УСТРОЙСТВО для НЕПРЕРЫВНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТБОРА ШЛАМА ПРИ ГАЗОВОМ КАРОТАЖЕ СКВАЖИН Советский патент 1970 года по МПК E21B47/00 G01N15/02 E21B49/00 E21B49/08 

Известно устройство для непрерывного автоматического отбора шлама при газовом каротаже скважин, содержащее блок подачи пульпы из желоба скважины, в состав которого входят бункерная головка, конусный раструб и направляющая труба, блок накопления шлама, включающий накопительную камеру, внутри которой находится заслонка с электромагнитным приводом и магазин кассет, автоматически поворачиваемый электромотором для последовательного накопления шлама в приемных кассетах.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматический отбор порций шлама с привязкой их к истинным глубинам и минимальными потерями пластового флюида. Оно отличается тем, что блок отбора шлама содержит шламосортирующую колонку в виде цилиндра, разделенного на секции фильтрующими решетками с последовательно уменьшающимися нереходными сечениями. Блок накопления шлама содержит сетчатые контейнеры габаритных фракций шлама с последовательно уменьшающимися проходными сечениями сеток. Каждый контейнер соединен с соответствующей секцией шламосортирующей колоики штуцером, снабженным заслонкой с электромагнитным приводом. Контейнеры снабжены успокоителями потока пульпы и устройствами для маркировки порций шлама.

Блок накопления шлама содержит узел динамической седиментации твердой фазы в виде вертикального расширяющегося кверху конуса, внутри которого на различных высотах установлены пробоотборные стаканы.

Па чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из блока / частичного отбора пульпы из устья сквал ины, блока //

непрерывного отбора и последовательного накопления раздельных габаритных фракций шлама п блока /// последовательного накопления фильтрующихся фракций щлама.

Блок / для отбора части пульны (бурового

раствора вместе со шламом) из устья скважины без контакта с воздухом и подачи ее с постоянной объемной скоростью в блок // отбора шлама. Блок / включает пульпоприемный конический раструб /, сочлененный с ним

трубопровод 2 и центробежный насос 5 для иодачи пульпы в блок //. Раструб / помещен на дно желоба неносредственно на устье скважины.

Блок // для непрерывного отбора и последовательного накопления раздельных габаритных фракций шла.ма п поинтервальной маркировки порций шлама по сигналам истинных глубин состоит из шла1 госортирук)щей колонки 4, контейнеров 5-7 габаритных

ского перекрытия контейнеров и устройства 9 для поинтервальной маркировки порций отдельных фракций шлама.

Шламосортирующая колонка 4 состоит из цилиндрического, герметизированного корпуса, 5 разделенного на сообщающиеся сортирующие секции 10-13 с помощью кольцевых фильтрующих рещеток 14, гребенчатых вращающихся рещеток 15, смонтированных на общем валу 16, и турбины 17, приводимой в движе- 10 ние струей пульиы, иоступающей в колонку, или электродвигателя с редуктором для нривода вала 16. Каждый из контейнеров 5-7 габаритных фракций щлама выполнен в влде разборного двухстворчатого цилиндрического 15 сетчатого стакана с ироходными отверстиями, обеспечивающими задержание частиц фракции и:лама, отбираемой в данном контейнере. Для успокоения потока нульиы и обеспечения иоследовательного складирования частиц 20 щлама в каждом контейиере смонтирован профилированный успокоитель 17а потока пульпы. Каждое устройство 8 состоит из заслонки 18, смонтированной в проходном отверстии щламовыдающего щтуцера 19 с элек- 25 тромагнитным приводом 20, срабатываЕощим по сигиалам командного устройства.

Устройство 9 для поинтервальной маркировки иорций габаритных фракций шлама состоит из контейнера маркированных инди- 30 каторов и дозаторов 21 с электромагнитным затвором 22, сбрасываюихим индикатор в соответствующий контейнер габаритных фракций шлама по сигналу истинных глубин, поступающему от соответствующего устройства авто- 35 матической газокаротажной станции. Блок /// для последовательного накопления фильтрующихся фракций шлама представляет собой конус динамической седиментации, состоящий из конуса 23, и встроенных в него пробоот- 40 борных стаканов 24 подогревательными элементами 25.

Работает устройство следующим образом.

Пульиа, выходящая на устье скважины, захватывается коническим раструбом 1 и бла- 45 годаря создаваемому в нем скоростному напору транспортируется к центробежному насосу 3. Далее пульпа поступает по соединительному щлангу в корпус щламосортирующей колонки 4 через полост1 турбины 17, приводя 50 во вал 16 с гребенчатыми решетками. Концы гребней, проходя в кольцевых отверстиях фильтрующих рещеток 14, очищают решетки и поддерживают их в рабочем состоянии.55

При ирохожденни пульпы по шламосортируюп;ей колонке фильтрующие рещетки иоочередио отделяЕОт каждую заданную габаритную фракцию шлама так, что в каждой секции накапливаются иорций заданной фракции 60 щлама. Поэтому в секции 11 концентрируются частицы шлама с лш, в секции 12 - с а 3,5-4,5 МЛ1 и в секции 13 - с а 3 мм. екция 10 не является сортирующей. Она редназначена для предварительного обога- 65

щения поступающей пульпы и компенсацнп ее переменных расходов в отдельных частях устройства, возиикаюии1х по мере заполнения фракциями щлама сетчатых стаканов. Таким образом, эта секция выполняет роль гидравлического демпфера, стравливающего избытки жидкой фазы, не содержащей представительных частиц шлама. Фнльтруюп.1,ая решетка 14 между секциями 10 и // имеет проходные отверстия мииимальных размеров и конструктивно расиоложена в тыловой части потока пульпы, поступающего в колонку. Так как пульпа циркулирует через эту рещетку против движения иотока пульиы, то в полости смежной секции 11 возиикает гидродииамический процесс ирямоточной сеиарации твердой фазы, направленный обратно направлению входа пульиы L5 рещетку 14. В связи с этим в секцию 10 поступают вместе с буровым раствором только мелкие, не сепарирующиеся, взвеси с малым ииерциоииым моментом поступательного движения.

В рабочий момент фракционной сортировки щлама в секциях шламосортирующей колонки заслонка 18 щламовыдающего щтуцера 19 открыта, а заслонкн шламовыдающих щтуцеров, соединяющих секци // и 12с контейнерами 5 и 6, закрыть. Этим обеспечивается циркуляция всего объема обогащеиной пульпы через все три фильтрующие секции и фракционная сортировка всего шлама, поступающего в колоику 4. Фракции шлама в секциях 11 и 12, отделенных от контейнеров 5 и 6 закрытыми заслонками, иостепенно иакаиливаются в полостях секций. Для последуюил,ей эвакуации задержанных фракций в контейнеры 5 и 6 заслонки, закрывающие вход в эти контейнеры, периодически открываются на 1,5-2 сек, и накопленные иорций шлама сбрасываются в контейнеры. Электромагнитный привод 20, управляющий этими заслонками, включается командным устройством но заданной программе времени или сигналам истинных глубин, ностунающим от автоматической газокаротажной станции. Фракции шлама, выделяемые в секциях шламосортирующей колонки, нри их транспортировке вместе с буровым раствором в контейнеры встречаются уснокоителями 17а потока иульиы, благодаря чему порции фракций щлама ио мере иостуилеиия осаждаются на дно сетчатого стакана контейнера. Через онределенные интервалы глубии скважины ио сигналам истинных глубин, иостуиающих из газокаротажной станции отдельио для каждой габаритной фракции щлама, срабатывает электромагнитный иривод дозатора 21 соответствуюи 1,его коитейнера, и в коитейнер сбрасывается маркированный индикатор, ио которому отобранная иорция шлама иривязывается к онределеиному интервалу истинных глубин. Мелкие фильтрующиеся частицы щлама отбираются в конусе 23 динамической седиментации, куда поступает буровой раствор, прошедший через сетчатые стаканы контейнеров стравленный через секцию 10 шламосортиующей колонки. В конусе 23 буровой раствор еремещается снизу вверх от узкой к широэй стороне внутренней полости конуса. 1елкне частицы шлама по мере увеличения роходпого сечения канала и снижения скоости напора теряют свой момент поступа:зльного движения и начинают отставать от :идкой фазы, откладываясь в нробоотборные гакаиы 24. Стаканы встроены в конус на азных высотах, поэтому седимептирующиеся астпцы шлама автоматически сортируются о фракциям, т. е. в стаканы, расположенные нижней части конуса, выпадают более круные частицы, а в стаканы верхней части коуса - более мелкие. Выбрав необходимый гол конуса и расположив пробоотборные гаканы в несколько ярусов, можно обесненть отбор необходимого количества мелких факипй шлама. В пробоотборные стаканы строены подогревательные элементы 25, созающпе непрерывное конвекционное движеие пульпы в пробоотборных стаканах. Это сключает возможность застудевания нульпы пробоотборных стаканах при выключении 1ламоотборника и обеспечивает работу при язких буровых растворах. П1зедмет изобретения 1. Устройство для непрерывного автоматиеского отбора шлама при газовом каротаже кважин, состоящее из блока отбора шлама, лока накопления шлама и блока отбора ульпы, обеспечивающего отбор части пульпы 3 желоба п принудительную подачу ее с нотояппой скоростью в блок отбора шлама, тличающееся тем, что, с целью последоваельного автоматического разделения и наопления шлама по габаритным фракциям. объемная скорость перемещения которых в затрубном пространстве скважины относительно бурового раствора постоянна для данной фракции, блок отбора шлама содержит шламосортируюшую колонку в виде цилиндра, разделенного на секции с помощью фильтрующих решеток с последовательно уменьшающимися переходными сечениями, а блок накопления шлама содержит ряд сетчатых контейнеров габаритных фракций шлама с последовательно уменьшающимися проходными сечениями сеток, каждый из которых соединен с соответствующей секцией щламосортирующей колонки с помощью штуцера, снабженного заслонкой с электромагнитным приводом, обеспечивающей сброс накопленных порций шлама по сигналу от командного устройства газокаротажной станции. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью привязки отобранных габаритных фракций шлама к соответствующим интервалам глубины скважины, контейнеры снабжены успокоителями потока пульпы, обеспечивающими последовательное отложение порций частиц шлама фракции в контейнере, и устройствами для маркировки порций шлама, состоящими из хранилища маркированных индикаторов с электромагнитным затвором, сбрасывающим маркированный индикатор в контейнер через заданный интервал истинных глубин. 3.Устройство но пп. I и 2, отличающееся тем, что, с целью последовательного отбора мелких габаритных фракций шлама, блок накопления шлама содержит узел динамической седиментации твердой фазы, выполненный в виде вертикального расширяющегося кверху конуса, внутри которого на различных высотах установлены пробоотборные стаканы.

22

, S П it