устройство для пропуска приборов под пакер испытателя пластов

Формула изобретения

Устройство для пропуска приборов под пакер испытателя пластов, содержащее полый шток, уплотнительную втулку и запорный клапан, отличающееся тем, что уплотнительная втулка снабжена фигурной корпусной цангой в виде упругих раздвижных лепестков, а клапан аналогичной фигурной клапанной цангой, входящими в зацепление друг с другом и взаимодействующими с фигурными выступами ловителя, спускаемого на кабеле с геофизическим прибором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно, к технике для исследования пластов, вскрытых скважиной. Для более полного изучения исследуемых объектов практикуется совмещать гидродинамические и геофизические методы, для чего разработаны пластоиспытатели со сквозными каналами, которые позволяют во время притока пропускать геофизические приборы под пакер. Герметизация сквозного канала осуществляется клапанными устройствами, отличающимися как по конструкции, так и по принципу действия.

Известны устройства для введения геофизических приборов с грузом в скважину

(а.с. 1724860, 8.01.90, кл. E 21 B 49/00 для нагнетательных скважин);

(а.с. 1776304, 25.12.91, кл. E 21 B 47/00 для добывающих скважин).

Общим для этих устройств является наличие тарельчатого клапана, открывающего центральный канал с помощью груза, спускаемого внутрь НКТ вместе с геофизическим прибором. Недостатком этих устройств является сложность механизма привода для открытия тарельчатого клапана, состоящего из кривошипа, системы тяг и шарниров, что снижает надежность работы устройства в целом.

В испытателях пластов на трубах как у нас в стране, так и за рубежом для этих целей используется шаровой клапан с центральным отверстием, который в одном положении перекрывает проходной канал испытателя, а при повороте на 90^o открывает его. Недостатком таких клапанов является сложность изготовления сопрягаемых сферических поверхностей, ненадежная герметизация проходного канала.

В известном устройстве для исследования скважин по а.с. 1257182, кл. E 21 B 49/00, принятом за прототип, паровой клапан заменен на цилиндрический (типа "самоварного крана"), где проходной канал перекрывается цилиндром, ось которого перпендикулярна оси канала. Как и в шаровом клапане он имеет два положения (открыто-закрыто). Недостатки этого устройства такие же: необходимость тщательной подгонки сопрягаемых цилиндрических поверхностей, сложность конструкции сальникового узла и механизма поворота цилиндра на 90^o. Все это снижает надежность герметизации и работы устройства в целом.

Задачей изобретения является:

упрощение конструкции перекрывающего клапана,

надежность герметизации проходного канала испытателя,

простота управления.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для испытания пласта, содержащем полый шток, уплотнительную втулку и запорный клапан, уплотнительная втулка снабжена фигурной корпусной цангой, а клапан фигурной клапанной цангой, взаимодействующими между собой и фигурными выступами ловителя, спускаемого на кабеле с геофизическим прибором. Клапан жестко связан с фигурной цангой, имеющей форму тонкостенного цилиндра, разрезанного вдоль продольной оси на раздвижные упругие лепестки, снабженные заплечиками под углом 15^o к оси цанги. Корпусная цанга аналогичной конструкции жестко связана с уплотнительной втулкой, которая установлена на конце штока и уплотнена с клапаном резиновыми кольцами. Корпусная и клапанная цанги взаимодействуют между собой, входя в зацепление. Ловитель с ответными фигурными выступами служит для отцепления клапанной цанги от корпусной, выталкивания клапана из проходного канала штока с одновременным его залавливанием. Он соединен с нижним концом геофизического прибора и спускается вместе с ним на каротажном кабеле, во время или в конце протока.

По сравнению с прототипом, заявляемое устройство обладает рядом преимуществ:

надежной герметизацией проходного канала испытателя с помощью обычного кольцевого уплотнения по цилиндрической поверхности,

простотой конструкции клапана,

отсутствием сложного механизма для открытия-закрытия проходного канала и пропуска прибора под пакер.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна", а также отвечает критерию "Изобретательский уровень", так как заявителю неизвестны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие его от прототипа.

Изобретение представлено на фиг. 1 4.

На фиг. 1 показано устройство в транспортном положении, на фиг. 2 в увеличенном масштабе заплечики "а" на ловителе; на фиг. 3 разрез А-А фиг. 1 корпусной цанги; на фиг. 4 разрез Б-Б фиг. 1 клапанной цанги.

Устройство содержит полый шток 1 с впускным радиальным отверстием "б". На нижнем конце штока установлена уплотнительная втулка 2, жестко связанная со штоком и корпусной фигурной цангой 3. Внутри втулки располагается запорный клапан 4 в виде пробки-заглушки, уплотненный по наружной поверхности со втулкой резиновыми кольцами. Клапан 4 жестко связан с клапанной фигурной цангой 5, входящей в зацепление с корпусной цангой 3 с помощью заплечиков "в". Подвижная часть устройства включает ловитель 6 с фигурными выступами "а" и "г". Ловитель 6 на резьбе присоединен к нижнему концу геофизического прибора 7, спускаемого на каротажном кабеле 8.

Устройство работает следующим образом. При спуске в скважину проходной канал штока 1 закрыт клапаном 4, а впускные отверстия "б" в штоке упрятаны внутри упорного конуса пакера. После спуска до заданной глубины и пакерования отверстия "б" выдвигаются из-под конуса, открывая канал для притока жидкости из подпакерного пространства. В период притока, а особенно в его конце, клапан 4 разгружается от перепада давления. Для проведения геофизических исследований подпакерного интервала внутрь труб на каротажном кабеле спускается прибор с навинченным на его нижнем конце ловителем 6. При достижении нижнего конца штока ловитель своим нижним утолщенным фигурным концом раздвигает лепестки клапанной цанги 5 и проталкивается под заплечики "д". Благодаря наличию ответных заплечиков "а" на ловителе клапан 4 оказывается заловленным. Заплечики "а" и "д" представляют собой конусную поверхность, расположенную под углом 75^o к вертикали, чем обеспечивается надежное сцепление (фиг.2). Угол 15^o у конусных выступов упругих лепестков обеих цанг выбран, исходя из возможности проталкивания ловителя под собственным весом, длина лепестков из условия радиального перемещения их концов в пределах упругих деформаций при изгибе, угол 75^o у заплечиков "а" и "д" из расчета усилия, необходимого для отсоединения ловителя от клапанной цанги при натяжении кабеля. Это усилие не должно превышать разрывной нагрузки каротажного кабеля. При дальнейшем движении вниз за счет утолщенного участка "г" раздвигаются лепестки корпусной цанги 3, тем самым освобождается клапанная цанга 5 и под действием веса ловителя и прибора клапан 4 выталкивается из канала штока. После геофизических исследований подпакерного интервала прибор вместе с ловителем и клапаном заводится в канал штока, дополнительным натяжением кабеля ловитель освобождается от клапана, а последний занимает исходное положение.

Как видно из описания, для проведения геофизических работ без подъема испытательного оборудования не требуется специальных сложных механизмов для открытия проходного канала испытателя и дополнительных манипуляций инструмента.