Распределители давления

Распределители давления устанавливаются в сборке испытательного оборудования в случае использования двух пакеров для повышения герметичности пакеровки. Распределитель давления служит для равномерного распределения всего перепада давления между двумя пакерами, равного разности между гидростатическим давлением и трубным.

Испытание с двумя пакерами проводят в тех случаях, когда перепад давления превышает 30—35 МПа или когда коэффициент пакеровкипревышает 1,12— 1,14.

Принцип действия распределителей давления основан на использовании гидравлически неуравновешенного подвижного элемента, устанавливаемого в переводнике, находящегося между двумя пакерами.

Рис.V.28. Распределитель давления:
а — СевКавнефти; б — Волгограднефти

Указанный подвижный элемент располагается во время пакеровки таким образом, что давление в межпакерной зоне оказывается меньше давления в надпакерной и больше давления в подпакерной зонах.

Распределитель давления РУ-2 (рис. V.28, а), разработанный в Севкавнефти, состоит из верхнего 1, нижнего 7 и корпусного 3 переводников. В верхнем переводнике встроен перепускной клапан 2 с пружиной. В этом же переводнике имеется канал для пропуска жидкости в трубы.

В нижней части распределительного устройства помещен подвижный дифференциальный поршень, состоящий из гильзы 5 и втулки 4. В нижний переводник ввинчена трубка 6.

В процессе спуска в скважину поршень находится в нижнем положении, так как гидростатическое давление, действуя на неуравновешенную его площадь, прижимает его к торцу нижнего переводника.

При пакеровке, закрытии уравнительного клапана испытателя и открытии приемного клапана давление во внутренней части распределительного устройства снижается до трубного давления. В результате выталкивающая сила, действующая на поршень, связанная с гидростатическим давлением, хотя и по меньшей площади поршня, перемещает поршень вверх. Если верхний пакер герметично перекрыл ствол скважины, то в результате изменения объема межпакерного пространства за счет перемещения штока давление в этой зоне уменьшается. По мере снижения давления в межпакерной зоне наступает равновесие сил, действующих по внутренней площади поршня от давления во внутренней части распределителя давления и сил, действующих по наружной площади от давления жидкости в межпакерной зоне. Таким образом, общий перепад давления распределяется между верхним и нижнимпакерами. Если же верхний пакер негерметичен, то шток перемещается в верхнее положение. При этом весь перепад давления будет приходиться на нижний пакер.

После окончания испытания и открытия уравнительного клапана испытателя пластов давление во внутренней части распределителя давления станет равным гидростатическому. В результате шток перемещается в крайнее нижнее положение. Пакеры легко освобождаются, так как давления вподпакерной, межпакерной и надпакерной зонах выравниваются.

Распределительные устройства данной конструкции используются в комплектах испытательных инструментов МИГ-146, МИГ-127, МИК-95, МИГ-80.

Техническая характеристика распределителя давления приведена ниже.

Тип распределителя

давления........................... РУ2-146 РУ2-127 РУ-95 РУ-80 РУ-65

Наружный диаметр,мм. 146 127 95 80 65

Длина, мм....................... 873 865 840 960 870

Рабочий ход поршня, мм 190 190 190 180 180

Возможное давление

между пакерами............. (1,25— (1,32— (1,2— (1,2— (1,2—

1,38) р_тр 1,48) р_тр 1,3) р_тр 1,3) р_тр 1,3) р_тр

Внутренний диаметр
канала, мм........................ 15 10 20 16 15
Допустимая нагрузка, кН:

сжимающая................... 3300 2450 800 600 400

растягивающая (при Δр

=45÷80 МПа)............... 1750 1300 250 200 150

Масса, кг.......................... 85 73 41 25 22

Размер концевых резьб... З-121 З-101 З-76 З-62 З-56

Распределитель давления Волгограднипинефти (рис. V.28, б) состоит из двух переводников 1 и 7, внутри которых расположены гайка 2 с упирающейся в нее пружиной 3, кольцевой поршень 4, запорная втулка 5 и пружина 6.

Распределитель давления спускается в закрытом состоянии. После установки пакеров и открытия приемного клапана испытателя пластов внутри распределителя давление снижается до трубного, и усилием гидравлической неуравновешенности запорная втулка 5 начинает перемещаться вверх.Величина перемещения втулки определяется силой действия пружины, которая регулируется гайкой 2.

При повышенном давлении между пакерами, близком к гидростатическому, втулка перемещается вверх и открываются нижние отверстия в нижнем переводнике, в результате чего давление в межпакерной зоне снижается и втулка возвращается в исходное положение. Если верхний пакергерметично перекрыл ствол скважины, то втулка останется в дальнейшем в нижнем положении и каждый из пакеров будет воспринимать часть общего перепада давления на пакерную систему. Если же верхний пакер перекроет негерметично ствол скважины, то давление в межпакерной зоне будет все время равным гидростатическому, а втулка будет находиться в верхнем положении; в итоге через отверстия в нижнем переводнике жидкость иззатрубного пространства будет перетекать в трубы, т. е. в этом случае система будет негерметична в целом.

Это основной недостаток рассмотренного распределителя.