Гідравлічний випробувач пласта
Гідравлічний випробувач пласта – основний вузол комплекту випробувальних інструментів. Він призначений для герметизації порожнини колони труб у процесі спуско-підіймальних операцій і з’єднання порожнини труб з підпакерним простором; вирівнювання тиску під пакером і над ним в процесі СПО та перед зняттям пакера з місця пакеровки; зменшення депресії на пласт і передачі стискуючих, розтягуючих і крутних навантажень на вузли, які розташовані нижче випробувача пластів. Він складається з трьох основних вузлів:
впускного клапана, призначеного для розмежування внутрішньої порожнини колони труб у процесі СПО і для забезпечення припливу флюїду з пласта в труби в процесі випробування ;
зрівноважувального клапана, призначеного для полегшення перетікання промивальної рідини, яка витісняється під час опускання КВІ з підпакерного простору у надпакерній (при підійманні КВІ – у протилежному напрямку), зменшення гідродинамічного тиску, який виникає при цьому, і для вирівнювання гідростатичного тиску під і над пакером після випробування пласта;
гідравлічне реле часу, яке дозволяє відкривати і закривати, вказані вище клапани, через певний проміжок часу.
П
1-кріпильна
головка;2-зйомний штуцер; 3-штанга;
4-шток; 5-капі-лярні канали;
6-пор-шень;7-сальник; 8-гільза; 9-отвори
впускного клапана; 10-отвори
зрівноважувального клапана; 11-підпоршнева
зона; 12-надпоршнева зона
Рисунок
2.11-Гід-равлічний випробувач пластів
“ИПГ-146”.
При спуску і підйомі інструменту гідравлічний випробувач пластів знаходиться у розтягнутому положенні. Штанга 3 і шток 4 знаходяться у крайньому верхньому положенні, отвори 9 впускного клапана закриті, що чинить перепону доступу промивальної рідини усередину бурильних труб. Сальник 7 знаходиться над отворами 10 зрівноважувального клапана і через них промивальна рідина перетікає з під пакера над пакер, покращуючи прохідність інструмента.
По досягненні вибою під дією ваги колони труб штанга 3 і шток 4 переміщуються вниз. Отвори зрівноважувального клапана закриваються, а отвори впускного клапана виходять з гільзи 8 і флюїд через центральний отвір штока і штанги поступає в колону труб. Для регулювання депресії на пласт і швидкості руху потоку флюїду в гідравлічних каналах випробувача пласта у верхній частині штанги встановлюють спеціальний зйомник штуцер 2, який закріплений головкою 1. Діаметр прохідного каналу штуцера підбирається для конкретних умов випробування.
Своєчасність закриття зрівноважувального клапана і відкриття отворів впускного клапана забезпечується гідравлічним реле часу, яке складається з циліндричної камери, заповненої рідиною (зазвичай це авіаційне мастило МС-20), і поршня 6, який переміщається у камері разом зі штоком 4. Під час руху вниз поршень щільно притиснутий до верхнього упорного торця штока і рідина з нижньої зони 11 перетікає у верхню зону 12 через капілярні канали 5, які виконані в поршні у вигляді циліндричної різьби. Розміри каналів підбирають з таким розрахунком, щоб забезпечити необхідну швидкість руху поршня 6 і відповідну затримку в часі між операціями пакерування і відкриття впускного клапана. Регулювання швидкості руху відбувається за рахунок зміни геометричних розмірів канавок або в’язкості рідини.
Під час руху штока вверх спочатку закривається впускний клапан, а потім відкриваються отвори зрівноважувального клапана і забезпечується вирівнювання гідростатичного тиску під і над пакером. Ці операції відбуваються значно швидше, ніж при переміщенні штока вниз, оскільки при переміщенні вверх поршень реле часу відходить від верхнього торця штока і рідина з верхньої зони 12 вільно перетікає у нижню зону 11 через кільцевий зазор між штоком і поршнем, що забезпечує швидке переміщення штока вверх.
Розтягуюче навантаження, яке діє на шток випробувача пласта і дорівнює добутку гідростатичного тиску у свердловині на різницю площ поперечного перерізу нижньої і верхньої частини штока в місцях ущільнюючих кілець камери, попереджує передчасне відкриття впускного клапана КВІ при раптових короткочасних посадках інструмента у процесі спуску у свердловину або при розходжуванні інструмента під час затяжок на вибої.