устройство для испытания скважин

Формула изобретения

Устройство для испытания скважин, содержащее спускаемые в скважину на бурильных трубах последовательно соединенные между собой долото, приборный переводник, пакер, включающий уплотнительный элемент, корпус и забойный двигатель, отличающееся тем, что оно снабжено штоком, связанным упорным подшипником с корпусом пакера и седлом с обратным клапаном для циркуляции бурового раствора через уплотнительный элемент, забойный двигатель выполнен объемным с корпусом и валом объемного двигателя, корпус пакера и уплотнительный элемент установлены на валу объемного двигателя, а корпус пакера установлен с возможностью осевого перемещения, связан шпоночным соединением с корпусом объемного двигателя и выполнен с верхней перегородкой и нижней, имеющей резьбу на внутренней поверхности, при этом вал объемного двигателя выполнен с кольцевой перегородкой и радиальными отверстиями над кольцевой перегородкой вала, образующей с валом и корпусом пакера гидравлическую камеру, а на наружной поверхности вала объемного двигателя выполнены резьба под резьбу нижней перегородки корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности, к испытанию скважин в процессе бурения.

Известно устройство для испытания пластов в процессе бурения без подъема бурового инструмента на поверхность содержащее спускаемые в скважину на бурильных трубах долото, пакер, расположенный на валу объемного двигателя [1]

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает надежной и эффективной работы пакерного узла во время испытания и бурения.

Известно также устройство для испытания скважин содержащее спускаемую в скважину на бурильных трубах компоновку последовательно соединенных между собой долота, приборного переводника, пакера расположенного на валу объемного двигателя, нижняя часть корпуса которого связана с валом винтовой парой с подвижной гайкой, ход которой в верхнем и нижнем положении ограничен пружинами [2]

Недостатком этой конструкции является то, что подвижная гайка прижимается пружинами к нарезке вала в пеpиод бурения и испытания, что влечет за собой разрушение нарезок и невозможность дальнейшей работы пакерного узла.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы пакерного узла за счет предотвращения износа нарезок подвижной гайки и вала.

Устройство для испытания скважин содержащее спускаемые в скважину на бурильных трубах и последовательно соединенные между собой долото, приборный переводник и пакерующий узел со штоком, имеющим на верхнем конце кольцевой выступ с упорными подшипниками, седло, выполненное с обратным клапаном, с пружиной, с упорным и эластичным элементами, установленными на валу объемного двигателя, выполненного на наружной поверхности с нарезкой. Вал объемного двигателя имеет радиальные отверстия, ниже которых на его наружной поверхности выполнена кольцевая перегородка, при этом устройство дополнительно содержит выполненный подвижно с дном, верхней и нижней перегородками корпус пакерного узла, который верхней частью соединен шпоночным соединением с корпусом объемного двигателя, на нижней перегородке корпуса пакерного узла имеется нарезка ответная нарезке вала, а верхняя перегородка образует с перегородкой вала гидравлическую камеру.

На фиг.1 представлена схема устройства для испытания скважин; на фиг.2 - пакерный узел устройства.

Устройство содержит спускаемые в скважину на бурильных трубах 1 и последовательно соединенные между собой долото 2, приборный переводник 3 и пакерующий узел 4. Последний включает шток 5, имеющий на верхнем конце кольцевой выступ 6 с упорными подшипниками 7; седло 8, выполненное с обратным клапаном 9; пружину 10; упорный 11 и эластичный 12 элементы, установленные на валу 13 объемного двигателя 14, выполненном на наружной поверхности с нарезкой 15. Вал 13 объемного двигателя 14 имеет радиальные отверстия 16, ниже которых на его наружной поверхности выполнена кольцевая перегородка 17, при этом устройство дополнительно содержит выполненный подвижно, с дном 18, верхней 19 и нижней 20 перегородками корпус 21 пакерного узла 4, который верхней частью соединен шпоночным соединением 22 с корпусом объемного двигателя 14. Нижняя перегородка 20 имеет нарезку 23, ответную нарезке 15 вала 13, а верхняя перегородка 19 образует с перегородкой 17 вала 13 гидравлическую камеру 24.

Устройство работает следующим образом.

В скважину опускают на бурильных трубах 1 компоновку последовательно соединенных между собой долота 2, приборного переводника 3 с прибором (на чертеже не показано), пакерующего узла 4 и объемного двигателя 14 с переливным клапаном. Производят бурение (вскрытие) продуктивного объекта прокачкой бурового раствора через спущенную компоновку. Во время бурения подвижный корпус 21 находится в крайнем верхнем положении, так как гидравлическая камера 24 заполнена под избыточным давлением буровым раствором, а пакерующий узел 4 имеет транспортное положение и не вращается. Крайнее верхнее положение корпуса 21 обеспечивает разобщение нарезок 15 и 23, что исключает их износ при вращении вала 13 относительно пакерующего узла 4.

После вскрытия продуктивного объекта прекращают циркуляцию бурового раствора, чем снимается действие избыточного давления в гидравлической камере 24 и изолируют вскрытый объект от давления столба бурового раствора. Для этого при сохранении нагрузки на долото вращают колонну бурильных труб 1 вправо. Поскольку при этом долото 2 и соответственно вал 13 оказываются заторможенными, а статор объемного двигателя 14 и соединенный с ним шпоночным соединением 22 корпус 21 пакерного узла 4 вращаются, то нарезка 23 и нарезка 15 под дополнительным усилием пружины 10, войдут в зацепление и корпус 21 начнет двигаться поступательно вниз относительно вала 13. Поступательное движение корпуса 21 передается под действием нижней перегородки 20 на упорные подшипники 7 кольцевому выступу 6, штоку 5, упорному 11 и эластичному 12 элементам. Таким образом эластичный элемент 12 увеличится в диаметре и запакерует скважину, после того как корпус 21 займет крайнее нижнее положение и нарезка 23 выйдет из винтового зацепления с нарезкой 15 вала 13. Далее продолжают вращать колонну бурильных труб 1 для создания депрессии и производят испытание скважины. При этом корпус 21, находясь в нижнем положении, обеспечивает пакеровку скважины. Вращение корпуса 21 эластичному элементу 12 не передается, так как кольцевой выступ 6 связан с нижней перегородкой 20 через упорные подшипники 7. После проведения испытания для распакеровки скважины предварительно снимают нагрузку с долота 2 и начинают прокачивать буровой раствор аналогично процессу бурения, при этом раствор циркулирует через обратный клапан 9. Как только вал 13 объемного двигателя 14 начнет вращаться, нарезка 23 войдет в винтовое зацепление с нарезкой 15, так как избыточное давление в гидравлической камере 24 будет действовать на верхнюю перегородку 19 и соответственно детали 21 и 20, и корпус 21 начнет двигаться вверх, увлекая за собой дном 18 через упорные подшипники 7, шток 5. Таким образом элемент 12 уменьшится в диаметре и скважина распакеруется. Затем колонну бурильных труб 1 приподнимают и обратной промывкой через переливной клапан отобранная пластовая жидкость через устьевую обвязку отводится на безопасное расстояние от скважины и сбрасывается в амбар. После вытеснения отобранной жидкости из труб продолжают бурение следующего объекта с последующим его испытанием по той же схеме, что и вышерасположенного.