Устройство для исследования скважин и опробывания пластов

Устройство для исследования скважин и опробывания пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,,735759

Союз Советских

Социалистических

Республик

® к автовскомь свидетельству (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)За влено 14.11.77 (21)2544573/22-03 (5() Щ. Кд.

2 с присоединением заявки ¹

E 21 В 49/02

Государственный комитет

СССР (23) Прнорйтет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень,% 19 (53).УД K 622.243..68 (088.8) Дата опубликования описания 27.05.80

В. A. Миронов, П. А. Бродский, 3. И. Ильина, А, Е„Власкин, С, Х. Гаврилов, К. Ф, Павлычев и С, Н. Шерстнев (72) Авторы изобретения

Калининское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института геофизических исследований геологоразведочных скважин (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СКВАЖИН И ОПРОБОВАНИЯ ПЛАСТОВ, 1

Изобретение относится к области гео химических и геофизических методов исследования скважин, в именно к устройствам, спускаемым на каротажном кабеле и предназначенным для проведения оперативных исследований скважин методом ис5 пьттания пластов, связанных с решением ряда геологических задач путем определения насьпценности и характеристики плао- . тов и их флюидов, Известны приборы для исследования скважин и опробования пластов, спускае втые в скважину на каротажном кабеле Щ

Такие устройства имеют электромеханическии привод, пробосборник, герметизи-. рующие элементы, изолирующие объект исследования, клапаны. Наличие пространства в герметизирующих элементах, заполняе мого буровым раствором. а также отсутсч вие возможности удаления его и смеси пластового флюида с фильтратом бурового раствора из эоны опробования искажают результаты исследований. Кроме того, атмосферное давление в камере пробосборни2 са при сообщении последнего с объектом исследования создает явление резкой депрессии, что приводит к разрушению герме» тизирующих элементов, тампонвжного кольца, стенки скважины. В результате тгроисходит загрязнение пробы пластовых флюидов, что затрудняет определение характеристик жидкости и газа, отобранных иэ пласта. К тому же "глухой" пробосборник, етмеющйй одно отверстие входа, делает процесс кратковременным и ограничивает глубинность дренироввния опробуемого пласта.

Все это снижает эффективность применения таких приборов и не позволяет проводить более качественные исследования.

Известно также устройство, обеспечивающее улучшение качества отбираемой пробы (21.

Однако конструкция данного прибора . сложна, а секторный герметизирующий эле мент затрудняет ориентацию устройства на объект, что приводит к большим трудозатратам. при его эксплуатации.

735759 4

Наибрлее близким к изобретению является устройство для исследования скважин и опробования пластов, содержащее корпус, насос с камерой и клапанами и с электромеханическим приводом, гидравлические пакеры с иагнетательным каналом, канал в корпусе для отбора проб, входящий в пространство между пакерами., пробоотборную камеру с входным отверстием, перекрытым входным затвором в виде дифференциального поршня с клапаном, и камеру, сообщающуюся со скважиной P3), Однако в этом устройстве насос не имеет связи с исследуемым объектом при его герметизации относительно ствола .скважины, что исключает возможность удаления бурового раствора, заключенного в межпакерном пространстве, и смеси пластового флюида с фильтратом бурового раствора из зоны исследования, а наличие глу- о хого" пробосборника приводит к последст виям, указанным выше.

Целью изобретения является устранение

Г явления резкой депрессии, улучшение качества отбираемой пробы „пластовой жидкос-5 ти и увеличение глубины дренирования

IDMCTB, Это достигается тем, что пробоотборная камера имеет выходное отверстие, перекрытое выходным затвором с индивидуальным приводом, а подпоршневая полость входного затвора сообщена с пробоотборной камерой, причем входное отверстие соединено. каналом с камерой насоса, в которой установлен дополнительный нагие- З5 тательный клапан, а выходное отверстие соединено с камерой, сообщающейся со скважиной, и с нагнетательным каналом не- керов, Затворы могут быть выполнены со сквозными осевыми каналами, сообщающи40 мися с каналом для отбора проб и камерой насоса.

Устройство содержит электродвигатель

1, редуктор 2, насос 3 с камерой 4 и клапанами 5,6 и 7, гидравлические пакеры 8, проточный пробоотборник 9, имеющий отверстия входа и выхода, внутри которого расположены подпружиненный затвор

lO и затвор 11 с приводом 12, камеру

13, сообщающуюся со скважиной и поочередно с полостями пакеров 8 и пробоотборника 9. Камера 4 насоса 3 соединена каналами 14, 15 и 16 с межпакерным пространством через клапан 6, а с полос» тью проточного пробоотборника 9 - каналами 17 и 18 через клапан 5 и затвор10.

Полость пакеров 8. собирается с камерой 4 каналами 19 и 20 через клапан 7, а со скважиной - через камеру 13. Контроль за работой устройства осуществляется дат чиком давления 21.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении полость пробо- отборника 9 сверху эагерметизирована затвором 10, а снизу - затвором 11. Полость гидравлических пакеров 8 соединена через камеру 13 со скважиной. При спуоке устройства в скважину и.увеличении гидростатического давления затвор 10 постоянно открывает отверстие входа пробоотборника 9, в результате чего давление в его полости увеличивается. После установки устройства на объект включается привод 12 затвора 11. Выходное отверстие пробоотборника 9 при движении затвора 11 вниз открывается, Полость пробоотборника 9 сообщается со скважиной.При этом отверстие камеры 13, соединяющееся с полостью пакеров 8, герметично закры-. вается этим же затвором. Включается насос 3, поршень которого совершает воэвратно-поступательное движение,. Жидкость, находящаяся в скважине, по каналам 16, 15 и 14 через клапан 6 поступает в каВыравнивание давления в пробоотборни45 ке с давлением в скважине до изоляции объекта исследования от ствола. скважины. и сообщение межпакерного пространства со скважиной через камеру насоса и проточный пробоотборник позволяет устранить

50 QMIeHHe резкой депрессии, IIpoHGBecTH от качку бурового раствора, заключенного в межпакерном пространства, и смеси плас-тового флюида и бурового раствора из плас. та, вследствие чего улучшается качество отбираемых проб и увеличивается глубина дренирования пласта, На чертеже показано предлагаемое ус ройство, разрез, меру 4 насоса 3. При возвратном движении поршня насоса 3 происходит нагнетание жидкости в гидравлические пакеры 8 через клапан 7 и каналы 19 и 20. Затвор

10 удерживается пружиной в исходном положении, герметично закрывая тем самым отверстие входа, соединенное с каналом

18, что исключает возможность; движения жидкости по этому каналу. При дальнейшем нарастании давления в полости пакеров 8, действующего и на поршень затвора 10, пружина сжимается. Затвор 10, перемещаясь вниз, открывает канал 18.

Камера 4 насоса 3 соединяется каналами 17 и 18 через полость пробоотборни5 7357 ка 9 и камеру 13 со скважиной. Так как давление в полости гидравлических пакеров 8 выше давления в скважине, а соответственно и в камере 4, обратный клапан 7 герметично запирает полость пакеров 8, а затвор 10 остается в нижнем положении, что дает возможность свободного сообщения камеры 4 насоса 3 со скважиной. Пакеры 8 герметично изолируют объект исследования от ствола скважи-lo ны.

При дальнейшей работе насоса 3 происходит всасывание жидкости из межпакерного пространства, а соответственно

М из пласта через каналы 16, 15, 14 15 и клапан 6, а отвод ее производится уже в скважину через клапан 5 по каналу 18 через полость пробоотборника 9 и камеру 13. Осуществляется процесс откачки жидкости из пласта. Одновременно произ- 2о водится измерение гидродинамических параметров датчиком давления 21 и дается характеристика состава жидкости, которая контролируется, например, резистивимеч ° ром (на чертеже не показан). По оконче- > нии откачки жидкости из пласта насос 3 выключается. Включается привод 12 затвора 11. Открывается отверстие камеры. 13, соединяющееся с полостями пакеров 8. Полости пакеров 8 соединяются со скважиной и давление в них выравнивается до гидростатического. При этом отверстие выхода пробоотборника 9 герметично закрывается затвором 11. Элаотичные пакеры 8 сжимаются, Так как дав-з5 ления, действующие сверху и снизу на за» твор 10, уравновешены, то под действием жесткости сжатой пружины затвор 10 возвращается в исходное положение, герметично закрывая входное отверстие пробо 4О отборника 9. Устройство возвращается на поверхность с загерметизированной пробой.

1. Устройство для исследования скважин и опробования пластов, содержащее корпус, насос с камерой и клапанами и с электромеханическим приводом, гидравли ческие пакеры с нагнетательным каналом, канал в корпусе для отбора проб, выходящий в пространство Между пакерами, пробоотборную камеру с входным отверстием, перекрь|тым входным затвором в виде дифференциального поршня с клапаном, и камеру, сообщающуюся со скважиной, о л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью устранения явления резкой депрессии,улучщения качества отбираемой пробы пластовой жидкости и увеличения глубины дренирования пласта, пробоотборная камера имеет выходное отверстие, перекрытое выходным затвором с индивидуальным приво дом, а подпоршневая полость входного затвора сообщена с пробоотборной камерой, причем входное отверстие соединено ка-, налом с камерой насоса, .в,которой установлен дополнительный нагнетательный клапан, а выходное отверстие соединено с камерой, сообщающейся со скважиной, и с нагнетательным каналом пакеров.

2. Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что затворы выполнены со сквозными осевыми каналами, сообщающимися с каналом для отбора проб и камерой насоса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Патент США № 3577781, кл. 73-.152, опублик. 1971 .

2. Авторское свидетельство СССР № 149370, кл, Е 21 В 49/02, 1960.

3. Авторское свидетельство СССР № 541977, кл. Е 21 В 49/02, 1974 (прототип).

Предлагаемое устройство позволяет ис- 45 ключить явление резкой депрессии, аспедовательно, и ее влияние на процесс ио .следования вследствие выравнивания давления в полости пробоотборника с давлением в скважине, а также осуществить отбор проб пластовых флюидов после предвари59 6 тельного удаления бурового раствора и смеси его фильтрата с пластовым флюидом яз зоны исследования и увеличить глубину дренирования пласта. Это повышает качес вво проводимых исследований и расширяет воэможности применения устройства, повышая его эффективность.

Формула изобретения

735759

18

14

11

13

1б

21

Составитель В, Никулин

Редактор Т, Смирнова Техред Ж.Кастелевич Корректор Я Выгула

Заказ 2385/24 Тираж 626 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушскай наб„д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проекчяаи, 4