Опробователь пластов Советский патент 1990 года по МПК E21B49/10 

Изобретение относится к устройствам, спускаемым в скважину на геофизическом кабеле, и предназначено для гидродинамических исследований пласта и отбора герметизированных пластовых проб на физико-химический анализ.

Целью изобретения является повы- шфие эффективности работы.

На фиг.1 показан опробователь пластов, исходное положение; на фиг.2 - то же, в процессе предвари- тепьного опробования пласта; на фиг.З - то же, в процессе отбора герметизированных и разделенных проб для выноса на поверхность на физико-химический анализ; на фиг.4 - кривая восстановления давления при предварительном опробовании пласта; на фиг.5 - кривая восстановления давления при пр{едвйрительном опробовании пласта и JB момент, последующий за отбором . пр|об на физико- химический анализ.

На фиг.4 обозначены: 4 f - моменты п€{реключения клапанов; Pg,- начальной да{влениё в отверстии стока; Р. - за пи|сь ну.пя измерительной схемы; РСС ст1андарт-сигнал давления; РсквГ дав- ле|ние в скважине; Р ц давление притока из апаста; Р,, Р. - давление при пе|ремещении дифференциальных поршней в 1цш1индрах с нормированным объёмом пр|и предварительном опробовании пл|аста; Р„д- давление пласта; ut , fiti - время п еремещения дифференци - алчных поршней предварительного оп- рйбозаккя пласта.

На фиг о 5 обозначены: Р

one

ОП2

да|вление при перемещении дифферен0

5

5

0

5

0

5

циальными поршнями нормированного объема при отборе проб на анализ; -«li оог .время перемещения дифференциальных поршней при отборе проб на анализ.

Опробователь пластов состоит из корпуса 1 с приводом 2 управления прижимной лапой 3, клапаном 4 в отверстии стока 5, герметизирующего башмака 6 и нормально открытого клапана 7 уравнивания давлений. Отверстие стока 5 постоянно соединено с первичным преобразователем 8 давления через канал 9, а через клапан 7 уравнивания давления и каналы 10 и 11 - со скважиной. Выше клапана 4 отверстия стока 5 выполнен набор из двух дифференциальных поршней 12 и 13 со штоками 14 и 15 в щшиндрах 16 и 17, сообщенных со скважинным пространством. Большие ступени поршней 12 и 13 через канал 18 соединены через нормально закрытый клапан 4 д с отверстием стока 5. Надпоршневые полости дифференциальных поршней 12 и

13образуют камеры предварительного опробования.

Между поршнями 12 и 13 и истоками

14и 15 выполнены воздушные камеры 19 с атмосферным давлением. Выбором соотношения площадей поршней t2 и 13 и штоков 14 и 15 обеспечивается первоначальная работа поршня 12 со штоком 14, например, при пластовом давлении под поршнем 12, соотвётствутощём 40% гидростатического давления в скважине, и последукнцая работа поршня 13 со штоком 15, например, при

15

0% пластового давления под поршнем 3 от гидростатического давления проывочной жидкости в скважине.

Ниже нормально закрытого клапана выполнен другой набор из двух диф- еренциальньп.: поршней 20 и 21 в цииндрах 22 и 23 для отбора проб на изико-химический анализ со штоками 4 и 25 в цилиндрах 26 и 27 с гидро- tO татическим давлением.

В нижнем поршне 21 выполнена емость 28, находящаяся под атмосферым давлением. Большая ступень верхего поршня 20 сообщена через канаы 29 и клапан 4 с отверстием стока . а большая ступень нижнего поршня 1 сообщена с отверстием стока 5 чеез подпружиненный пружиной 30 клаан 31 разделения проб, каналы 29 32 и клапан 4. Меладу поршнями 20 и

21и штоками 24 и 25 выполнены воздушые камеры 33 и 34 с атмосферньм давением. Проба, отобранная в цилиндры

22и 24 на физико-химический анализ, сливается на поверхности через краны 35 и 36.

Опробователь пластов работает следующим образом.

После установки прибора на участок опробования герметизирующий башмак 6 лапой 3 прижимается к стенке скважины, закрьюается клапан 7 уравнивания давлешя, отверстие стока 5 герметизируется от промывочной жидкости, заполняющей скважину, клапан 4 переводится в положение по фиг.2. При этом канал 18 изолируется от -канала 29 и поршней 20 и 21. Флюид из пласта под действием пластового давления и атмос- 4С оп ферного давления в канале 18 поступает под поршни 12 и 13, где давление при проницаемом пласте возрастает с PJJ до Р| (фиг.4). Под действием давления скважины шток 14 поршня 12 перемещается вправо до тех пор, пока не заполнится пробой его цилиндр. После этого пластовое давление начинает возрастать до (фиг.4). При этом поршень 13 двигается до тех пор, цока полностью не заполнится пробой его цилиндр 17,. после этого давление под поршнями 12 и 13 восстанавливается до пластового РП (фиг,4).

ческо через клапа флюид ливае клапа клапа верст стати

Процесс предварительного опробования пласта на этом заканчивается. Затем клапан 4 с помощью привода 2 переводится в исходное положение (фиг.1). При этом под действием гидростатилапаложен следу предв ется.

Ес пласт та, т разде 20 мичес чае к полож том с полож 25 чере канал и атм ферн порш 30 порш

дей его реду прим давл ния ходи жени Р плас тех ност чего 45 до P рост стви вая кост 50 чист анал полн бой до п 55 отбо

опро и от анал

35

15

tO

- 4С оп о

ческого давления на штоки 14 н 15 через открытый i каналы 29, клапан 31 и канал 32 отобранный флюид из-под поршней 12 и 13 выдавливается в емкость 28, после чего клапан 31 пружиной 30 закрьшается, клапан 7 открывается, давление в отверстии стока 5 уравнивается с гидростатическим , (фиг.4), прижимная

е1). лапа 3 возвращается в исходное положение, прибор устанавливается на следующий участок пласта, и процесс предварительного опробования повторяется.

Если предварительное опробование пласта указало на проницаемость пласта, то сразу могут быть отобраны две раздельные пробы флюида на физико-зои- 20 мический анализ (фиг.5). В этом случае клапан 7 оставляют в закрытом положении, прижимную лапу 3 в откры- том состоянии, а клапан 4 переводят в положение по фиг.З. Флюид из пласта 25 через отверстие стока 5, клапан 4, каналы 29 под действием пластового и атмосферного или близкого к атмосферному давлений в каналах 29 и под поршнями 20 и 21 поступает под эти 30 поршни.

Ввиду того, что соотношение площа- дей нижнего поршня 21 по штоку 25 и его поршню вьшолнено с меньшим чнслсзм- редуцирования депрессии на пласт, на-, пример 40% от гидростатического давления, но выше давления насьнден- ния газа, то верхний поршень 20 находится .в покое, а нижний при достижении указанного пластового давл«1ИЯ Р (4шг,5) и по мере поступления пластового флюида двигается вниз до тех пор, пока его цилиндр 23 полностью не заполнится флюидом, после чего пластовое давление возрастает 45 до (,5} например до 60% гидростатического Клапан 31 под действием пружины 30 закрывается, первая проба фильтрата промывочной жидкости клапаном 31 герметизируется, а 50 чистая проба на физико-химический анализ отбирается в цилиндр 22. При полном заполнении цилиндра 22 пробой давление в нем восстанавливается до пластового (фиг.5), а процесс 55 отбора на этом завершается.

Все процессы по предварительнсжу опробованию пласта поршнями 12 и 13 и отбора проб на физико-химический анализ в цилиндры 23 и 22 регистрк35

роются первичным преобразователем 8 давления. После полного опробова- ни|я пласта клапан 4 возвращается в ис|ходное положение, клапан 7 откры веется, давление в отверстии стока 5 уравнивается с гидростатическим, прижимная лапа 3 убирается в исходное попожение, и опробователь пластов с герметичными пробами извлекается на поверхность, где пробы через 35 и 36 извлекаются на анализ.

Ф 1о

рмула изобретения

Опробователь пластов, содержащий Kdpnyc, прижимную и клапанную системы с приводом,, герметизирующий башмак-с отверстием стока группы камер

предварительного опробования и про - босборников с клапаном разделения проб, отличающийся тем,

с что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен дифференциальными поршнями, размещенными в камерах предварительного опробования и пробосбор-г никак, причем штоковые полости всех

10 дифференциальных поршней сообщены с- внешней средой, а их надпоршневые полости выполнены с возможностью сообщения с отверстием стока, при этом дифференциальные поршни в группе

15 камер предварительного опробования имеют коэффициент дифференцирования больше, чем коэ М ициент дифференциро- вания дифферекци льных поршней в групг пе пробоотборников.

.Z

;2-J

Ф(е.З

ипа

Ы

Фиг.

Изобретение относится к устройствам, спускаемым в скважину на геофизическом кабеле и предназначено для гидродинамических исследований пласта и отбора проб на физико-химический анализ. Цель - повышение эффективности работы. Опробователь пластов состоит из корпуса 1, привода 2, прижимной лапы 3, башмака 6 с клапаном 4 в отверстии 5 стока. Группа камер предварительного опробования образована в надпоршневых полостях дифференциальных поршней (ДП) 12 и 13, а пробосборные камеры - в надпоршневых полостях ДП 20 и 21. Штоковые полости всех ДП сообщены с внешней средой. После установки прибора на участок опробования в скважине герметизирующий башмак 6 прижимается к стенке, клапан 7 закрывается и пластовый флюид поступает по каналу 18 в надпоршневые полости ДП 12 и 13. За счет разной степени дифференцирования давления, заложенной конструктивно в ДП 12 и 13, вначале начинает двигаться один из них, имеющий большую степень дифференцирования. После его остановки начинает двигаться следующий ДП этой группы при обеспечении постоянной депрессии на пласт, определяемой степенью дифференцирования этого ДП. Запись процесса ведется с помощью преобразователя давления 8. Затем клапан 4 сообщает канал 18 с каналом 29 и проба поступает в емкость 28 через клапан 31 разделения проб. При необходимости отбора двух проб последняя отбирается в надпоршневые полости ДП 21 и ДП 22, которые также выполнены с различной степенью дифференцирования давления. 5 ил.

Фиг. 5