Устройство для отбора пластовых проб и определения гидродинамических параметров пластов

Устройство для отбора пластовых проб и определения гидродинамических параметров пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (5D 4 Е 21 В 49/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ИВЛЫОТйаА

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3840412/22-03 (22) 06.11.84 (46) 30. 06.86. Бюл. № 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытаний и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) Ю.M.Ïîïîâ, С.Н.Шерстнев, Л.М,Сафьян и Ю.M.Ñìèðíoâ (53) 622.243.68 (088.8 ) (56) Патент США ¹ 3577781, кл. 73/152, опублик. 157!,Геофизические работы с применением опробователей пластов в геохимических скважинах с целью прямых по-исков месторождений нефти и газа.

Г15

Отчет по теме Xl — — 103-4/632

101 (638) — 77. Гос.рег.¹ 78011615, т. l l, с.55-67. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПЛАСТОВЫХ ПРОБ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТОВ, содержащее корпус, электропривод, винтовую передачу, прижимную систему, распределительный щток с осевыми и радиальными каналами, подвижный и

ÄÄSUÄÄ 1240885 A i неподвижный относительно корпуса пробосборники с размещенными в них поршнями, механизмы фиксирования распределительного штока, герметизирующий башмак с отверстием стока, сообщенным с регистрирующим датчиком и через распределительный шток — с . пробосборниками, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности получаемой информации, оно снабжено управляющим штоком и распределительной втулкой, расположенными коаксиально распределительному штоку, обратным клапаном, сообщающим емкость неподвижного пробосборника со скважиной, механизмами фиксирования, обеспечивающими поочередное соединение управляющего штока с корпусом или с подвижным пробосборником, распределительной втулки— с управляющим штоком или с распределительным штоком, а последнего— с подвижным пробосборником в положении заполнения и опорожнения пробосборников, причем распределительный шток жестко связан с поршнями пробосборников, а винтовая передача размещена в надпоршневой полости подвижного пробоборника.

2408

15

25

35

50

1 1

Изобретение относится < геофизическим исследованиям скважин, а именно к устройствам для отбора проб и гидродинамических исследований пластов.

Целью изобретения является повышение достоверности получаемой информации.

На фиг.l показано устройство для отбора пластовых проб.и определения гидродинамических параметров пластов, исходное положение; на фиг.2— то же, при работе.в режиме определения гидродинамических параметров пластов; на фиг.3 — то же, при отборе чистой пластовой пробы.

Устройство состоит из размещенных в корпусе 1 электродвигателя 2, редуктора 3, винтовой передачи, включающей винт 4 и гайку 5, зафиксированную от поворота в направляющих

6 корпуса 1, прижимной системы, состоящей из силовой пружины 7, кулисы

8, тяги 9, шарнирно соединенного с ней шатуна 10, шарнирно закрепленного на корпусе 1 коромысла 11, и опорной площадки 12, закрепленной на общем шарнире шатуна 10 и коромысле 11. Для изоляции от скважины точки опробования на корпусе l установлен герметизирующий башмак 13.

Емкости подвижного 14 и неподвижного 15 пробосборников могут поочередно соединяться с отверстием стока в герметизирующем башмаке 13 через осевые и радиальные каналы в коаксиально установленных управляющем

16 и распределительном !7 штоках.

Распределительный шток 17 жестко связан с поршнями !8 и 19, размещенными в пробосборниках 14 и 15 соответственно. Последовательность заполнения пробосборников 14 и 15 обеспечивается распределительной втулкой 20, имеющей окно для прохож" дения жидкости и снабженной механизм.м фиксации, состоящем из шариков .

21, установленных в радиальных о;.— верстиях втулки 20, втулки 22 с буртиком, пружины 23 и кольцевых проточек 24 и 25 на внутренней поверхности управляющего штока 16 и наружной поверхности распределительíîro штока 17 соответственно. Пробосборники 14 и 15 снабжены механизмами фиксации распределительного штока

l7, при этом механизм фиксации подвижного пробосбарника 14 состоит из шаров 26, размещенных в ралиапьнчх

85 2 отверстиях ступенчатой крьппки 27 пробосборника 14, втулки 28, буртик которой выступает над наружным диаметром пробосборника 14, пружины 29 и кольцевых проточек 30 и 31 на штоке 17 и втулке 28 соответственно, а механизм фиксации пробосборника 15 включает подпружиненную защелку 32 и проточку 33 распределительного штока 17. Управляющий шток 16 также имеет механизм фиксации, состоящий из шаров 34, установленных в радиальных отверстиях управляющего штока 16 втулки 35 с буртиком, пружины 36 и кольцевых проточек 37 и 38, выполненных в крышке 27 и корпуса 1 соответственно. В корпусе 1 размещен упор 39, выполненный в виде втулки с кольцевым пазом, в котором установлен эксцентрик 40. Для передачи движения от привода к остальным механизмам гайка 5 закреплена с нодвижным пробосборником 14. В торце пробосборника 15 установлен обратный клапан 41. Датчик 42 давления соединен с отверстием стока герметизирующего башмака.

Устройство работает следующим образом.

В режиме гидродинамических исследований пластов (фиг.2) после спуска устройства на заданный интервал исследования включают электродвигатель 2, который через редуктор 3 приводит во вращение винт 4, сообщающий перемещение вверх гайке 5 вдоль направляющих 6, а вместе с ней и подвижному пробосборнику 14. В на "-. чальном положении управляющий 16 и распределительный 17 штоки.зафиксированы относительно крышки 27 подвижного пробосборника 14, поэтому они также начинают перемещаться вверх, При этом пружина ? деформи- .

5 руется, вызывая перемещение кулисы

8, тяги 9, поворот шатуна 10 и коромысла 11 ° Опорная площадка 12 упирается в стенку скважины и, деформируя герметизирующий башмак 13, изолирует отверстие стока от ствола скважины, При дальнейшем движении вверх шары 34 оказываются против кольцевой проточки 38 корпуса

1 и под действием сил сопротивления в уплотнениях управляющего штока 16 выталкиваются в нее. В этот момент радиальное отверстие в управляющем штоке 16 совпадает с отверстием стока и под действием перепада данле—

1240

15

3 ния между пластоным и пониженным давлением под поршнем 19, перемещающимся совместно с распределительным штоком 17, производится срыв глинистой корки и вызов притока из

5 пласта. При дальнейшем движении пробосборника 14 вверх (фиг.3) под действием пружины 36 втулка 38 запирает шары 34 в кольцевой проточке

38, фиксируя управляющий шток 16 относительно корпуса 1. Изменение давления в пробосборнике 15 в процессе заполнения его.пробой регистрируется датчиком 42 давления в виде диаграммы давления, используемой для определения гидродинамических параметров пластов. Перемещение подвижного пробоотборника 14 вверх выбирается меньшим, чем расстояние между упором 39 и буртиком ?0 втулки 28, что обеспечивается при известной скорости перемещения пробоотбэрника 14 регистрацией времени работы электродвигателя 2. При реверсе электродвигателя 2 происходит 25 перемещение вниз подвижного пробосборника 14, распределительного штока 17 и поршня 19. При этом давление в пробосборнике 15 под поршнем 19 повышается до величины, пре- Зр вышающей скнаженное давление.

Открывается обратный клапан 41 и проба выталкивается в скважину. 3атем крышка 27 сдвигает втулку 35 и упирается в торец управляющего што- 35 ка 16 вынуждая перемещение шаров 34 из проточки 38 корпуса 1 в проточку

37 крышки 27. Управляющий шток 16 также начинает перемещаться вниз, снимает усилие пружины 7 с прижим- 40 ного механизма и, упираясь и торец кулисы 8, возвращает кулису 8, тягу

9, шатун 10 коромысло 11 и опорную площадку 12 в исходное положение.

При этом отверстие стока соединяет- 4 ся со скважиной. После этого устройство готово для установки на новой точке исследования.

При работе устройства в режиме опробования пластов (фиг.3) отбор пробы в пробосборник 15 производится описанным образом, при этом зона дренирования очищается от фильтрата промывочной жидкости, которая поступает в пробосборник 15. Перемеще- > ние подвижного пробосборника 14 вверх продолжается до тех пор, пока распределительный шток 17 не расфиксиру885 4 ется относительно подвижного пробосборника 14 и не зафиксируется относительно неподвижного пробосборника

15. Это происходит следующим образом. После соприкосновения буртика втулки 28 с торцом упора 39 втулка 28 останавливается, а перемещение пробосборника 14 продолжа. ется до тех пор, пока кольцевая расточка 31 втулки 28 не окажется напротив шаров 26. В этот момент кольцевая канавка 33 на распределительном штоке 17 оказывается напротив подпружиненной защелки 32 и распределительный шток 17 фиксируется относительно неподвижного пробо- . сборника 15. В конце заполнения пробосборника !5 распределительная втулка 20, перемещающаяся вместе с распределительным,штоком 17, сдвигает втулку 22, сжимая пружину 23, останавливается при упоре в торец управляющего штока 16, при этом кольцевые проточки 24 оказываются против шарон

2I, Дальнейшее движение распределительного штока 17 вызывает перемеще-, ние шаров 21 в кольцевые проточки 24 управляющего штока 16, что приводит к фиксации распределительной втул" ки 20. Радиальные каналы в распределительном штоке 17, соединяющие отверстия стока в герметиэирующем башмаке 13 с пробосборником 15, перекрываются, а с пробосборником 14 — открываются. Это происходит в момент фиксации распределительного штока 17 относительно неподвижного пробосборника 15. После реверса электродвигателя 2 и начала движения подвижного пробосборника 14 вниз шары 26 выталкиваются в проточку 31 втулки 28 и под поршнем 18 в пробосборнике 14 освобождается объем, который заполняется чистой пластовой пробой. Весь дальнейший цикл работы устройства описан, После подъема устройства на по= верхность производится извлечение пробы из пробосборникон для анализа в специальные емкости, подсоединяемые к отверстию стока. Поворбтом эксцентрика 40 сдвигается упор 39 вверх, затем включается электродвигатель 2. При неподвижном распределительном штоке 17 и поршне 18 движение пробосборника 14 вверх прино— дит к выдавливанию из него пробы.

В момент совпадения кольцевых прото1240885 чек 30 и 31 пружина 29 сдвигает втулку 28, выталкивая шары 26 в проточку

30 распределительного штока 17, и фиксирует последний относительна пробосборника 14. Затем отодвигают защелку 32 и включают электродвигатель

2 на реверс. При этом начинается движение пробосборника 14 и распределительного штока 17 с поршнем 19 вниз и загрязненная проба из пробосборника 15 выдавливается через обратный канал 41 наружу. При совпадении проточек 25 штока 17 с проточками 24 штока 16 под действием пружины 23 шары 21 фиксируют распределительную втулку 20 на штоке !7. В конце кода пробосборника 14 устройство приводит

1р ся в исходное положение.

1;? 4(IßH5

Составитель Е.Самойленко

Техред JI.Îëåéíèê

Редактор M.Êåëåìåø

Корректор Г. Решетник

Заказ 34б4(26

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4