Устройство для опробования и испытания пластов Советский патент 1984 года по МПК E21B49/08 

Изобретение относится кГгидродинамическим исследованиям и опробованию пластов в геологоразведочных сквалсинах.

Известно устройство для отбора нескольких проб жидкости, содержащее корпус, прижимную систему с приводом и секционный пробосборник с впускными клапанами и механизмом их управления

После проведения испытаний часть пробосборных секций оказывается пустой, поскольку возможность их сообщения, с отверстием притока скважины не связана с наличием самого притока пластовой жидкости. Указанный недостаток снижает эффективность исследований.

Известно также устройство для опробования и испытания пластов, содержащее корпус, герметизирующий злемент с приводом и системой .клапанов, секционированный пробосборник,. пробоприемник с впускным каналом и датчиком давления, поршень, подпоршневая полость которого сообщена со скважинным пространством, полый распределительный шток с радиальными отверстиями, связанный с поршлем и последовательно сообщающий .пробоприемник с секциями пробосборника 2.

Недостатком известного устройства является зависимость работы распределительного штока от срабатывания герметизирующего узла, что также не обеспечивает заполнения всех без исключения пробосборных камер в случае чередования приточных и не приточных пластов в исследуемой скважине. Кроме того, конструкция, не позволяет выборочно, без разгерметизации всего пробосборника передать на анализ любую из отобранных проб, а также отличается сложностью и нетехнологичностью выполнения распределительного штока.

. Цель изобретения - повышение эффективности исследований путем заполнения пробой всех без исключения секций пробосборника, а также обеспечение сохранности пробы при разборке пробосборника на секции и повышение надежности разобщения отобранных проб путем снижения в них давления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для опробования и испытания пластов, содержащем корпус, герметизирующий элемент с приводом и системой клапанов, секционированный пробосборник, пробоприемник с впускным каналом и датчиком давления, поршень, подпоршневая полость которого сообщена со скважинным пространством, полый распределительный шток с радиальн1л и отверстиями, связагшый с поршнем и последовательно сообщающий пробоприемник с секциями пробосборника, поршень выполнен дифференциальным со штоком и расположен в пробоприемнике, а распределительный шток связан с дифференциальным поршнем через шаговый механизм в виде зубчатой рейки, выполненной на распределительном штоке и взаимодействующей с собачками, шарнирно закрепленными на штоке дифференциального поршня, причем пробог приемник сообщен с впускным каналом через клапан-, а со скважинным пространством сообщена полость под што.ком дифференциального поршня.

Кроме того, секции пробосборника выполнены в виде набора взаимодействующих между собой контейнеров с центрально расположенными -отверстиями, герметизирующими крышками и запорными кранами.

Объем каждой секции пробосборника выполнен большим, чем объем пробоприемника.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство для опробования и испытания пластов.

Устройство состоит из корпуса 1, на наружной поверхности которого укреплен герметизирующий элемент 2 с BnycKHfcjM каналом. Внутри корпуса 1 размещены силовой привод 3 прижатия прибора к стенке скважины и клапаны 4, 5 и 6, пробоприемник 7с дифференциальным поршнем8, датчиком 9 давления, толкающий шаговый механизм с собачками 10 связывает дифференциальный поЕяиень 8 с секционированным полым распределительным штоком 11, выполненным в виде зубчатой рейки.. Шток 11 через уплотнения размещен в центральных каналах контейнеров 12 в сборке составляющих пробосборник, нижний конец распределительного штока 11 выведен через тормозящую втулк 13 в полость хвостовика 14 пробосборника. Через радиальные отверстия 15 распределительный шток может поочерено быть.связан с каждым из контейнеров 12 через их входные каналы 16, в которых установлены запорные краны 17, управляемые с наружной поверхности контейнеров. Каждый из контейнеров 12 снабжен герметизирующей свинчивающейся крышкой 18.

Устройство работает следующим образом.

На кабеле устройство спускается в скважину на исследуемый интервал. Против заданной точки исследования пласта по командам с поверхности от стандартного пульта для работы с опробователями пластов, силовой при-.вод 3 прижимает герметизирующий эле мент 2 к стенке скважины и изолирует участок пласта от ствола. Затем последовательно во времени происходит закрытие клапанов 4 и 6 и тие клапана 5. При этом пласт чере-клапан 5 сообщается с пробоприемни

ком 7 и датчиком 9 давления. Давлением пластовой жидкости дифференциальный поршень 8 смещается вниз, освобождая объем пробоприемника 7, а толкающий механизм, преодолевая сопротивление тормозящей втулки 13, смещает распределительный шток 11 на .очередной шаг. Смещение на шаг распределительного штока совмещает одно из отверстий 15 с входом канала 16 очередного -контейнера 12 прот босборника. При. отборе первой пробы этим очередным контейнером 12 является первый сверху. По окончании отбора .пробы из пласта (оператор судит об этом по показаниям датчика 9 давления) командой с пульта производят закрытие клапана 5 и открытие клапана 6. Гидростатическое давление скважины через дифференциальный поршень 8 вытесняет пробу из пробосборника 7 через распределительный шток 11 в очередной контейнер 12. Открытие клапана 4 уравнивает давление под герметизирующим элементом 2 с гидростатическим давлением в скважине. После этого устройство переставляется на следующую точку исследования в ск.важине и весь процесс повторяется. Если в процессе исследования участок пласта, испытываемый с помощью устройства, не дал притока, то дифференциальный поршень не перемещается, распределительный шток в пробоприемнике 7 остается, в неизменной позиции. Такой порядок сообще ния входных отверстий 15. пробосборника с распределительным штоком позволяет один спуск пластов при полном заполнении всех пробосборников.

На окончании работы в скважине, когда устройство извлекается из. нее на поверхность, оператор с помощью ключа кранги ш 17 перекрывает каналы 16 в Контейнерах 12. При этом все отобранные пробы оказываются надежно загерметизированными внутри контейнера 12 независимо от положения в центральном канале секций распределитель ного штока 11. Это позволяет весь пробосборник отсоединить и разобрать на отдельные секции-контейнеры вместе с находящимися в них пробами и направить их для исследования в лаборат.орию. При проведении анализов содержимого контейнеров 12 сначала через каналы 16 при открытых каналах 17 выпускается газ, если он был в пробе, а после снижения давления до нормального свинчиваются крышки 18 и сливается жидкость.

Использование изобретения позволит повысить производительность и . эффективность исследований путем заполнения всех без исключения камер пробосборника пробами, а также получения информации о непроницаемых участках в интервале исследования. Кроме того, наличи.е в конструкции раздельно герметизируемых контейнеров обеспечивает повышение коэффициента использования аппаратуры, так как для повторного спуска в скважину производится только замена пробосборника без чзтсоединения от кабеля и переподготовки других узлов устройства.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРОБОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТОВ, содержащее корпус, герметизирующий элемент с приводом и системой клапанов, секционированный пробосборник, пробоприемник с впускным каналом и датчиком давления, поршень, подпоршневая полость которого сообщена со скважинным пространством, полый распределительный шток с радиальными отверстиями, связанный с поршнем и последовательно сообщающий пробоприемник с секциями пробосборника, отлич ающееся тем, что, с целью повышения эффективности исследований путем заполнения пробой всех без исключения секций пробосборника, поршень выполнен дифференциальным со штоком и расположен в пробоприемнике, а распределительный шток свлзан с дифференциальным поршнем через шаговый механизм в виде зубчатой рейки, выполненной на распределительном штоке и взаимодействующей с собачками, шарнирно закрепленными на штоке дифференциального поршня, причем пробоприемник сообщен с впускньам каналом через клапан, а со скважинным пространством сообщена полость под штоком дифференциального поршня. 2.Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что, с целью обеспечения сохранности пробы при (О разборке пробосборника на секции, последние выполнены в виде набора взаимодействующих между собой контейнеров с центрально расположенными отверстиями, герметизирующими крышками и запорными кранами. 3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности разобщения отобранных проб путем снижения в О1 них давления, объем каждой секции пробосборника выполнен большим, О) чем объем пробоприемника. оо