Устройство на кабеле для испытания пластов Советский патент 1992 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к геозифи че- ским исследованиям скважин методом от- бора проб пластового флюида приборами на кабеле.

Известно устройство для исследования пластов на кабеле, в котором з пробосбор- ную камеру отбивается незагрязненная проба флюида. Это возможно за счет применения откачивающего поршневого насоса и контроля за характеристикой пластовой жидкости, осуществляемого ре- зистивиметром,

Устройство содержит корпус, в котором размещена пробоотборная камера, гидравлические раздуваемые пакеры, полый шток с приводом, сообщающий межпакерное пространство с пробоотборной камерой, поршневой насос с электромеханическим приводом, перепускные клапаны, преобразователь давления и резистивиметр.

Недостатком конструкции является ненадежность гидравлически раздуваемых пакеров, подверженных действию агрессивной жидкости в скважинах повышенной глубины, в которых давление и температура усиливают это разрушающее действие.

Цель изобретения - повышение надежности в работе в скважинах повышенной глубины/

Поставленная цель достигается тем, что устройство на кабеле для испытания пластов, содержащее корпус с двумя пакерами, в котором размещены электродвигатель с гидронасосом и гидравлически соединенный с ним откачивающий механизм с системой гидролиний, запорный и нормально-запорный клапаны, сбросовую камеру и пробоотборную камеру, сообщенную с межпакерным пространством посредством полого штока, снабжено силовым узлом раскрытия пакеров и ступенчатым переходником с нажимной тарелкой, силовой узел раскрытия пакеров выполнен в виде поршневого гидроцилиндра, рабочие полости которого гидравлически соединены со сбросовой камерой и с гидронасосом, при этом пакеры выполнены нажимными, гидроцилиндр соединен непосредственно с одним из нажимных пакеров, поршень связан с другим пакером посредством полого штока, жестко соединенного своим нижним концом с нажимной тарелкой, а для сообщения межпакерного пространства с полым штоком в ступенчатом переходнике выполнены каналы..

Подпоршневая полость гидроцилиндра силового узла гидравлически связана с гидронасосом через запорный клапан, а со сбросовой камерой - через нормально закрытый клапан.

Кроме того, в устройстве, с целью повышения удобства эксплуатации за счет изменения интервала между пакерами, ступенчатый переходник и шток выполнены

составными из быстроразьемных частей.

На фиг.1 показан испытатель пластов, состоящий из корпуса 1, в котором размещены электродвигатель 2, действующий на гидронасос 3 и гидравлически связанный с

0 ним откачивающий механизм, содержащий верхний поршень А и нижний поршень 5, всасывающий клапан 6 и нагнетательный клапан 7,

Откачивающий механизм гидравличе5 ски связан с силовым узлом, состоящим из гидроцилиндра 8, выполненного в корпусе 1, и поршня 9, взаимодействующих с нажимными пакерами: верхним 10 и нижним 11. Пакеры установлены на переходнике 12, в

0 котором установлен шток 13, имеющий полость а, которая через канал в сообщается с межпакерным пространством м.

Переходник 12 изменяется по длине в зависимости от расстояния между пакерами

5 и ввинчен о ступени 14, на которых установлены пакеры 10 и 11. Шток 13 в своей нижней части имеет составную, изменяющуюся по длине часть 15. К ступеням переходника 12 поджата нажимная тарелка 16, которая

0 опирается на нижний пакер 11 и жестко связана со штоком 1 и болтовым соединением.

Надпоршневая полость н силового узла гидравлически связана со сбросовой каме5 рой с в верхней части корпуса 1, а подпор- шнеоая полость п связана со сбросовой камерой с через электромагнитный нормально закрытый клапан 17, а с гидронасосом 3 - через запорный клапан 18.

0 Откачивающий механизм снабжен датчиком 19 расхода. На гидролинии, соединяющей откачивающий механизм с межпакерным пространством, установлен датчик 20 давления, в гидролинии, соединя5 ющей межпакерное пространство с клапаном 17 и полостью П, установлен подпоршневой клапан 21 сброса. В верхней части корпуса 1 установлен компенсатор 22, а сам корпус присоединен к каротажному

0 кабелю 23, спускаемому в скважину.

Испытатель пластов работает следующим образом.

После установки испытателя на исследуемый интервал в скважине с поверхности

5 по кабелю 23 подается электроэнергия к электродвигателю 2, который приводит в действие гидравлический насос 3. Первоначально гидравлически насос 3 забирает рабочую жидкость из полости над поршнем 4 и нагнетает ее мод поршень 4 и через запорный клапан 15 под поршень 9 силового узла. Электромагнитный клапан 17 при этом закрыт. В результате этого происходит пере- мещение поршня 4 вверх до упора и затем перемещение поршня 9 относительно ци- линдра 8. Возникающее при этом усилие передается цилиндром 8 на верхний пакер 10, а поршнем 9 через шток 13 и нажимную тарелку 16 на нажимной пакер 11. который деформируясь, перекрывает исследуемый интервал в скважине. После этого создается с поверхности реверс электродвигателя 2 и гидронасоса 3, в результате чего поршень 4 перемещается вниз. Жидкость при этом не вытекает из-под поршня 9, т.к. она заперта клапаном 18 и электромагнитным клапаном 17. После полного хода поршня 4 вниз, о чем судят по датчику расхода 19, создается очередной реверс электродвигателя и т.д.

При этом происходит возвратно-посту- нательное перемещение поршня 4 и связанного с ним поршня 5 откачивающего устройства, с помощью которого через всасывающий клапан 6 и каналы айв засасывается жидкость из межпакерного пространства м через отверстия в переход- нике.12 и в штоке поршня 9 и выбрасывается через нагнетательный клапан 7 в скважину. С помощью датчика 20 давления осуществляется контроль с поверхности и запись изменения давления в межпакерном пространстве. После окончания испытания Электромагнитный клапан 17 обесточивается, жидкость сбрасывается из-под поршня 9 в сбросовую камеру с, в результате чего снимается усилие с пакеров 10 и 11 и происходит раслакеровка пласта.

Испытатель пластов перемещается на новый участок, процесс испытания повторяется. Для изменения межпакерного рассто- яния испытатель снабжен сменным переходником 12 и штоком 15 разной длины. Для замены освобождается болтовое со- единение штока 15 с тарелкой 16 и заменяются переходник 12 и шток 15.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышенной надежности пакеровки за счет применения нажимных механических пакеров в приборах на кабеле при исследовании глубоких скважин, а также удобства эксплуатации, которое возникает при необходимости замены расстояния между пакерами. что расширяет область применения испытателей. Формула изобретения 1. Устройство на кабеле для испытания пластов, содержащее корпус с двумя паке- рами, в котором размещены электродвигатель с гидронасосом и гидравлически соединенный с ним откачивающий механизм с системой гидролиний, запорный и нормально закрытый клапаны, сбросовую камеру и пробоотборную камеру, сообщенную с межпакерным пространством полого штока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе в скважинах повышенной глубины оно снабжено си- ловым узлом раскрытия пакеров и ступенчатым переходником с нажимной тарелкой, силовой узел раскрытия пакеров выполнен в виде поршневого гидроцилиндра, рабочие полости которого гидравлически соединены со сбросовой камерой и с гидро- насосом, при этом пакеры выполнены нажимными, гидроцилиндр соединен непосредственно с одним из нажимных пакеров, поршень связан с другим пакером посредством полого штока, жестко соединенного своим нижним концом с нажимной тарелкой, а для сообщения межпэкерного пространства с полым штоком в ступенчатом переходнике выполнены каналы.

2.Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем. что подпоршневая полость гидроцилиндра силового узла гидравлически связана с гидронасосом через запорный клапан, а со сбросовой камерой - через нормально закрытый клапан.

3,Устройство по п.1, отличающее- с я тем. что, с целью првышения удобства в эксплуатации путем изменения интервала между пакерами, ступенчатый переходник и шток выполнены составными из быстро- разъемных частей.

Использование:область геофизических исследований скважин. Сущность изобретения: устр-во содержит корпус 1, в котором размещены электродвигатель 2, гидронасос 3, откачивающий механизм с верхним поршнем 4 и нижним поршнем 5, всасывающий клапан 6, нагнетательный клапан 7, силовой узел в виде гидроцилиндра 8 и поршня 9. Механические пакеры 10,11 установлены на ступенях 14 переходника 12. Шток 13 имеет составную часть 15, с которой жестко связана нажимная тарелка 16. При пакеровке гидронасос 3 забирает рабочую жидкость из полости над поршнем 4 и нагнетает ее под поршень 4 и через з апорный клапан 18 под поршень 9. Электромагнитный клапан 17 при этом закрыт. Поршень 9 перемещается относительно цилиндра 8 и передает усилие через шток 13,15 на тарелку 16. связанную с пакером 11. Пакеры 10, 11 сжимаются и перекрывают скважинное пространство. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. сл с 4 СП о сл сл 16