Опробователь пластов Советский патент 1992 года по МПК E21B49/08 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано в устройствах для отбора проб и гидродинамических исследований пластов.

Известно устройство для гидродинамических исследований пластов, содержащее герметизирующий башмак, датчик давления, измерительную камеру с телескопическим поршнем, пробосборник, входной и выходной клапана, установленные на тяге привода. Устройство прижимается герметизирующим башмаком к стенке скважины, перемещается тяга с клапанами, разобщая при этом пробосборник от пробоприемни- ка и одновременно сообщая пробоприем- ник со сточным отверстием башмака. Изменение давления в пробоприемнике при перемещении телескопического поршня регистрируется датчиком давления в ви- де диаграмм, по которым судят о гидродинамических параметрах пласта. После окончания измерения реверсом привода тяга возвращается в исходное положение, отобранная проба через выходной клапан переводится в пробосборник. Дальнейшие измерения на других точках проводятся путем разгерметизации башмака и перестановки устройства.

Известен также опробователь пластов, содержащий корпус, в котором расположена контрольная камера с каналом притока и разрушитель глинистой корки со впускным клапаном, пробосборник с запорным элементом. На корпусе расположен герме- тизирующий башмак с каналом, сообщаемым с каналом притока. После прижатия устройства к стенке скважины башмаком производят срыв глинистой корки, в результате чего проба попадает в измерительную каме- ру. При это производится измерение, а при необходимости откачка пробы из измерительной камеры в ствол скважины и отбор пробы в пробосборник.

Недостатком устройства является то, что в случае негерметичного прижатия башмака к стенке скважины из-за наличия в стволе скважины каверн, неровностей и др. причин, в измерительную камеру попадает буровой раствор из ствола скважины и откачка при этом будет непроизводительной тратой энергии, а стабильные показания состава, регистрируемые датчиком, могут исказить данные о насыщенности пласта, характеризуемые в зависимости от типа бурового раствора водоносным вместо продуктивных и, наоборот, продуктивным вместо водоносных. Кроме этого отбор пробы в пробосборник приведет к лишним спускоподъемным операциям для освобождения пробосборнмка.

Целью изобретения является повышение эффективности опробования за счет исключения попадания бурового раствора р испытательную камеру.

Для этого опробователь пластов снабжен дополнительным запорным органом, установленным в контрольной камере. В корпусе выполнена испытательная камера, размещенная между контрольной камерой и пробосборником, Дополнительный запорный орган выполнен в виде дифференциальной втулки, установленной в нижней части контрольной камеры, и герметизирующих поясков, размещенных на тяге в нижней и верхней частях контрольной камеры. Запорный орган пробосборника камеры выполнен в виде герметизирующего пояска, размещенного на нижнем конце тяги дополнительного запорного орглна, Полость контрольной камеры под малой ступенью дифференциальной отулки и над герметизирующим пояском, расположенным в верхней части контрольной камеры, связана с зэтрубным пространством, а тяга связана с приводом

I )а фиг 1 показан общий вид устройства; на фиг 2 - результаты опробования отдельных участков пласта с различными фильтрационными свойствами и условиями опробования, когда датчик давления установлен в контрольной камере.

Устройство содержит герметизирующий башмак 1, разрушитель 2 глинистой корки, дифференциальную втулку 3 и тягу 4 с герметизирующими поясками 5, 6, 7, установленные в корпусе 8 опробователя, внутренняя полость которого каналами А, Б и В сообщена со скважиной и разделена герметизирующими поясками 5, 6, 7 на 3 камеры различных объемов. Нижняя с наибольшим объемом образует пробосборник 9, между поясками б и 7 - испытательную камеру 10 и между поясками 5 и 6, включая канал В и сточное отверстие башмака 1 образует контрольную камеру 11, где в ступенчатой полости, обращенной большим сечением вверх, установлена дифференциальная втулка 3, сопряженная с герметизирующим пояском б на тяге 4.

Кроме этого, в контрольной и испытательной камерах имеются места 12 и 13 для установки датчика давления 14,

Опробователь работает следующим образом. При спуске опробователя в скважину гидростатическое давление, действуя на верхний торец дифференциальной втулки 3, перемещает ее в нижнее крайнее положение. В интервале исследования устройство

прижимается герметизирующим башмаком 1 к стенке скважины, разрушителем 2 срезается глинистая корка, а также тяга 4 с уплотнительными поясами перемещается на длину и занимает нижнее конечное положение, как показано на фиг, 1. При этом поясок 5 тяги разобщает канал А от контрольной камеры 11, поясок 6 перемещается в нижнюю часть полой дифференциальной втулки 3 и поясок 7, уплотняя сужение в корпусе 8, разобщает пробосборник 9 от испытательной камеры 10. В случае надежной герметизации исследуемого участка башмаком 1 и наличии коллектора, согласно закона сообщающихся сосудов давление в контрольной камере 11 падает до величины страгивания дифференциальной втулки 3. При этом под действием гидростатического давления через канал Б дифференциальный поршень 3 перемещается вверх. Жидкость из контрольной камеры 11 через вскрытый разрушителем 2 участок фильтруется в пласт. После хода дифференциальной втулки 3 на длину La, нижний торец втулки 3 сходит с пояска 6. В результате чего открывается клапан и проба поступает в испытательную камеру 11. Отбор пробы может производиться до восстановления пластового давления. Для повторного отбора пробы реверсом привода тяга 4 перемещается в обратном направлении на длину с тем, чтобы ввести поясок 6 во втулку 8 и выдвинуть поясок 7 из сужения корпуса 8. Тем самым проба переводится из испытательной камеры в пробосборник 9. После чего тяга 4 снова передвигается в прежнее положение и отбор повторяется. После окончания исследования механизмы возвращаются в исходное положение.

При этом тяга 4 перемещается вверх на длину LI и канал А сообщается с контрольной камерой 11, где давление выравнивается со скважинным и дифференциальная втулка 3 опускается вниз, разгерметизируется башмак и исследования могут быть проведены на других участках с перестановкой устройства. Запись диаграммы давления при отборе пробы до восстановления пластового давления приведена на фиг.2а. Если окажется, что фильтрационные свойства на этом участке пласта низкие и опробование бесперспективное, то испытания прекращаются в момент времени гз(фиг.2б). Если за время, допустимое в технологическом отношении скважины, дифференциальная втулка 3 не переместится на длину La, то клапан не откроется и опробования могут быть прекращены. При этом по падению давления в сточном отверстии до уровня мультиплицирования дифференциальной втулкой 3 качественно устанавливается, что участок пласта с низкими коллекторски- ми свойствами и устройство переставляется на новую точку (фиг.2в).

Кроме этого, в случае, если исследуемый участок неколлектор, либо не обеспечивается надежная герметизация башмаком

0 из-за наличия в стволе скважины каверн, неровностей и др. причин, давление в контрольной камере 11 не изменяется. В результате чего дифференциальная втулка 3 не передвигается, а остается в нижнем поло5 жении и клапан испытательной камеры 10 не откроется (фиг.2г). При этом устройство также переставляется на новую точку. В случае установки датчика в испытательной камере для специальных замеров, например,

0 для оценки состава пробы при переводе пробы в пробосборник, если входной клапан не откроется, то показания датчика будут стабильными и участок оценивается неперспективным для опробования и уст5 ройство переставляется на новую точку.

Формула изобретения Опробователь пластов, содержащий привод, корпус с контрольной камерой с

0 каналом притока и разрушителем глинистой корки в нем, пробосборник с запорным элементом и размещенный на корпусе герметизированный башмак с каналом, сообщенным с каналом притока, отличаю 5 щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности опробования за счет исключения попадания бурового раствора в испытательную камеру, он снабжен дополнительным запорным органом, установлен0 ным в контрольной камере, а корпус выполнен с испытательной камерой, размещенной между последней и пробосборни- ком, при этом дополнительный запорный орган выполнен в виде дифференциальной

5 втулки, установленной в нижней части контрольной камеры и герметизирующих поясков, размещенных на тяге в нижней и верхней частях контрольной камеры, а запорный орган пробосборника камеры вы0 полней в виде герметизирующего пояска, размещенного на нижнем конце тяги дополнительного запорного органа, причем полость контрольной камеры под малой ступенью дифференциальной втулки и над

5 герметизирующим пояском, расположенным в верхней части контрольной камеры, связана с затрубным пространством, а тяга связана с приводом.

Ф«г.8

Использование: при геофизических и гидродинамических исследованиях пластов с целью повышения эффективности опробования за счет исключения попадания бурового раствора в испытательную камеру. Сущность изобретения: устройство содержит дополнительный запорный орган в виде дифференциальной втулки 3, установленной в нижней части контрольной камеры 11. Сердечник тяги 4 имеет герметизирующие пояски 5, 6, 7. которые делят внутреннюю полость устройства на контрольную 11, испытательную 10 и пробосборную 9, отбор происходит через канал В и заполнение испытательной камеры 10. При перемещении тяги 4 происходит смещение герметизирующих поясков 5, 6, 7 и перевод пробы из испытательной камеры 10 в пробосборную 9. Далее тяга возвращается в прежнее положение и отбор повторяется. 2 ил. W Ј VJ О СО Оч о Фие.1