необходимости учета числа оборртов труб и снижения вероятности прихвата труб в скважине. Устройство содержит корпус 1 со шпицами 2, размещенный в корпусе 1 полый шток 3 с впускными отверстиями 9 и шпицами 4,°ответными шлицам 2, впускной клапан и механизм преобразования вращательного движения штока 3 в возвратно-поступательное движение клапана. Устройство снабжено насосом , который состоит из обоймы 13, трубы 18, средней части штока 3 с пальцем 12, подшипниками 14, всасывающего клапана 15, утолщения 20 с нагнетательным клапаном Л, штифтов 17 и 25. Верхняя часть трубы 18 с уплотнением 22, утолщение 20 и шток 3 образуют гидродвигатель. Труба 18 относительно штока 3 постоянно отжимается пружиной 26, выполняющей функции гндроаккумулятора энергии.Механизм фиксации впускного клапана выполнен в внtn О) Фм1

+Ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,,SU» 1И105 (51)5 Е 21 В 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ. СССР (46) 15.05.33 ° Бюл. (," 18 (21) 4 739 771/03 (22) 25.09.89 (71) Всесоюзный научно-исследовательI ский институт нефтепромысловой.геофи зики (72) А.Н. Замараев, И.В. Иванов и 70.A. Дудин (56) Авторское свидетельство СССР

И 1105630, кл. L 21 В 49/00, 1983. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горной промьпилен ности, к области исследования скважин, а именно к устройствам для испытания пластов трубными пластоиспытателями. Цель изобретения повышение надежности работы устройства путем исключения необходимости учета числа оборртов труб и снижения вероятности прихвата труб в скважине.

Устройство содержит корпус 1 со шпицами 2, размещенный в корпусе 1 полый шток 3 с впускными отверстиями

9 и шпицами 4, ответными шлицам 2, впускной клапан и механизм преобразования вращательного движения штока

3 в возвратно-поступательное движение клапана. Устройство снабжено насосом, которьп состоит иэ обоймы 13, трубы 18, средней части штока 3 с пальцем 12, подшипниками 14, всасывающего клапана 15, утолщения 20 с наг— нетательным клапаном "1, штифтов 17 и 25. Верхняя часть трубы 18 с увлотнением 22, утолщение 20 и шток 3 образуют гидродвигатель. Труба 18 относительно штока 3 постоянно отжимается пружиной 26, выполняющей функции гидроаккумулятора энергии. Иехинизм фиксации впускного клапана выполнен в вн"

26

22

2S

7Ô

79

72

77

7б

78

7,1

27 лд

28 :О

У 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

164 1056 де втулки 27 с Фигурным пазом 28, в который входит штифт 29, жестко связанный с трубой 18. При вращении штока 3 работает насос, вызывая перемещение грубы 18 и гильзы 10 вверх.

Отключение насоса приводит к перемещен-ю трубы 18 и гильзы 10 вниз под

Изобретение относится к rорной промышпенности, к области исследования,скважин, а именно к устройствам . для испытания пластов трубными пласт оиспытат елями, о

Целью изобретения является повышение наджности работы устройства путем исключения необходимости учета числа оборотов труб и r,.íèæåíèÿ вероятности прихвата труб в скважинее

На фиг.1 представлено устройство для испытания пласта, общий вид; на

Фиг.2 — наклонная внутренняя расточка обоймы насосами на фиг .3 — разверт ка поверхности втулки от механизма

Фиксации, на которой выполнен Фигур- 30 ный паз; на фиг.4 — редукционный кла» пан.

Устройство содержит корпус 1 со шлицами 2. Внутри корпуса расположен полый шток 3 с ответными шпицами 4 . Полый шток загерметизирован от внешней среды уплотнением 5. Нижняя утолщенная часть штока 3 опирается на упорный подшипник 6, в результате чего шток 3 может вращаться относи- 4п

J тельно корпуса 1. Нижняя часть штока заглушена и имеет два уплотнения 7 и 8, .меящу которыми расположено отверстие 9. На штоке 3 установлена подвижно гильза 10 с отверстием 11. 45

В средней части штока 3 радиально расположен палец 12, на который подвижно установлена обойма 13. Внутренняя наклонная выточка r обоймы 13, в которой располагается палец 12 с под-. > шйпником 14, показана на Фиг.2. В верхней части обоймы 13 нмеегся всасывающий клапан 15. В обойме 13 выполнен продольный паз 16, по которому скользит штифт 17, жестко связанный с гидроцилиндром (трубой) 18, охватывающим шток 3. Таким образом, обойма 13 относительно трубы 18 может совершать возврат«о-поступатель-, действием пружины 26. Возвратно-поступательное движение гильзы 10 в за-, висимости от программы механизма фиксации,заложенной в конфигурации фигурного паза 28, обеспечивает заранее заданную работу впускного клапана устройства. 4 ил. ные движения, а относительно штока

3 — вращательные.

В обойме 13 установлен также редукционный клапан 19 (Фиг.4). Выше обоймы 13 на штоке 3 имеется утолщение 20, в котором установлен нагнетательный клапан 21. Труба 18 в верхней части уплотнена со штоком уплотнением

22. Вся полость, образованная труИрй

18 и штоком 3, заполнена маслом или другой жидкоствю и изолирована от внешней среды подвижным разделительным поршнем 23. В трубе 18 в верхней части выполнен продольный паз 24, в который вставлен жестко связанный с корпусом 1 штифт 25. Труба 18 относительно штока 3 постоянно отжимается пружиной 26, выполняющей функции гидроаккумулятора энергии. Вместо пружины в качестве аккумулятора энергии могут быть в принципе использованы другие упругие элементы (воздушная камера, сжимаемая. жидкость и,пр.).

На штоке 3 установлена с возможностью вращения втулка 27, на наружной поверхности .которой выполнен фигурный паз 28, развертка которого показана на фиг.3. В фигурном пазу 28 установлен с возможностью перемещения по пазу штифт 29, жестко связанный с трубой 18.

Втулка 27, фигурный паз 28, штифт

29 образуют механизм Фиксации положения трубы 18, а вместе с ней ц. гильзы 10 относительно:штока 3 в осевом направлении. Гильза 10 и труба

18 между собой связаны в.осевом направлении жестко, но могут проворачиваться относительно друг друга.

Обойма 13, труба 18, средняя часть штока 3 е пальцем 12, подшипниками 14, всасывающий клапан 15, утолщение 20 с нагиетательным клапаном 21, штифтами 17 и 5 образуют насос. Верхняя часть трубы 18 с уплотнением 22, утолщение 20, шток 3 обра5 1S«Ä in зуюг гилрадвигятель. Всясыня_#_vg и клав пан 15, нагнетатели ий клапан 21 и осевые каналы в утолщении 20 и обойме 13 образуют нагнетательную гидро. магистраль. Сбрасывающая гидрамагистраль образована гарантированным зазором или капилляром, выполняющим функции дросселя между утолщением 20 и трубой 18, между обоймой 13 и трубой 18, В качестве дросселя могут быть использованы гидросопротивления и другогo типа, например инерционна. га типа. Раэветвление сбрасывающей гидромагистрали проходит через редук- 15 ционный клапан 19, установленный в . обойме 13.

Устройство работае следующим оаразом.

Устройство в составе комплекта 20 испытателей пластов (пакера и других

1 узлов) при эакрь1там впускном клапане спускается в скважину н а бурильных трубах. Пакер с использованием яКоря или путем опоры на забой устанавлМва- 25 ется выше испытываемого пласта (на фигурах не показан). Под действием разгрузки части веса бурильных труб .пакер сжимается и герметизирует ислытываемый пласт от остальной части скважины. Пад действием, сжимающей нагрузки шлицы 2.и А устройства выходят иэ зацепления и шток 3 может проворачиваться на подшипнике б отно: сительно корпуса 1» Для открытия впускного клапана (т.е. совмещения отверстий 9 и 11) шток 3 .с помощью

-бурильных труб приводят во вращение с постоянной скоростью. Верхний ггуедел числа оборотов не ограничен. В процессе вращения штока 3 относительно корпуса 1 палец 12, перемещаясь по наклонной выточке обоймы 13, приводит обойму в возвратно-поступатель- . ное движение относительно штока 3.

При этом масло насосом перекачивается rro нагнетательнай гидромагистрали выше утолщения 20,, в результате труба 18, сжимая пружину 26, перемещается вверх. Вместе.с трубой 18 пе; ремещается гильза 10, отверстия 9 и 11 совмещаются - впускной клапан открыт, как показана ня фиг.1. При дальнейшем вращении штока 3 с прежней постоянной скоростью впускной .клапан остается открытым.

После существенного. замедления или полного прекращения вращения штока 3 под действием пружины 26 трv6 3 1R с lf. шл"" (я f11 1; з т,lь, чта штифт

29 уставя епив.-.< г.-.з в оввай из тачек и втулки 2", ф«е. 3) . Сме;пение трубы

if ß вниз пад де и тв,ем пружины проис" ходит медленна па мере перетака масла па сбрясывяюяей гидромаш истряли с установленным ня ней драсселем.

Для закрытия впускного клапана вращения штока 3 с увеличенной постоянной с корост!0 повторяюT, При этом труба 18 под действием перекачиваемай жидкости перемещается вверх до упора (штифт 29 находится в точке б, см. фиг.3), а после остановки вращения под действием пружины медленно за счет торможения. дросселем смещается вниз, штифт 29 перемещается па фигурному пазу в точку в, в результате труба 18, а вместе с ней гильза 10 оказываются в. крайнем нижнем положении. Отверстие 11 смещается ниже уплотнений 8 — впускной клапан закрыт. При необходимости открывание-закрывание клапана можно повторить многократно. Случайные провороты устройства на 1-2 оборота вызваннь.е, например, в процессе спуска искривлением ствола скважины, ошибкой оператора или ло другим причинам, не сказываются отрицательно на работе устройства, так как при . небольшом числе оборотов ппифт 29 неизбежно возвращается в исходное положение, что обеспечивает большую надежность па сравнению с прототипом.

Ьолее того, медленное вращение, постоянное или периодическое, сколько бы оно не продолжалось, не ведет к изменению позиции впускного клапана, так как под действием. накопленной энергии в пружине 26 масло через сбр4 сывающую гидромагистряль и црассель успевает перетечь обратна ниже обоймы 13. Поэтому медленное постоянное или периодическое вращение может быть использована тя ;же для снижения вероятности прихвата труб.

Использование заявляемого устройства для испытания пласта ла сравнению с прототипам позволяет повысить надежность работы в сложных геологотехнических условиях путем исключения необходимости учета числа оборотов труб. Одновременна существенно снижается вероятность прихвата труб в скважине зя счет того, что трубы могут вращаться неограниченно долго, талька с большей или меньшей

164 1056

Составитель A. Симецкая

Т ехр ед М. llew»< Корректор И.Эрдейи

Редактор Т. Юрчикова

М

Заказ 1975 Тираж Подпис ное

ВНИИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэлательск тй к мбпнат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 скоростью, с остановками нли беэ ос— тановок в любой момент межДу операциями открывания и закрывания клапана, которые осуществляются при

5 большей скорости вращения.

Формула из обр ет ения

Устройство для испытания пласта, содержащее корпус co шпицами, размещенные в нем полый пп ок с впускными отверстиями и шли цами, От вет нымн шпицам корпуса, впускной клапан, установленный на штоке, выходной элемент и механизм преобразования вращательно15 го движения штока и возвратно-поступательное движение выходного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения его ьМдежности в работе путем исключения необходимости. учета числа оборотов труб и снижения вероятности прихвата труб в скважине, оно снабжено подпружиненным сверху гидропнлиндром и механизмом фиксащ и внус кног о клапана, причем гидроцилиндр размещен между штоком. и корпу.сом, а выходной элемент механизма преобразования вращательного движения штока расположен внутри гидроцилиндра, выполнен в виде поршневого насоса с .всасывающим и нагнетательным клапанами и сбрасывающей гидромагистралью с дросселем и установлен с возможностью периодической перекачки жидкости из нижней части гидроцилиндра в его верхнюю часть, при этом гидро" цилиндр связан с впускным клапаном и с механизмом его фиксации, который выполя я в виде фигурного паза. на наружной поверхности нижней части штока и штифта, жестко связанного с гйдроцнлинлром и размещенного в фигурном пазу,