Опробователь пластов на кабеле

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >878918 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23. 07. 75 (21) 2159605/22-03 с присоединением заявки ЭЙ (23)приоритет

Опубликовано 07.11.81 ° Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 10.11.81 (5! )М. Кл.

Е 21 В 49/06

Гооударстеенный комнтет по делам нзабретеннй н открытнй (53) УДК 622. . 243. 68 (088. 8) А.В. Бубеев, P.Ñ. Хасаншин, П.А., родский,. А.Й."-Финнов и В.Г. Жувагин

4

Всесоюзный научно-исследовател ский- и проектйо конструкторский институт геофизиче иссле б и геологоразведочных скважин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОПРОБОВАТЕЛЬ ПЛАСТОВ НА КАБЕЛЕ

Изобретение относится к геофизическим скважинным приборам, спускаемым на кабеле, и предназначено для отбора проб пластового флюида.

Известен опробователь пластов на кабеле, включающий корпус, пробоприS емник, привод, управляемый клапан, герметизирующий башмак и прижимную систему (1 1.

Недостатком этого устройства явля1О ется то, что усилие прижима у него к стенкам скважины зависит от диаметра скважины, а также то, что в нем невозможно регулировать это усилие.

Известен также опробователь плас15 тов на кабеле, содержащий корпус, пробоприемник, датчик давления, привод, управляемый клапан, регулируемый дроссель, герметизирующий элемент, прижимную систему, включающую прижиЮ мающую лапу, шарнирно соединенную с силовым поршнем, причем гидравлическая система в данном опробователе разделена на два объема, заполненных рабочей жидкостью, в одном иэ которых давление равно скважинному, в другом— превышает скважинное на 15-20Х (2 ).

В процессе работы опробователя рабочая жидкость из одного объема перетекает в другой, поэтому обязательно требуется перезарядка после каждого опробования, т.е. обратная перекачка рабочей жидкости.

Кроме того, в таком опробователе усилие прижатия, зависящее от скважинного давления и изменяющееся в широких пределах, не регулируется, что обусловливает слабое усилие прижатия на малых глубинах и как следствие плохую герметизацию отверстия стока. Значительное же усилие прижатия на больших глубинах, превьппающее оптимальную величину, приводит к неоправданным перегрузкам прижимной системы и способствует разрушению слабосцементированных пород прижимающей лапой, последующему нарушению герметизации отверстия стока, 87891

50 что в свою очередь снижает надежность работы опробователя.

К недостаткам следует также отнести и то, что для обеспечения нормальной работы управляемого элемента золотникового типа необходима рабочая жидкость с высокой степенью очистки, в противном случае возможны заклинивания его, что приведет к возникновению аварийных ситуаций. 10

Указанные недостатки снижают эфI фективность, надежность и затрудняют применение такого опробователя.

Целью изобретенИя является повышение эффективности и надежности работы опообователя.

Цель достигается тем, что в опробователе пластов силовой поршень выполнен многоступенчатым, ступени которого образуют с корпусом изолированные друг от друга камеры, сообщающиеся со скважиной каналами, причем канал, сообщающий камеру за большим торцом поршня со скважиной,.перекрыт управляемым клапаном.

Камера за большим торцом поршня имеет две секции, заполненные рабочей жидкостью и сообщенные между собой через регулируемый дроссель, причем одна из секций снабжена поршнем для отделения рабочей жидкости от скважинной.

Часть каналов, сообщающих изолированные камеры со скважиной, перекрыта пробками.

На фиг. 1 изображен опробователь

35 в момент спуска в скважину, общий вид, на фиг. 2 — опробователь в момент раскрытия лапы и установки в рабочее положение; на фиг. 3 — опробователь в

40 момент отбора флюида из пласта.

Опробователь содержит корпус 1, в верхней части которого расположен привод 2, в данном случае может быть использован маломощный реверсивный электродвигатель с редуктором и вин45 товой парой, причем привод используется для управления клапаном 3, который расположен на штоке 4, помещенном в защитную гильзу 5. Прижимная система включает в себя прижимающую лапу 6, шарнирно соединенную с силовым поршнем 7, причем верхний торец последнего выполнен трехступенчатым

1 ( с площадями ступеней „, и S и образует соответственно с корпу.- 55 сом 1 изолированные друг от друга камеры А, В и С. Камера под нижним торцом площадью 4 силового поршня 7

8 4 имеет две секции 0 и Е, причем первая заполнена рабочей жидкостью и через регулируемый дроссель 8 сообщена со второй, в которой помещен поршень 9, полость под последним посредством каналов F u G и клапана 3 в исходном положении (фиг. 1) сообщена со скважинной жидкостью. Датчик давления 10 посредствоМ каналов Н и L сообщен с отверстием стока 3 герметизирующего элемента 11, отверстие стока посредством каналов Н, G и клапана 3 сообщено со скважинной жидкостью, пробоприемник 12 изолирован клапаном 3 от отверстия стока 3 ..

Опробователь спускается в скважину в положении, изображенном на фиг. 1. В данном случае камеры А и С закрыты соответственно пробками 13 и 14, а камера В сообщена со скважинной жидкостью. На ступень силового

t поршня 7 площадью S с одной стороны

1 2.

I1 и на его,нижний торец площадью с другой стороны действует скважинное давление (гидростатическое), так ( как 3< ) )< то результирующая сила ! действующая на силовой поршень 7, будет направлена вверх, при этом лапа 6 будет эакрыта.

В зависимости от скважинного давления и степени сцементированности исследуемых пород с целью получения оптимального усилия прижатия камеры

А, 3 и С могут быть каждая в отдельности или в любом сочетании сообщены со скважинной жидкостью.

Варианты, когда все камеры А, В, С закрыты или сообщены со скважинной жидкостью исключаются, так как прижимная система в этом случае работать не будет. Очевидно чтобы все шесть возможных вариантов имели технический смысл площади ступеней силового поршня 7 должны быть различны по величине, т. е. S 4 Sg 4S@.

При достижении интервала исследования включается электропривод 2, при этом клапан 3 перемещается вверх и в положении, изображенном на фиг.2, изолирует от скважинной жидкости и сообщает с пробоприемником 12 через канал F полость под разделительным поршнем 9, так как давление в пробоприемнике 12 атмосферное, то давление под разделительным поршнем 9 снизится до атмосферного,а скважинная жидкость стечет в пробоприемник 12.

В этом случае результирующая сила, действующая на силовой поршень 7, 6

Формула изобретения

878918 будет направлена вниз, последний, выдавливая рабочую жидкость из секции D через регулируемый дроссель 8 в секцию Е, вместе с поршнем 9 переместится вниз,откроет лапу 6, и опробователь прижмется к стенке скважины.

Скорость открытия лапы 6 задается регулируемым дросселем 8. При дальнейшем перемещении клапана 3 вверх в положении, изображенном на фиг. 3, Канал F и полость под поршнем 9 изолируется от пробоприемника 12, затем отверстие стока 1 герметизирующего элемента 11 изолируется от скважинной жидкости и сообщается по каналу Н через клапан 3 с пробоприемником 12.

После заполнения пробоприемника 12 и стабилизации давления до пластово- го, регистрируемого дистанционным датчиком давления 10, электропривод 2 реверсируется и перемещает клапан 3 вниз, .который последовательно изолирует от пробоприемника 12 и сообщает со скважинкой жидкостью отверстие стола Д и полость под поршнем 9, при этом на силовой поршень 7 действует результирующая сила, направленная вверх, лапа 6 закроется (фиг. 1).

В случае отсутствия притока из исследованного участка опробователь перемещает следующий участок и так до получения притока ° При получении притока опробователв поднимается на поверхность. Применение предлагаемого опробователя позволяет сократить затраты времени на одно опробование, упрощает эксплуатацию приборов, по вышает эффективность работ в неоднородных коллекторах, в случае большого количества неприточных участков снижает количество некачественных проб, т.е. повышает технико-экономические показатели работ.

1. Опробователь пластов на кабеле, содержащий корпус, пробоприемник, датчики давления, привод, управляемый клапан, регулируемый дроссель, герметизирующий элемент, прижимную систему, включающую прижимную лапу, шарнирно соединенную с силовым поршнем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы, силовой поршень выполнен многоступенчатым, ступени которого образуют с корпусом изолированные друг от друга камеры,.сообщающиеся со скважиной каналами, при- -- чем канал, сообщающий камеру за большим торцом поршня со скважиной, перекрыт управляемым клапаном.

2. Опробователь по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что камера за большим торцом поршня имеет две секции, заполненные рабочей жидкостью и сообщенные между собой через pery-25 лируемый дроссель, причем одна из секций снабжена поршнем для отделения рабочей жидкости от скважинной.

3. Опробователь по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что часть каналов, сообщающих изолированные ка30 меры со скважиной, перекрыта пробка ми.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Бродский П.А. и др. Опробова-. ние пластов приборами на кабеле. М., "Недра", 1974, с. 93-94.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 177375, кл. Е 21 В 49/06, 1963 (прототип).

878918

Заказ 9684/2

Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель В. Никулин

Редактор Л. Павлова Техред С.Беца Корректор А. Ференц