Устройство для обследования внутренней поверхности скважины

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<5Нg Е 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3686397/22-03 (22) 05.01.84 (46) 30,01,86 . Бюл. и 4 (71) Альметьевское управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин объединения

"Татнефть" (72) А.Ф.Сливченко, Т.С.Камильянов и Р.Г.Гинатуллин (53) 621.4(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР

М 272231, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

У 350930, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР и 365461, 1973.

4. Патент США Р 4013123, 1977. (54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СКВАЖИНЫ, содержащее корпус, кабельную, головку, соединенную с кабель-канатом, и надувной пакер, имеющий эластичную оболочку с нанесенным на ее поверхность слоем пластичного материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности работы устройства и упрощения его конструкции, оно снабжено ступенчатым цилинд->

„„Я0„„1208213 А ром с отверстием и перегородкой с клапаном, приводом клапана, двумя поршнями различного диаметра и штоком с продольным осевым каналом и игольчатым клапаном, размещенными внутри ступенчатого цилиндра, тросиком и подвижной втулкой, подпружиненной относительно цилиндра, причем поршни жестко связаны со штоком, образуют воздушную камеру и подпружинены относительно, цилиндра, а игольчатый клапан соединен через тросик и клапан перегородки с приводом последнего, при этом надпоршневая полость верхнего поршня сообщена через клапан и отверстие со скважинной средой, а подпоршневая полость нижнего поршня сообщена с внутренней полостью надувного пакера.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ясключения воздействия потока жидкости на пластичный материал, ступенчатый цилиндр и подвижная втулка снабжены эластичными диафрагмами, перекрывающими пространство между цилиндром и стенками скважины, а в корпусе выполнен канал для перетока жидкости.

1208213

Изобретение предназначено для

Ф получения информации о состоянии внутренней поверхности скважины в виде отпечатка на пластинчатом материале.и найдет применение при бурении и ремонте скважин.

Известны устройства для получения отпечатков со стенок скважины, содержащие корпус с размещенным внутри поршнем, .шарнирно соединенный с прижимными планками в виде лыж, которые покрыты слоем пластичного материала. Указанные устройства спускаются в скважину на колонне труб и срабатывают под,давлением жидкости, подаваемой в колонну труб с помощью насоса (1) и (2),,Недостатками является то, что обследование стенки скважины с помощью указанных устройств связано с большим объемом спускоподъемных olåðàöèé, а также необхо,цимостью привлечения нескольких единиц специальной техники.

Известно устройство для снятия отпечатка, спускаемое в скважину на кабель-канате. Устройство включает выдвижные пластины со слоем пластичного материала. Для нагрева слоя пластичного материала под ним смонтирован электронагреватель.

Выдвижение пластины и прижатие ее к стенке скважины производится элект. ромагнитом, с сердечником которого соединена выдвижная пластина (31, !

Недостатком известного устройства является то, что сила прижатия пластичного материала к стенке скважины зависит от силы действия электромагнита, которая в свою очередь зависит от количества витков обмоток, т.е. обусловлена габаритами электромагнита. К тому же выдвижные пластины охватывают меньше половины сечения буровой скважины, вследствие чего для снятия полного сечения скважины необходимо производить несколько спусков устройства. При этом слой пластичного материала не защищен от воздействия потока жидкости при подъеме и спуске устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее надувной пакер, имеющий корпус., эластичную оболочку, на поверхность которой нанесен слой пластичного материала, Корпус выполнен пустотелым с полостями, внутри которых находит50

55 клапаном, размещенными внутри ступенчатого цилиндра, тросиком и подвижной втулкой, подпружиненной относительно цилиндра, причем поршни жестко связаны со штоком, образуют воздушную камеру и подпружинены относительно цилиндра, а игольчатый клапан соединен через тросик И клапан lleрегородки с приводом последнего, при этом надпоршневая полость верхнего поршня сообщена через клапан и отз-. тие со скважинной средой,. а подrIopIlIHpÂÿÿ пОлОсть. Нижнегo поршня ся сжатый газ. Устройство снабжено штоком с поршнями, перегородкой, стаканом, закрытым крышкой и пусковым механизмом (4) .

Недостатками данного устройства является сложность конструкции, имеющей множество соединений, каналов, подвижных элементов. Устройство срабатывает по истечении определенного

10 времени, устанавливаемого на поверхности„ после спуска в скважину устройство становится неуправляемым с поверхности. Слой пластичного материала, на котором снимается рельеф стенки скважины не защищен от воздействия потока жидкости при спуске и подъеме устройства. Так как пакер срабатывает под избыточным давлением сжатого газа, величина которого должна быть больше, чем гидростатическое давление столба жидкости в скважине в интервале исследования, то с увеличением глубины исследования возрастает необходимое давление сжатого газа, а это требует решения сложных вопросов по созданию необходимого давления сжатого газа, обес печению прочности устройства, создание безопасных условий для обслужи30 вающего персонала на устье скважины.

ЦеЛь изобретения — повышение надежности работы устройства и упрощение его конструкции.

Указанная цель достигается тем, что устройство для обследования внут

35 ренней поверхности скважины, содержащее корпус, кабельную головку, соединенную с кабель-канатом, и надувной капер, имеющий эластичную оболочку с нанесенным на ее поверх40 ность слоем пластичного материала, снабжено ступенчатым цилиндром с отверстием и перегородкой с клапаном, приводом клапана, двумя поршнями различного диаметра и штоком с про45 дольным осевым каналом и игольчатым

12 сообщена с внутренней полостью надув" ного пакера, С целью исключения воздействия потока жидкости на пластичный материал, ступенчатый цилиндр и подвижная втулка снабжены эластичными диафрагмами, перекрывающими пространство между цилиндром и стенками скважины, а в корпусе выполнен канал для перетока жидкости.

На чертеже показано предлагаемое устройство для обследования внутренней поверхности скважины, общий вид.

Устройство состоит из кабельной головки 1, соединенной с кабель-канатом 2, кабельная головка 1 с помощью резьбы соединена со ступенчатым цилиндром 3, разделенным перегородкой 4, поршнями 5 и 6 разного диаметра, штоком 7, конусом 8, клапаном 9 на полости соответственно

g, 5, Q и р, Полость я сообщена со скважинной средой через отверстие 10, Привод 11 электромеханического клапана 9 соединен с жилами кабельканата 2. Штоковая полость С представляет собой воздушную камеру, где давление равно атмосферному.

Канал 12, расположенные в штоке 7, соединяющий полости 5 и Д, перекрыт игольчатым клапаном 13, поджатым пружиной 14 определенным усилием, рассчитанным на поддержание давления 8-10 атм в полости Д и соеди) ненным с клапаном 9 с помощью тросика 15 определенной длины, равной ходу поршней 5 и 6 плюс 20 мм (I тросика = L поршней + 20 мм). Шток 7 поддерживается в исходном положении с помощью пружины 16 сжатия. Наружная поверхность ступенчатого цилиндра 3 обтянута эластичной оболочкой

17, верхний конец которой монтирован неподвижно, а нижний конец монтирован на подвижную втулку 18, перемещающейся по поверхности ступенчатого цилиндра 3 и поджатой пружиной 19, соединение между которыми уплотнено манжетой 20. На поверхность эластичной оболочки нанесен слой пластичного материала 21.

Полость E образованная между эластичной оболочкой и наружной поверхностью ступенчатого цилиндра

3, сообщена через канал 22 с подпоршневой полостью А поршня меньшего диаметра, создающего высокое давление. Для защиты пластичного материала 21, снимающего отпечаток внутрен08213

4 ней поверхности скважины от воздействия потока жидкости при подъеме и спуске, предусмотрены две диафрагмы 23 и 24 и канал 25, имеющийся в корпусе 8 цилиндра 3.

Устройство работает следующим оЬразом.

В полость R заливается жидкость (масло). Ыток 7 в сборе с поршнями

10 5 и 6, пружиной 16 и игольчатым клапаном 13 монтируется в ступенчатый цилиндр 3. Тросик 15 длиной соединяет клапан 9 с игольчатым клапаном 13.

Кабельная головка 1 с помощью резьоы соединяется со ступенчатым цилиндром 3. Клапан 9 закрывается.

Устройство опускается на кабель-канате 2 в скважину. При достижении заданнои глубины, по команде подается электрический ток на электромеханический привод 11, клапан 9 открывается. Жидкость начинает давить на поршень 5. Так как диаметр поршня 5 больше, чем диаметр поршня 6, при наличии воздушной камеры С между ними, шток 7 с поршнями 5 и 6 начинает двигаться вниз, вследствие этого в полости Д давле1

«А.

30, ние возрастает до величины (imp 72) так как величина — всегда — 1 то

А

С J!

У

4t др — ар . Через канал 22 давление, 1г

A" А"

35 величина KoToporo paaHa 41 2, пере дается в полость E . 1П1р и H э т о м эластичная оболочка расширяется по диаметру, облегая внутреннюю поверхность скважины, тем самым снимается отпе40 чаTQK внутренней поверхности скважины на эластичном материале 21. Подвижная втулка 18 поднимается вверх за счет расширения эластичной оболочки в диаметре. При движении поршня

7 вниз до упора о корпус 8 игольчатый клапан 13 за счет действия пружины 14 поддерживает в полостях Д и E давление, равное р (8-10). Зластичный элемент держим в раздутом состоянии определенное время (30 мин, 1 ч), столько сколько необходимо для снятия отпечатка внутренней поверхности скважины. Для раскрепления эластичной ооолочки подаем электрический сигнал на привод 11 на подъем клапана 9 вверх, при этом тросик 15 натягивается и игольчатый клапан 13 поднимается вверх. Давление в полос1208213

М

И

У

3 и

Я

16

1

Составитель В.Сидоров

Техред М.Пароцай Корректор А.Обручар

Редактор Ю.Середа

Заказ 212/41 Тираж 548 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 тях Д и Е сравнивается со скважинным.

За счет натяжения пружины 19 эластичная оболочка уменьшается в диаметре и принимает исходное положение, Устройство поднимается вверх. При подьеме устройства шток 7 с поршнями

5 и 6 постепенно возвращается в исходное положение за счет действия сил упругости пружины 16 сжатия, так как действующее на поршень 5 гицро- 1() статическое давление по мере подъема (печати) уменьшается, а на устье равно атмосферному. Игольчатый клапан принимает исходное положение и перекрывает сообщение между полос- 1 > тями Б иА.

Канал 25, расположенный в корпусе

8 ступенчатого цилиндра 3, и диафрагмы 23 и 24 предохраняет пластичный материал от воздействия потока жид- 20 кости при подьеме и спуске устройствз, так как эластичные диафрагмы

23 и 24 перекрывают сечение скважины, а движение жидкости будет осуществляться через канал 25.

После подъема устройства пластичный материал снимается, наносится новый слой и устройство готово для повторного пользования, Изобретение обладает следующими достоинствами: упрощена конструкция, отсуствуют клапаны, работающие под высоким давлением; уменьшено количество деталей, подвижных элементов, повышена надежность, отсутствует баллон с высоким давлением газа.

Игольчатый клапан позволяет управлять длительностью процесса снятия отпечатка. Упрощается эксплуатация; так как йвт необходимости создавать особых условий работы персонала с оаллоном с высоким давлением.