Устройство для исследования скважин и опробования пластов

 

УСТРОЙСТВО ДПЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ОПРОБОВАНИЯ ПЛАСТОВ, содержащее корпус, в котором размещена пробоотборная камера, гидравлические пакеры, полый шток с приводом , сообщающий межпакерное пространство с пробоотборной камерой, поршневой насос с электромеханическим приводом, подпоршневое пространство которого образует основную рабочую камеру с всасывающим и нагнетательным клапанами, а надпоршневое сообщено с выпускным каналом , нагнетательную линию, сообщенную через обратный клапан с полостью пакеров и через переливной клапан - с надпакерным пространством , отличающееся тем, что, с целью повьш1ения эффективности раб.оты путем увеличения производительности иасо а, оно снабжено разгрузочным золотниковым клапаном с кольцевой расточкой, сообщенньм одним концом с нагнетательной линией, а другим, подпружиненным относительно корпуса, - с § надпакерным пространством, причем разгрузочный золотниковый клапан уссл с тановлен с возможностью поочередного сообщения всасывающей линии с межпакерным и надпакерным пространствами через полость в кольцевой расточке золотникового клапана , а надпоршневая полость насоса выполнена в виде дополнительной камеры с всасывающим и нагнетательным клапанами, сообщенными с соответствующими клапанами основной рабочей камеры. со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Sl)4 Е 21 В 49/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3678706/22-03 (22) 26.12.83 (46) 30.07.85. Бюл. М - 28 (72) П.А. Бродский, В.В. Ульянов, В.А. Исякаев-и В.H. Чижов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (53) 622.243.68 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 735759, кл. Е 21 В 49/08, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М- 876982, кл. Е 21 В 49/08, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ОПРОБОВАНИЯ ПЛАСТОВ, содержащее корпус, в котором размещена пробоотборная камера, гидрав.лические пакеры, полый шток с приводом, сообщающий межпакерное пространство с пробоотборной камерой, поршневой насос с электромеханическим приводом, подпоршневое пространство которого образует основную рабочую камеру с всасывающим и нагнетательным клапанами, а над„„SU„„1170133 А поршневое сообщено с выпускным каналом, нагнетательную линию, сообщенную через обратный клапан с полостью пакеров и через переливкой клапан — с надпакерным пространством, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем увеличения производительности насоса, оно снабжено разгрузочным золотниковым клапаном с кольцевой расточкой, сообщенным одним концом с нагнетательной линией, а другим, подпружиненным относительно корпуса, — с надпакерным пространством, причем разгрузочный золотниковый клапан установлен с возможностью поочередного сообщения всасывающей линии с межпакерным и надпакерным пространствами через полость в кольцевой расточке золотникового клапана, а надпоршневая полость насоса выполнена в виде дополнительной камеры с всасывающим и нагнетательным клапанами, сообщенными с соответствующими клапанами основной рабочей камеры.

l 170133

20

30

ЯО

Я5

55

Изобретение относится к геохимическим и геофизическим методам исследования скважин, а именно к устройствам, спускаемым на каротажном кабеле и предназначенным для проведения оперативных исследований скважин методом испытания пластов при решении геологических за- дач путем определения гидродинамических свойств пластов и характера их насыщенности.

Целью изобретения является повышение эффективности работы путем увеличения производительности насоса.

На чертеже схематически изображено устройство для исследования скважин и опробования пластов.

Устройство содержит электромеханический привод 1, насос 2 с основной рабочей камерой 3, клапанами 4, 5 и дополнительной рабочей камерой 6 с клапанами 7, 8, разгрузочный клапан 9 с межпоясковой полостью 10, камеру 11, сообщенную с нагнетательным каналом, камеру 12, сообщенную со скважиной, клапан 13, гидравлические пакеры 14, камеру 15, сообщенную каналом с полостями гидравлических пакеров, камеру 16, сообщенную со скважиной, переливной клапан 17, плунжер 18, полый шток 19 с разделительными поясками 20 — 23, нижний конец к которого является затвором пробоотборной камеры 24, соединяющейся при помощи входного отверстия 2S через радиальные отверстия 26, 27 и осевой канал полого штока 19 с каналом

28 для отбора проб, входящим в межпакерное пространство, Верхний конец полого штока 19 через винтовую пару имеет связь с индивидуальным приводом 29. Радиальные отверс тия 30 в полом штоке сообщены через .канал 31, всасывающий канал 32, с рабочими камерами 3 и 6 насоса 2 соответственно через клапаны 4 и 7.

Нагнетательный канал 33 сообщен с рабочими камерами 3 и 6 насоса 2 соответственно через клапаны 5 и 8.

Контроль за работой прибора осуществляется преобразователем 34 давления, контроль за характеристикой пластовой жидкости осуществляется резистивимером 35.

Устройство для исследования скважин и опробования пластов, работает следующим образом.

В исходном положении пробоотборная камера 24 загерметизирована от скважины затвором, расположенном на нижнем конце полого штока 19.

Разделительные пояски 22 и 23 разобщают полость гидравлических пакеров

14 и канал 28 для отбора проб от камеры 16, сообщающейся со скважиной. После установки устройства на исследуемый объект включается насос 2, поршень которого совершает возвратно-поступательные движения.

При перемещении поршня насоса 2 вверх скважинная жидкость по каналу 28 через радиальные отверстия

27 по осевому каналу полого што— ка 19, через радиальные отверстия

30, по каналу 32 через межпоясковую полость 10 разгрузочного клапана 9, всасывающий канал 32 через клапан 4 поступает в основную рабочую камеру 3 насоса 2. Одновременно из дополнительной рабочей камеры 6 насоса 2, расположенной над верхней тарелкой поршня, скважинная жидкость через клапан 8 вытесняется в нагнетательный канал 33 под избыточным давлением по отношению к гидростатическому давлению столба скважинной жидкости. Из нагнетательного канала жидкость под давлением поступает в межполосковую полость переливного клапана 17, через клапан 13 в камеру 15, связанную каналом с полостью пакеров 14, а также в камеру 11, воздействуя при этом на левый конец разгрузочного клапана 9.

При движении поршня насоса 2 вниз происходит обратный процесс, т.е. жидкость из всасывающего канала 32 через клапан 7 поступает в дополнительную рабочую камеру 6, расположенную над верхней тарелкой поршня насоса 2, а из основной рабочей камеры 3 жидкость вытесняется через клапан 5 в нагнетательный канал. Жидкость, находящаяся в нагнетательном канале, под избыточным давлением, развиваемым насосом, воздействуя на левый конец разгрузочного клапана 9, перемещает его вправо, в результате чего клапан открывается, соединяя межпоясковую полость 10 с камерой 12, сообщенную со скважиной. При дальнейшей работе насоса скважинная жидкость через камеру 12, межпоясковую

1170133 полость .10, всасывающий канал 32 и в зависимости от перемещения поршня 2 вверх или вниз поступает соответственно или в основную pBGQчую камеру 3 и вытесняется в канал 33, или в дополнительную рабочую камеру 6 и также вытесняется в канал 33. Из канала 33 жидкость через клапан 13 нагнетается в камеру 15, сообщенную с полостью пакеров 14. После достижения в пакерах давления, достаточного для надежной герметизации исследуемого интервала от ствола скважины, плунжер 18 под воздействием этого давления начинает перемещаться вверх, толкая при этом переливной подпружиненный клапан 17. Переместившись вверх, переливной клапан 17 сообщает межпоясковую полость со скважиной и тем самым нагнетательный канал 33 также соединяется со скважиной.

После этого давление в камере li па дает до гидростатического давления столба скважинной жидкости. Давление с правого и левого концов разгрузочного клапана 9 выравнивается под воздействием пружины клапан перемещается влево и разобщает межпоясковую полость 10 от камеры 12, сообщенную со скважиной. Так как давление в полости гидравлических пакеров 14 выше давления в скважине, обратный клапан 13 герметично запирает полость пакеров 14, а переливной клапан 17 остается в верхнем положении, что дает возможность свободного сообщения рабочих камер 3, 6 насоса .2 соответственно через клапаны 5, 8, нагнетательный канал 33 со скважиной. При дальнейшей работе насоса жидкость из межпакерного пространства по каналу 28 через радиальные отверстия 2? по осевому каналу штока 19 через радиальные отверстия 33; канал 31, межпоясковую полость 10 разгрузочного клапана 9 поступает во всасывающий канал 32, откуда в зависимости от перемещения поршня насоса 2 поочередно поступает в рабочие камеры 3, 6 и также поочередно вытесняется из них через клапаны 5, 8 и нагнетательный канал 33 в скважину. Происходит непрерывный процесс откачки пластовой жидкости из межпакерного пространства. Одновременно производится измерение гидродинамических параметров преобразователем давления 34 и дается характеристика состава жидкости, которая контролиру1п

0 ется резистивиметром 35. По окончании откачки жидкости из пласта насос 2 выключается.

Включается привод 29 полого штока 19. При движении полого штока вниз открывается входное отверстие

25 пробоотборной камеры 24. Открытие пробоотборной камеры фиксируется чреобразователем 34 давления.

gp B этот момент привод 29 полого штока 19 выключается. Проба из пласта поступает по осевому каналу и радиальным отверстиям 26 и 27 полого штока 19 в пробоотборную камеру 24. д Происходит заполнение пробоотборной камеры. По восстановлению давления, контролируемого преобразователем 34 давления, определяется заполнение пробоотборной камеры.

По окончании отбора пробы включается привод 29. При дальнейшем движении полого штока 19 вверх затвор, расположенный на его нижнем конце

У герметично закрывает входное отверстие 25 пробоотборной камеры 24.

Разделительный поясок 23 выходит в камеру 16, соединяя тем самым межпакерное пространство со скважиной через канал отбора пробы 28. Разде40 лительный поясок 22 выходит в камеру 15, обеспечивая соединение по-. лости гидравлических пакеров 14 с камерой 16 и соответственно =о скважиной. Давление в межпакерном

4> пространстве и в полости пакеров выравнивается от гидростатического

Ю а эластичные пакера 14 возвращаются в исходное положение. При достижении полым штоком 19 крайнего верхнего положения привод 29 выключается. устройство возвращается на поверхность с загерметизированной г-.робой.

1170133

3$

Л

Уд

Составитель Е. Самойленко

Техред А.Бабинец

Редактор Н. Швыдкая

Корректор В. Гирняк

Подписное

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4683/30 Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитетат СССР по-делам изобретений и открытий

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