Испытатель пластов на кабеле Советский патент 1992 года по МПК E21B47/00 E21B49/00 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям, в частности к опробованию и испытанию пластов приборами на кабеле.

Опробование и испытание пластов в необсаженных скважинах предполагает как обязательные операции по изоляции от ствола участка скважины или участка на ее стенке и управление клапанами (или насосами) для вызова притока пластового флюида, что позволяет по характеру этого притока делать заключения о гидродинамических свойствах исследуемых пластов и выносить на поверхность пробы жидкости и газа для анализа.

Известны устройства для опробования пластов, в которых в качестве источника энергии, позволяющей приводить в действие систему изоляции и управления, используется энергия гидростатического столба жидкости в скважине (гидростатическая энергия). Например, в аппаратуре ОПН-140, позволяющей произвести гидродинамические исследования в одной точке пласта, используется гидродинамическая энергия, управление которой производится соленоидными электромагнитными клапанами, установленными в гидросистеме прибора. Использование такого источника энергии дает возможность пользоваться большими мощностями: при давлениях, создаваемых столбом жидкости, в сотни атмосфер, используются силы, исчисляемые тысячами килограмм силы. Это обеспечивает быстрое (миллисекунды) исполнение команд управления. Для клапанов, управляющих абразивными потоками при перепаде давления в сотни атмосфер, такая скорость переключения обеспечивает их достаточную надежность и долговечность в сравнении с аппаратурой, где клапаны приводятся в действие энергией, передаваемой с поверхности. Ограниченность передаваемой по геофизическому кабелю электрической мощности предопределяет растянутость во времени процесса переключения клапанов что в условиях скважины приводит к резкому сокращению их срока службы.

Недостатком прототипа является то, что для управления прибором применены соленоидные клапаны, в результате при использовании для управления только одной жилы кабеля (в аппаратуре ОПН-140 две другие задействованы в системе телеизмерения) на соленоиды возможна передача только команд Включено и Выключено, т.е. устройство лишено гибкости управления, что ограничивает его возможности, в частности производительность и исключение холостых спусков в скважину из-за некачественной пакеровки, а также потерь времени потоках, в которых приток отсутствует.

При использовании соленоидных органов управления гибкость управления можно

достигнуть, применяя несколько соленоидов, к каждому из которых с поверхности от пульта оператора подведена отдельная жила кабеля.

Однако высокая цена, недостаточная

0 надежность и дефицит термостойкого семижильного геофизического грузонесущего кабеля затрудняет его применение.

Цель изобретения - повышение производительности работы с прибором за счет

5 исключения исследований в случае некачественной пакеровки или отсутствии притока.

Поставленная цель достигается тем, что испытатель пластов, содержащий корпус с

0 выкладным отверстием, на котором размещены прижимной рычаг (лапа) и пакер (баш- мак) с отверстием стока, а внутри расположены гидропереключатель, пробо- отборная камера, сообщенная каналами че5 рез гидропереключатель с отверстием стока, напорная и сливная камеры, сообщенные через гидропереключатель одна с другой, герметизирующий клапан, связанный каналами с отверстием стока и пробо0 отборной камерой и преобразователь давления, снабжен электродвигателем, кинематически связанным с гидропереключателем, выполненным многопозиционным, обратными клапанами, один из которых ус5 тановлен в отверстии стока, а другой в выкидном отверстии, пробоотборной камерой с дифференциальным поршнем и отсекающим клапаном, сообщенным каналами с отверстием стока, преобразователем давле0 ния и гидропереключателем.

На чертеже изображена схема предлагаемого испытателя пластов на кабеле,

Испытатель работает на трехжильном кабеле, две жилы которого соединены с пре5 образователем 1 давления, одна - с реверсивным электродвигателем 2 постоянного тока. Электродвигатель 2 через замедляющий редуктор-преобразователь 3 вращательного движения в поступательное связан

0 с плунжером 4 золотникового распределителя. Преобразователь давления 1 через отсекающий клапан 5 связан с отверстием стока прибора в герметизирующем башмаке 6 и пробоприемной камерой А, через раз5 делительный поршень - мультипликатор 7 - связанной с испытательной камерой Б, а через герметизирующий клапан 8 - с камерой В отбора пробы для анализа (пробос- борник). Разделительный поршень 9 передает гидростатическое давление скважины в камеру Г, заполненную рабочей жидкостью. Прибор также содержит прижимную лапу (рычаг) 10с гидроприводом, систему каналов а, б, в, г, д, е подачи и слива рабочей жидкости (масла) и сливную емкость Д. Пробоприемная камера А с отверстием тока и скважиной связана через обратные клапаны 11 и 12.

В начальном положении плунжер 4 золотникового распределителя находится в верхнем (по чертежу) положении. При этом высокое (гидростатическое) давление из камеры Г каналами в, а, б подано под поршень-мультипликатор 7 в камеру Б. Клапан 8 закрыт, Прижимной рычаг 10 гермети- зирующей системы прижат к корпусу прибора. Золотник 4 находится в крайнем верхнем (по чертежу) положении.

В таком положении прибор, подключенный через кабель к пультам питания элект- родвигателя и преобразования сигналов давления спускают в скважину на заданную глубину и устанавливают против исследуемого пласта, на регистраторе фиксируют нуль преобразователя давления 1 и стан- дарт-сигнал. После этого на короткое время (длительность расчитывается исходя из параметров электродвигателя 2 и редуктора 3) включают электродвигатель 2 на прямой ход, смещая этим золотник 4 на один шаг. При этом канал а переключается с магистрали в высокого давления на магистраль е низкого давления, в результате чего падает давление в камере К, и затвор отсека- ющего клапана 5 открывает канал, сообщающий преобразователь давления 1 с входным каналом. Преобразователь давления 1 регистрирует гидростатическое давление.

Следующая операция - перевод золот- ника еще на один шаг. Этому шагу соответствует выдвижение гидроприводом 10 прижимного рычага и перекрытие канала, сообщающего вход прибора со стволом. Так как при этом прибор прижимается к стенке скважины, что ведет к некоторому сжатию резинового башмака 6, изолирующего отверстие стока, давление во входных каналах прибора несколько повышается, что регистрируется преобразователем 1. При сохране- нии этого состояния скважинного прибора достаточное время и при условии, что пласт проницаем в результате фильтрации жидкости загерметизированного объема через глинистую корку в пласт, преобразователь 1 давления после начального повышения давления за уровень гидростатического показывает его снижение до уровня пластового давления, Если этого не произошло и давление, поднявшись в результате прижатия

прибора, остается на уровне выше гидростатического, можно полагать, что в точке испытания пласт непроницаем. Сделав такой вывод, оператор может реверсом поляр- ности питания вернуть золотник 4 гидропереключателя на один или два шага назад, вернув в исходное положение прижимную систему прибора, переставить прибор на следующую точку для исследования и начать все операции сначала, или продолжать их, если золотник 4 был возвращен на один шаг.

Передвинув золотник 4 еще на один шаг (переведя его в 4 позицию, считая за первую начальное положение этого золотника), объем Б под поршнем 7 с каналом б сообщают через канал е со сливной (низкого давления) камерой Д. При этом регистрируют преобразователем 1 измеренное давление в процессе отбора пробы в расширяющуюся камеру А - пробоприемник, и затем восстановленное давление в ней до пластового после перемещения поршня 7 до упора в конце отбора пробы. Если приток оказывается достаточно малым, что из-за долгого стояния на точке может вызвать опасность прихвата пробы, он может быть прерван, система возвращается в любой момент в исходное состояние обратным перемещением золотника 4. Многократно перемещая золотник 4 с третьей позиции на четвертую и обратно возможно произвести многократный отбор пробы из одной точки пласта без ее разгерметизации. При этом поршень 7 работает в качестве насоса, всасывая пла- стовый флюид через обратный клапан 11 в четвертой позиции золотника 4 и выталкивая его через обратный клапан 12 в ствол скважины при переходе золотника 4 из четвертой позиции в третью, При этом в точке отбора давление не поднимается выше пластового, что регистрируют преобразователем 1.

Если необходимо отобрать для анализа пробу из исследуемой точки, золотник 4 переводят в пятую, крайнюю, позицию. Для этого открывают клапан 8, сообщающий вход прибора с камерой В (пробоотборником), процесс отбора пробы также регистрируют преобразователем 1 давления.

После отбора пробы золотник 4 возвращается в исходное положение и исследования могут быть продолжены. Общее количество операций по исследованию пластов ограничиваются количеством рабочей жидкости, которая в ходе исследований перетекает из камеры Г в камеру Д.

Формула изобретения

Испытатель пластов на кабеле, содержащий корпус с выкидным отверстием, снаружи которого размещены прижимной рычаг и башмак с отверстием стока, а внутри расположены гидропереключатель, пробо- отборная камера, сообщенная каналами через гидропереключатель с отверстием стока, напорная и сливная камеры, сообщенные через гидропереключатель одна с другой, герметизирующий клапан, связанный каналами с отверстием стока и пробо- отборной камерой и преобразователь давления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за

0

счет исключения исследований в случае некачественной пакеровки и отсутствия притока, он снабжен электродвигателем, кинематически связанным с гидропереключателем, выполненным многопозиционным, обратными клапанами, один из которых установлен в отверстии стока, а другой - в выкидном отверстии, пробоотборной камерой с дифференциальным поршнем и отсекающим клапаном, сообщенным каналами с отверстием стока, преобразователем давления и гидропереключателем.

Изобретение относится к технике для геофизических исследований. Испытатель пластов на кабеле, содержащий корпус с выкидным отверстием, снаружи которого размещены прижимной рычаг 10 и башмак 6 с отверстием стока, напорная и сливная камеры, сообщенные через гидропереключатель друг с другом, герметизирующий клапан и преобразователь давления, снабжен электродвигателем, кинематически связанным с гидропереключателем, выполненным многопозиционным, с пробоотборной камерой, с дифференциальным поршнем и отсекающим клапаном, сообщенным каналами с отверстием стока, преобразователем давления и гидропереключателем. 1 ил. 00 с о 4 О