Устройство для исследования скважин и опробования пластов Советский патент 1985 года по МПК E21B49/10 

1 Изобретение относится к геохимическим и геофизическим методам исследования скважин, а именно к устройствам, спускаемым на каротаж ном кабеле и предназначенным для проведения оператц вных исследований скважин методом испытания плас тов при решении геологических за-. дач путем определения гидродинамических свойств пластов и характера их насыщенности. Целью изобретения является повьппе ние эффективности работы путем увелич ния 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 1 камеру 15, сообщенную каналом с по лостями гидравлических пакеров, ка меру 16, сообщенную со скважиной, переливной клапан 17, плунжер 18, полый шток 19с разделительными поясками 20 - 23, нижний конец к которого является затвором пробоот борной камеры 24, соединяющейся пр помощи входного отверстия 25 через радиальные отверстия 26, 27 и осевой канал полого штока 19 с канало 28 для отбора проб, входящим в меж пакерное пространство. Верхний конец полого штока 19 через винтовую пару имеет связь с индивидуаль ным приводом 29. Радиальные отверс ;тия 30 в полом штоке сообщены чере |канал 31, всасьгоающий 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 скв жин и опробования пластов.работает следующим образом. 32 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 штока 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 открьшается, соединяя межпоясковую полость 10 с камерой 12, сообщенную со скважиной. При дальнейшей работе насоса скважинная жидкость через камеру 12, межпоясковую

3

полость ,10, всасывающий канал 32 и в зависимости от перемещения поршня 2 вверх или вниз поступает соответственно или в основную рабочую 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 нагнетательньш канал 33 также соединяется со скважиной. После этого давление в камере 11 паj 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 скважинойо При дальнейшей работе насоса жидкость из межпакерного пространства по каналу 28 через радиальные отверстия 27 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

701334

через клапаны 5, 8 и нагнетательный канал 33 в скважину. Происходит непрерывньш процесс откачки пластовой жидкости из межпакерного 5 пространства. Одновременно производится измерение гидродинамических параметров преобразователем давления 34 и дается характеристика состава жидкости, которая контролиру0 ется резистивиметром 35. По окончании откачки жидкости из пласта насос 2 выключается.

Включается привод 29 полого 5 штока 19. При движении полого штока вниз открывается входное отверстие 25 пробоотборной камеры 24. Открытие пробоотборной камеры фиксируется преобразователем 34 давления. 0 В 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. 5 Происходит заполнение пробоотборной камеры. По восстановлению давления, контролируемого преобразователем 34 давления, определяется заполнение пробоотборной камеры. Q По окончании отбора пробы включается привод 29. При дальнейшем движении полого штока 19 вверх затвор, расположенный на его нижнем конце, 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. РаздеQ лительный поясок 22 выходит в камеру 15, обеспечивая соединение по-, лости гидравлических пакеров 14 с камерой 16 и соответственно со скважиной. Давление в межпакерном j пространстве и в полости пакеров вьфавнивается от гидростатического, а эластичные пакера 14 возвращаются в исходное положение. При достижении полым щтоком 19 крайнего верхнего 0 положения привод29 выключается. Устройство возвращается на поверхность с загерметизированной пробой.

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