Устройство для отбора пластовых проб и определения гидродинамических параметров пластов Советский патент 1986 года по МПК E21B49/10 

«

Изобретение относится с геофизическим исследованиям скважин, а именно к устройствам для отбора проб и гидродинамических исследований пластов.

Целью изобретения является повышение достоверности получаемой информации.

На фиг.1 показано устройство для отбора пластовьпс проб.и определения гидродинамических параметров пластов , исходное положение; на фиг.2 - то же, при работе, в режиме определения гидродинамических параметров пластов; на фиг.3 - то же, при отборе чистой пластовой пробы.

Устройство состоит из размещенных в корпусе 1 электродвигателя 2, редуктора 3, винтовой передачи, вклчающей винт 4 и гайку 5, зафиксиро- ваннуто от поворота в направляющих 6 корпуса 1, прижимной системы, состоящей из силовой пружины 7, кулисы 8, тяги 9, шарнирно соединенного с ней шатуна .10, шарнирно закрепленного на корпусе 1 коромысла 11, и опорной площадки 12, закрепленной на общем ша.рнире шатуна 10 и коромысле 11. Для изоляции от скважины точки опробования на корпусе уста новлен герметизирующий .башмак 13. Емкости подвижного 14 и неподвижного 15 пробосборншсов могут поочередно соединяться с отверстием сток в герметизирующем башмаке 13 через осевые и радиальные каналы в коак- сиально установленных управляющем 16 и распределительном 17 штоках. Распределительный шток 17 жестко связан с поршнями 18 и 19, размещенными в пробосборниках 14 и 15 соответственно. Последовательность заполнения пробосборников 14 и 15 обеспечивается распределительной втулкой 20, имеющей окно для прохож дения жидкости и снабженной механизмом фиксации, состоящем из шариков . 21, установленных в радиальных ov- верстиях втулки 20, втулки 22 с буртиком, пружины 23 и кольцевых проточек 24 и 25 на внутренней поверхности управляющего штока 16 и наружной поверхности распределительного штока 17 соответственно. Пробосбор- ники 14 и 15 снабжены механизмами фиксации распределительного штока 17, при этом механизм фиксации подвижного пробосборника 14 состоит из шаров 26, раямешештых в радиапьжлх

408852

отверстиях ступенчатой крьш1ки 27 пробосборника 14, втулки 28, буртик которой выступает над наружным диаметром пробосборника 14, пружины 29

5 и кольцевых проточек 30 и 31 на штоке 17 и втулке 28 соответственно, а механизм фиксации пробосборника 15 включает подпружиненную защелку 32 и проточку 33 распределительного што10 ка 17. Управляющий шток 16 также имеет механизм фиксации, состоящий из шаров 34, установленных в радиальных отверстиях управляющего штока 16, втулки 35 с буртиком, пружины 36 и

15 кольцевых проточек 37 и 38, выполненных в крышке 27 и корпуса 1 соответственно. В корпусе 1 размещен упор 39, выполненньй в виде втулки с кольцевым пазом, в котором установ20 лен эксцентрик 40. Для передачи движения от привода к, остальным механизмам гайка 5 закреплена с подвижным пробосборником 14. В торце пробосборника 15 установлен обрат25 ный клапан 41. Датчик 42 давления соединен с отверстием стока герме-, тизирующего башмака.

Устройство работает следующим образом.

3Q В режиме гидродинамических исследований пластов (фиг.2) после спуска устройства на заданный интервал исследования включают электродвигатель 2, который через редуктор 3 . приводит во вращение винт 4, сообщающий перемещение вверх гайке 5 вдоль направляющих 6, а вместе с ней и подвижному пробосборнику 14. В на--, чальном положении управляющий 16 и распределительный 17 штоки.зафиксированы относительно крышки 27 под- вижного пробосбор ника 14 j поэтому они также начинают перемеща.ться вверх. При этом 7 деформи- . руется, вызывая перемещение кулисы 8, тяги 9, поворот шатуна 10 и коромысла 11. Опорная площадка 12 упирается в стенку скважины и, деформируя герметизирующий башмак 13, изолирует отверстие стока от ство ла скважины. При дальнейшем движении вверх шары 34 оказываются против кольцевой проточки 38 корпуса 1 и под действием сил сопротивления в уплотнениях управляющего штока 16

5 выталкиваются в нее. В этот момент радиальное отверстие в управляющем штоке 16 совпадает с отверстием стока и под действием перепада давле35

40

45

ния между пластовым и пониженным давлением под поршнем 19, перемещающимся совместно с распределитель- ным штоком 17, производится срьш глинистой корки и вызов притока из пласта. При дальнейшем движении про- босборника 14 вверх (фиг.З) под действием пружины 36 втулка 38 запирает шары 34 в кольцевой проточке 38, фиксируя управляющий щток 16 относительно корпуса 1, Изменение давления в пробосборнике 15 в процессе заполнения его пробой регистрируется датчиком 42 давления в виде диаграммы давления, используе- мой для определения гидродинамических параметров пластов. Перемещение подвижного пробоотборника 14 вверх выбирается меньшим, чем рас- стояцие между упором 39 и буртиком втулки 28, что обеспечивается при известной скорости перемещения пробоотборника 14 регистрацией времени работы электродвигателя 2. При реверсе электродвигателя 2 происходит перемещение вниз подвижного пробо- сборника 14, распределительного щтока 17 и поршня 19. При этом давление в пробосборнике 15 под порш- нем 19 повышается до величины, пре- вьщгающей скваженное давление. Открывается обратный клапан 41 и проба выталкивается в скважину. Затем крыщка 27 сдвигает втулку 35 и упирается в торец управляющего што- ка 16, вынуждая перемещение шаров 3 из проточки 38 корпуса 1 в проточку 37 крышки 27. Управляющий щток 16 также начинает перемещаться вниз, снимает усилие пружины 7 с прижим- кого механизма и, упираясь в торец кулисы 8, возвращает кулису 8, тягу 9, шатун 10, коромысло II и опорную площадку 12 в исходно е положение. При этом отверстие стока соединяет- ся со скважиной. После этого устройство готово для установки на новой точке исследования.

При работе устройства в режиме опробования пластов (фиг.З) отбор пробы в пробосборник 15 производится описанным образом, при этом зона дренирования очищается от фильтрата промывочной жидкости, которая потупает в пробосборник 15. Перемеще- ние подвижного пробосборника 14 вве продолжается до тех пор, пока распределительный гаток 17 не расфиксирется относительно подвижного пробосборника 14 и не зафиксируется относительно неподвижного пробосборника 15. Это происходит следующим образом. После соприкосновения буртика втулки 28 с торцом упора 39 втулка 28 останавливается, а перемещение пробосборника 14 продолжается до тех пор, пока кольцевая расточка 31 втулки 28 не окажется напротив щаров 26, В этот момент кольцевая канавка 33 на распределительном штоке 17 оказывается напротив подпружиненной защелки 32 и распределительный шток 17 фиксируется относительно неподвижного пробо- сборника 15. В конце заполнения Пробосборника 15 распределительная втулка 20, перемещающаяся вместе с распределительным . штоком 17, сдвига ет втулку 22, сжимая пружину 23, останавливается при упоре в торец управляющего штока 16, при этом кольцевые проточки 24 оказываются против шаров 21. Дальнейшее движение распределительного штока 17 вызывает перемещение шаров -21 в кольцевые проточки 24 управляющего штока.16, что приводит к фиксации распределительной втулки 20. Радиальные каналы в распределительном штоке 17, соединяющие отверстия стока в герметизирующем башмаке 13 с пробосборником 15, перекры ваютсд, а с пробосборником 14 - открываются. Это происходит в момент фиксации распределительного штока 17 относительно неподвижного пробосборника 15. После реверса электродвигателя 2 и начала движения подвижного пробосборника 14 вниз шары 26 выталкиваются в проточку 31 втулки 28 и под поршнем 18 в пробосборнике 14 освобождается объем, который заполняется чистой пластовой пробой. Весь дальнейший цикл работы устройства .описан.

После подъема устройства на по- верхность производится извлечение пробы из пробосборников для анализа в специальные емкости, подсоединяемые к отверстию стока. Поворо том эксцентрика 40 сдвигается упор 39 вверх, затем включается электродвигатель 2. При неподвижном распределительном штоке 17 и поршне 18 движение пробосборника 14 вверх приводит к выдавливанию из него пробы. В момент совпадения кольцевых проточек 30 и 31 пружина 29 сдвигает втулку 28, выталкивая шары 26 в проточку 30 распределительного штока 17, и фиксирует последний относительна про- босборника 14. Затем отодвигают защелку 32 и включают электродвигатель 2 на реверс. При этом начинается движение пробосборника 14 и распределительного штока 17 с поршнем 19 вниз

и загрязненная проба из пробосборника 15 вьщавливается через обратный канал 41 наружу. При совпадении проg точек 25 штока 17 с проточками 24 штока 16 под действием пружины 23 ш ары 21 фиксируют распределительную втулку 20 на штоке 17. В конце хода пробосборника 1А устройство приводит

to ся в исходное положение.

1

Фаг.1

Фи.в.2.

f5

Редактор М.Келемеш

Составитель Е.Самойленко Техред Л.Олейник

Заказ 346А/26Тираж 548Подписное

БНИИПИ 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

Фиг.З

Корректор г. Решетник