Устройство для гидродинамических исследований скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1278451

А2 g1> 4 Е 21 В 49/02

Я РA .-,с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1186792 (21) 3885085/22 — 03 (22) 15.04.85 (46) 23.12.86. Бюл. М - 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский ин- . ститут геофизических методов исследований, испытаний и контроля нефтегазораэведочных скважин (72) П.А.Бродский, В.А.Исякаев, О.П.Васильков и Т.В.Филиппова (53) 622 ° 243 ° 68(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 781332, кл. E 21 В 49/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1186792, кл. Е 21 В 49/07, 1984. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН по авт. св. 9 1186792, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности определения гидродинамических свойств пласта за счет исключения воэможности дросселирования жидкости через управляемые клапаны, оно снабжено следящим узлом, выполненным в виде втулки с выступами, и двух путевых выключателей, причем втулка установлена на центральном штоке, а путевые выключатели размещены с возможностью взаимодействия с выступами втулки при этом рас1

12 стояния между выступами втулки рав- Е ны соответствующим ходом управляемых клапанов.

1278451

Изобретение относится к устройствам для гидродинамических исследований скважин и является усовершенствовакием устройства по авт.св.

У 1186792, И

Цель изобретения — повышение достоверности определения гидродинамических свойств пласта за счет исключения возможности дросселирования жидкости через управляемые клапаны. 1О

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 — втулка, верхнее конечное положение; на фиг. 3 и 4 то же, промежуточные положения; на фиг. 5 — то же, нижнее конечное поло- 15 жение.

Устройство содержит электромеханический привод 1, прижимной узел 2, центральный шток 3 с планшайбой дополнительные клапаны 5 и 6, распо- 20 ложенкые на штоках планшайбы 4, про боприемную емкость 7 с разделительным поршнем 8 и набором телескопических поршней 9 и 10, клапан 11, расположенный на центральном штоке 3, 25 канал 12 пробосборника 13„канал 14 для отбора проб, камеру 15, сообщающуюся со скважиной через клапан 5, камеру 16, сообщающуюся со скважиной через клапан 17, впускной кла- ЗО пан 18, расположенный на центральном штоке 3, пробоприемник 19., камеру 20, сообщающуюся со скважиной через клапан 6, клапаны 21 и 22, расположенные на центральном штоке . 3, герметиэирующий башмак 23 и датчик 24 давления, дифференциальный поршень 25, дополнительно распо.поженный в пробоприемнике 19, разделительный поршекь 26, телескопические поршни 2?

29, втулку 30 с выступами, установленную на центральном штоке 3, путевые выключатели 31 и 32, включенные в разрыв цепи питания электромеханического привода 1 с возможностью их блокировки, при этом путевой выключатель 32 предназначен для управления клапанами при движении центрального штока 3 вниз, а путевой выключатель 31 предназначен для управле- 1О ния клапанами при движении центрального штока 3 вверх.

В исходном положении центральный шток с планшайбой 4 и расположенными на ней штоками с дополнительными клапанами 5 и 6 находится в крайнем верхнем положении. Привод 1 отключен. Путевые выключатели 31 и 32, взаимодействуя с выступами втулки 30 (фиг. 2), разрывают цепь питания привода 1.

В этом положении через кран-пробку (не показана) в приемную емкость 7 нагнетается жидкость, под действием которой разделительный поршень 8 перемещается вверх и занимает крайнее верхнее положение, переместив при этом, поочередно контактируя, телеско пическую группу поршней 9 и 10. После этого устройство опускается в скважину на кабеле.

Устройство работает следующим образом.

Достигнув заданного интервала исследования, включают привод 1, при этом путевой выключатель 31 блокируют на все время движения центрального штока 3 от верхнего конечного положения (фиг. 2) до нижнего конечного положения (фиг. 5), а путевой выключатель 32 блокируют на время его контакта с выступом втулки 30 (фиг.2).

Центральный шток 3 с планшайбой 4 и дополнительными клапанами 5 и 6 перемещаются вниз, при этом прижимная система 2 начинает раскрываться и клапан 11 разобщает осевой канал центрального штока 3 от канала 12 пробосборника 13. Клапан 5 закрывается и разобщает камеру 15 от скважины, дополнительный клапан 17, расположенный на центральном штоке 3, закрывается и разобщает камеру 16 от скважины. Открывается клапан 18 и жидкость из приемной емкости 7 вытесняется разделительным поршнем 8 в пробоприемник 19 посредством усилия от гидростатического давления скважинной жидкости разделительному поршню через верхние торцы поршней 9 и 10, расположенных в камере 20, сообщенной со скважиной через открытый клапан 6. !

Учитывая, что объем пробоприемной емкости 7, предварительно заполненной жидкостью, несколько больше объема пробоприемника 19, определенного исходным положением, а также, что по мере вытеснения жидкости из пробоприемной емкости ? перемещение поршня 10 прекращается, ограниченное выступом в корпусе, и жидкость вытесняется только от усилия, передаваемого разделительному поршню 8 поршнем 9 от действия на верхний торец последнего гидростатического давле1278451 ния скважинной жидкости, то в пробоприемной емкости 7 и в пробоприемнике 19 после его заполнения устанавливается давление, обусловленное соотношением площадей верхнего тор- 5 ца 9 и разделительного поршня 8.

Таким образом, в пробоприемной емкости 7 и пробоприемнике 19 устанавливается заранее определенное начальное давление, необходимое для срыва глинистой корки и вызова притока из пласта без использования резкой депрессии.

Устройство с помощью прижимной системы 2 прижимается к стенке сква- 15 жины, клапан 21 закрывается, открывается входной клапан 22, втулка 30 выступом взаимодействуют с путевым выключателем 32, и привод 1 отключается (фиг. 3). 20

Под действием возникшей начальной депрессии, обусловленной перепадом между начальным давлением в пробоприемной емкости 7, пробоприемнике 19 и пластовым давлением, происхо-2S дит срыв .глинистой корки со стенки скважины и поступление бурового раствора и пластовой жидкости в пробоприемную емкость 7 через канал 14 для отбора проб башмака 23 и зазор ЗО между центральным штоком 3 и корпусом устройства при открытом клапане 22. Давление в пробоприемной,емкости 7 и пробоприемнике 19 повышается до давления страгивания поршней 8 и 9, при совместном подъеме которых осуществляется приток"пластовой жидкости при постоянной депрессии, равной по величине начальной.

Когда поршень 8 достигает поршня 10, давление в емкостях 7 и 19 повышается до давления отбора с минимальной депрессией, постоянной по величине, обусловленной соотношением суммы площадей верхних торцов порш- 4> ней 9 и 10 и площади поршня 8, Отбор пластовой жидкости при этой депрессии происходит до тех пор, пока перемещение поршня 8 вверх не ограничивается выступом в корпусе устройства. После этого давление в емкостях 7 и 19 восстанавливается до пластового. Процесс отбора и восстановления давления регистрируется датчиком 24 давления. Затем вклю- чают привод 1, при этом путевой выключатель 32 блокируют на время его контакта с„выступом втулки 30.

Центральный шток с планшайбой и дополнительными клапанами перемещаются вниз, при этом клапан 6 закрывается и разобщает камеру 20 от скважины, тем самым исключая воздействие давления скважинкой жидкости на верхние торцы поршней 9 и 10 и, соответственно, на поршень 8 и на жидкость, содержащуюся в емкостях 7 и 19. Клапан 5 открывается, переместившись в кольцевую проточку, и сообщает камеру 15 со скважиной.

Втулка 30 выступом взаимодействует с путевы. : выключателем 32, привод 1 отключается (фиг. 4).

Под действием возникшей, постоянной по величине, промежуточной депрессии, обусловленной соотношением малой тарелки дифференциального поршня 25, на которую воздействует гидростатическое давление столба скважинной жидкости, и большой тарелки, на которую воздействует пластовое давление, поршень 25 перемещается вверх и занимает крайнее верхнее положение. Давление в емкостях 7 и 19 восстанавливается до пластового.

Процесс отбора пробы и восстановления давления регистрируется датчиками 24 давления. Затем включают привод 1, при этом путевой выключатель 32 блокируют на время его ксгнтакта с выступом втулки 30. При этом центральный шток с планшайбой и дополнительными клапанами перемещаются до крайнего нижнего положения, а втулка 30 своим выступом взаимодействует с путевым выключателем 32, привод 1 отключается (фиг. 5). Одно временно клапан 5 закрывается и разобщает камеру 15 от скважины, тем самым исключив воздействие скважинной жидкости на жидкость, содержащуюся в емкостях 7 и 19. Клапан 17 открывается, переместившись в кольцевую проточку, сообщенную со скважи ной, и сообщает камеру 16 со скважлной.

Под действием возникшей при этом максимальной депрессии, обусловленной соотношением площадей поршней 27 и 26, они вместе перемещаются вниз.

Когда поршень 26 достигает поршня 28, давление в емкостях 7 и 19 повышается до давления отбора, равного по величине промежуточной депрессии, обусловленной соотношением суммы плояр12784

5 дей поршней 27 и 28 и площади поршня 26.

Когда поршень 26 достигает поршня 29, давление в емкостях 7 и 19 повышается до давления отбора, равно- го по величине минимальной депрессии, обусловленной соотношением суммы площадей 27 — 29 и площади поршня 26. После этого давление в емкостях 7 и 19 восстанавливается до плас-10 тового. Процесс отбора и восстановления давления регистрируется датчиком 24 давления.

Для включения привода 1 на обратный ход путевой выключатель 32 бло- 15 кируют на.все время обратного хода, а путевой выключатель 31 блокируют на время его контакта с выступом втулки 30 (фиг. 5), затем включают привод 1 на обратный ход. Централь- 20 ный шток 3 с планшайбой 4 безостановочно перемещается вверх до крайнего верхнего положения, при этом путевой выключатель 31 взаимодействует с выступом втулки 30, привод 1 отклю-25 чается (фиг. 2). При этом происходит закрытие и открытие клапанов в обратной последовательности, т.е. закрывается клапан 17, переместившись в кольцевую проточку, открыва- З0 ется клапан 5, выйдя из кольцевой проточки, закрывается клапан 5, открывается клапан 6, закрываются кла51 паны 18 и 22, открываются клапаны 5 и 17, складывается прижимная система, открывается клапан 11, сообщая тем самым пробосборник 13 через кана, 2 и осевой канал центрального штока 3 с камерой 19.

Отобранная проба из камеры 19 под воздействием гидростатического давления на малую тарелку дифференциального поршня 25 и через телескопические поршни 29 и 27, поршень 26 вытесняется в пробосборник 13, а проба в камере 7 остается запертой между клапанами 18 и 22, при этом поршень 8 и телескопические поршни 9 и 10 находятся в крайнем верхнем положении, т.е. элементы устройства занимают исходное положение. Устройство готово к исследованию следующего интервале без подъема на поверхность, Использование следяшего узла выгодно отличает устройство для гидро; динамических исследований скважин от известного технического решения, так как исключаются ошибки при определении гидродинамических параметров пласта, которые могут возникнуть за счет драсселирования жидкости через управляемые клапаны за счет их неполного открытия или неполного закрытия, t 278451

Put.2 б

И.

2/

Фиг.3

f7

Дй2,4

Фиг.5

Составитель В.Стрельченко

Редактор И.Дербак Техред А.Кравчук Корректор О.ЛУговаЯ

Заказ 6812/27 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

/О

О!

2б

27

2о

2Я б