ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТОВ И ЭЛЕКТРОКАРОТАЖА Советский патент 1971 года по МПК E21B47/06 

Изобретение относится к приборам для исследования нефтегазоносных пластов в процессе бурения скважин. Известно оборудование для испытания пластов, спускаемое на бурильных трубах, снабженное аппаратурой для автономной регистрации данных электрокаротажа. Это оборудование состоит из трубчатого корпуса, в котором размещены уравнительный и впускной каналы с клапанами; пакерной системы с пакерующими эластичными элементами; трубчатого фильтра; каротажного зонда и датчика давления, установленных в зоне фильтра; пробоотборной емкости. Регистрация данных каротажного зонда и датчиков давления осуществляется с помощью автономной регистрирующей аппаратуры, расположенной в непосредственной близости от датчиков давления и каротажного зонда. Недостатки этого оборудования заключаются в том, что инструменты необходимо спускать в скважину для испытания; операции по записям глубинных приборов можно оценить только после подъема бурильных труб в конце процесса испытания; невозможно регистрировать на поверхности данные глубинных манометров в процессе испытания пласта и данные электрокаротажа до и после вызова притока из пласта. Предлагаемое оборудование свободно от этих недостатков. Оно позволяет регистрировать на поверхности показания каротажного зонда как до вызова притока из пласта, так и после вызова без подъема бурильных труб и долота. Сравнение данных двух каротажей позволяет четко выделить интервалы проницаемой части пласта. Показания датчиков давления регистрируются на поверхности в течение всего процесса испытания пластов. Это дает возможность следить за ходом испытания и качеством технологических операций и оперативно влиять на продолжительность периодов притока и восстановления давления для обеспечения необходимых пропорций между ними. Кроме того, предлагаемое оборудование дает возможность многократно отбирать пробы с одного объекта испытания, а также испытывать несколько объектов за один рейс колонны бурильных труб в скважину, производить бурение или проработку скважины. Это достигается тем, что в предлагаемое оборудование введена гидравлическая система для управления работой пакерующих элементов и клапанов, содержащая составные силовые цилиндры, подвижная часть которых механически связана с пакерующими элементами. В трубчатом корпусе имеются приводной и циркуляционный каналы, соединяющие

верхнюю часть внутренней полости корпуса соответственно с рабочими цилиндрами пакеров и кольцевым пространством скважины; ступенчатый переключатель золотникового типа в приводном и циркуляционном каналах; подпружиненный золотниковый переключатель, состоящий из переключающей втулки в силовом и уравнительном каналах и переключающей съемной пробки в уравнительном и впускном каналах. Съемная пробка имеет в верхней части гидравлический клапан, щток которого снабжен ловильной головкой. В трубчатом корпусе размещен также пробоотборный снаряд, подвещенный на электрическом кабеле, содержащий пробоотборную емкость с датчиками давления и посадочную часть. Внутри последней установлен впускной гидравлический клапан золотникового типа, а на наружной поверхности расположены кольцевые контакты для соединения жил кабеля с каротажным зондом и датчиком давления, размещенными в фильтровой части оборудования.

На фиг. 1 показано предлагаемое оборудование, состоящее из трубчатого корпуса с пробоотборным снарядом и переключающей съемной пробкой; на фиг. 2 - пробоотборный снаряд в разрезе; на фиг. 3 - переключающая съемная пробка в разрезе; на фиг. 4 электрическая схема оборудования.

Оборудование выполнено в виде трубчатого корпуса 1, на котором размещены пакерующие элементы 2 и 5, трубчатый фильтр 4, силовые гидроцилиндры 5 и &, датчик давления 7, каротажный зонд 8. В посадочной части корпуса расположены кольцевые контакты 9, соединенные электрическими проводами 10 с датчиком давления и каротажным зондом, в трубчатом корпусе выполнены силовые каналы 11 и 12 с обратным 13 и заливочным 14 клапанами; уравнительный канал 15 с отверстием 16, выпускной 17, впускной 18 и циркуляционный 19 каналы.

В корпусе расположены ступенчатый переключатель 20 золотникового типа с циркуляционным 21 и нагнетательным 22 каналами, переключающая втулка 23 с уравнительным каналом 24 и пружина 25.

Пробоотборный снаряд 26 (см. фиг. 1, 2) содержит пробоотборную камеру 27, в которой расположены датчики давления 28 и 29, соединенные электрическими проводами 30 (являющимися продолжением электрического кабеля) с контактами 31 на посадочной части.

Внутри посадочной части находится впускной клапан золотникового типа, состоящий из двух порщней 32 и 33 со штоком 34, который входит в камеру низкого давления 35. Выще посадочной части находится силовой канал 36. Переключающая пробка 37 (см. фиг. 1, 3) имеет обратный клапан 38 с ловильной головкой, стравливающий клапан 39, впускной 40 и уравнительный 41 каналы.

Для регистрации данных электрокаротажа служит электрокаротал ная станция 42 (см. фиг. 4). Она подключена к контактам 43 контакторов 44, имеющих контакты 45 и переключатели 46, связанные с электрическим кабелем 47. На щите управления расположены кнопки 48 и 49. Регистрация показаний датчиков давления производится регистрирующим прибором 50, подключенным к контактам 51 контактора 44. Датчики давления 28, 29, расположенные в пробоотборной камере, и датчик 7 в трубчатом корпусе имеют переключающие устройства, состоящие из реле 52 с контактами 53-56, диодов 57 и сопротивлеНИИ 58.

В исходном положении для бурения, когда не спущены пробоотборный снаряд 26 и переключающая съемная пробка 37, центральный канал трубчатого корпуса открыт для свободного прохода промывочной жидкости. Циркуляционный канал 19, силовые каналы 11 и 12 и отверстие 16 перекрыты ступенчатым переключателем 20 и переключающей втулкой 23, причем переключатель удерживается в крайнем нижнем положении за счет жидкости в замкнутом силовом канале //, заполняющей его при спуске инструмента в скважину через заливочный клапан 14, а втулка - в крайнем верхнем положении под

действием пружины 25. Впускной канал 18 закрыт трубчатым фильтром 4.

Для проведения электрокаротажа и испытания пласта внутрь трубчатого корпуса спускают переключающую съемную пробку 37 и

пробоотборный снаряд 26 на кабеле. При этом съемная пробка нижними уплотнениями герметично садится в центральный канал трубчатого корпуса, а верхними - в отверстие переключающей втулки 23, которая под

действием веса пробоотборного снаряда перемещается в крайнее нижнее положение. В результате уравнительный канал 41 сообщается с уравнительным каналом 24 втулки 23 и отверстием 16 трубчатого корпуса, силовые

каналы 11 и 12 сообщаются между собой через кольцевую выточку втулки 23, а силовой канал 12 и полости силовых цилиндров 5 и 6 отсекаются от выпускного канала 17 и, следовательно, от затрубного пространства.

Пробоотборный снаряд 26 посадочной частью герметично садится в центральный канал трубчатого корпуса. При этом контакты 31, расположенные на посадочной части снаряда, сообщаются с контактами 9 трубчатого

корпуса. В исходном положении электрической схемы производится электрокаротаж зоны испытуемого пласта при подъеме бурильных труб на длину квадрата. Затем фильтр устанавливают против зоны

испытания и проводят испытание пласта. Для этого на верхнюю часть колонны бурильных труб надевают головку, которая позволяет прокачивать жидкость при герметизации кабеля с помощью сальникового уплотнения, и

пенчатый переключатель 20 перемещается в верхнее крайнее положение. Циркуляционный канал 21 переключателя 20 сообщается с циркуляционным каналом 19 трубчатого корпуса, обеспечивая циркуляцию жидкости. Нагнетательный канал 22 сообщается через обратный клапан 13 с силовыми каналами // и 12, по которым жидкость поступает в полости силовых цилиндров 5 и 6, создавая в них избыточное давление, в результате чего пакерующие элементы 2 и 3 сжимаются и изолируют зону фильтра от остальной части скважины.

Трубчатый фильтр 4, перемещаясь в верхнее положение, открывает впускной канал 18. При увеличении давления прокачки открывается впускной клапан пробоотборного снаряда. Открытое положение клапана соответствует нижнему положению поршней 32 и 33. При открытии впускного клапана жидкость из замкнутого пространства между пробоотборным снарядом 26 и пробкой 37 стравливается через клапан 39.

Во время испытания в цепь электрического кабеля подключаются датчики давления 7,28 и 29, для чего нажатием кнопок 48 включают контакторы 44. При срабатывании контакторов переключатель 46 соединяет контакты 45 и 51, и напряжение с регистрирующего прибора датчиков через контакты 45 и 51 по электрическому кабелю 47 через диоды 57 и сопротивления 58 подается на реле 52. Реле срабатывают, и их контакты 55, 56 разрывают цепь питания каротажного зонда 8, а через контакты 53, 54 напряжение подается на датчики давления 28, 29, 7. По этой же линии информация с датчиков давления поступает на регистрирующий прибор 50.

Приток пластовой жидкости, заполняющей пробоотборную камеру 27, осуществляется через щели фильтра 4, впускной канал 18 корпуса, кольцевое пространство между пробкой 37 и трубчатым корпусом, впускной канал 40 пробки 37, клапан 38, кольцевое пространство между поршнями 32, 33 (при ни кнем их положении).

Для закрытия впускного клапана пробоотборного снаряда прокачку промывочной жидкости прекращают. При этом избыточное давление гидравлических камер силовых цилиндров 5 и 6 действует на кольцевую площадь камеры, образованной ступенчатой втулкой 20 и трубчатым корпусом, и ступенчатая втулка перемещается в нижнее положение. Циркуляционный канал 19 закрывается, и открывается сообщение по каналу 15, давление на поршни 32 и 33 сверху и снизу выравнивается, но в результате перепада давлений на площадь штока 34 поршни перемещаются в крайнее верхнее положение. Приточные каналы таким образом разобщаются, и впускной клапан оказывается закрытым. После этого пробоотборный снаряд на кабеле извлекается на поверхность для опорожнения. Во время транспортировки пробоотборного

снаряда испытуемая зона остается изолированной пакерующими элементами, поскольку пробка 37 с обратным клапаном и золотниковый переключатель 20 под действием разности гидростатического давления внутри бурильных труб и давления в фильтровой зоне остаются в крайнем нижнем положении, обеспечивая герметичность всех каналов при избыточном давлении гидравлической системы

пакерующих элементов благодаря наличию обратного клапана 13. Поэтому испытание пласта может быть проведено многократно путем спуска пробоотборного снаряда.

При последнем спуске снаряда может быть

произведен повторный кароталч. Для этого, прекратив циркуляцию и закрыв таким образом впускной клапан пробоотборного снаряда 26, приподнимают последний вместе с пробкой 37 за ловильную головку клапана 5S,

для чего при последнем спуске снаряда его нижний конец снабжают зацепом. Открытие клапана 55 обеспечивает выравнивание давления и легкое снятие пробки. При поднятии пробки 37 пружина 25 возвращает переключающую втулку 23 в верхнее крайнее полол ение. Вследствие этого избыточное давление в камерах силовых цилиндров 5 и и канале 12 стравливается через кольцевую выточку втулки 23 и отверстие 17 в затрубное

пространство, и пакерующие элементы 2 и 3 разжимаются. Затем пробоотборный снаряд снова сажают в центральный канал трубчатого корпуса. Нажатием кнопок 49 приводят схему в исходное положение, при котором

производится электрокаротаж. После проведения повторного каротажа пробоотборный снаряд и пробку извлекают на поверхность.

Предмет изобретения

Оборудование для испытания пластов и электрокаротажа, состоящее из трубчатого корпуса, в котором размещены уравнительный и впускной каналы с клапанами, пакерной системы с пакерующими эластичными элементами, трубчатого фильтра, каротажного зонда и датчика давления, установленных в зоне фильтра, и пробоотборной емкости, отличающееся тем, что, с целью повышения

надежности и ускорения испытания пластов, оно содержит два составных силовых гидравлических цилиндра, подвижная часть каждого из которых механически связана с пакерующим элементом, приводной и циркуляционный каналы в теле трзбчатого корпуса, соединяющие верхнюю часть внутренней полости корпуса соответственно с рабочими гидравлическими цилиндрами и кольцевым пространством скважины, ступенчатый переключатель золотникового типа в приводном и циркуляционном каналах, подпружиненный золотниковый переключатель, состоящий из переключающей втулки в силовом и уравнительном каналах и переключающей съемной

причем пробка имеет в верхней части гидравлический клапан, шток которого в верхней части имеет ловильную головку, пробоотборный снаряд, подвешенный на электрическом кабеле, состоящий из пробоотборной емкости с датчиками давления и посадочной части,

внутри которой установлен впускной гидравлический клапан золотникового типа, а на наружной поверхности размеш;ены кольцевые контакты для электрического соединения жил кабеля с каротажным зондом и датчиком давления.

26

20

76

28

Риг 2

37li

J J

S3

SI

o

1

a Ж

y.7

10