Опробователь пластов на каротажаном кабеле Советский патент 1977 года по МПК E21B49/08 G01V9/00 

1

Изобретение относится к области геофизических методов исследования нефтяных, газовых и гидрогеологических скважин, а именно, к устройствам для отбора проб пластового флюида.

Известны опробователи пластов, снабженные устройствами для многократного опробования пласта за один спуск прибора в скважину, которые имеют два баллона 1.

Однако такие устройства не обеспечивают возможность подстыковки нескольких баллонов, и отбор проб производится в один баллон. В связи с этим многократность срабатывания устройства возможна только при отсутствии притока из пласта, т. е. при опробовании, например, шести точек, пять из них должны быть бесприточными.

Известны опробователи пластов, оснащенные устройством для многократного взятия проб из пласта, состоящим из корпуса штока, на котором находится ряд поршней, образующих с корпусом ряд приемных камер, силового поршня и храпового механизма .

Данное устройство не обеспечивает получения чистой пробы пластового флюида при использовании его в пакерных опробователях пластов, так как в этом случае проба содержит скважинную жидкость из межпакерного пространства, что существенно затрудняет определение характера насыщающего пласт

флюида, а храповый механизм недостаточно надежен, так как испытывает во время переключений большие динамические нагрузки. При этом устройство обладает большой габаритной длиной, необходимой для обеснечения достаточной глубинности исследования (увеличение длины либо числа камер ведет к утроенному увеличению габаритной длины устройства).

Для повышения эффективности исследования в предлагаемом опробователе пластов на каротажном кабеле силовой поршень соединен с полым штоком, набранным из последовательно соединенных секций, а на шток в

каждом баллоне насажены гильзы, снабженные устройством для преобразования возвратно-поступательного движения штока в поступательное движение гильзы, например подпружиненными клиньями, шток и гильзы размещены концентрично и снабжены радиальными отверстиями.

Опробователь пластов на каротажном кабеле схематически изображен на чертеже.

Опробователь состоит из корпуса 1, насоса 2, пакеров 3, датчика давления 4, управляемых клапанов 5, 6 и 7, силового поршня 8 с пружиной 9 и с полым штоком 10, соединенным со штоками И, верхнего баллона 12, промежуточных баллонов 13 и нижнего продувочиого баллона 14 с гильзами 15 н 16 и подпружиненными клиньями 17 и 18.

Штоки 11 снабжены уплотнительными кольцами 19 и радиальными каналами А, а гильзы 15, 16 - каналами Б, причем расстояние от радиальных каналов до нижнего торща на штоках больше (или меньше) расстояния от радиальных каналов до нижнего торца на гильзах.

Таким образом, если в первом промежуточном баллоне отверстия в трубе и в гильзе совмещены, то во втором они будут сдвинуты на величину хода поршня, в третьем на два хода и т. д., т. е. величина относительного смеш,ения отверстий в трубках и гильзах между собой равна (п-2) ходов поришя, где п - число баллонов. Нижний баллон 14 имеет сужение В для разобш,ения канала и Г и полости Д при нижнем положении поршня 8.

Принцип работы устройства заключается в следуюш,ем.

В исходном положении клапан 5 открыт, клапаны 6 и 7 закрыты. Отверстия Ai на штоке 11 в первом промежуточном баллоне 13 совмещено с отверстием Ei на гильзе 16.

При спуске прибора полости и Ж заполняются жидкостью под гидростатическим давлением. Силовой поршень 8 под действием пружины 9 находится в верхнем положении. На заданном интервале насос включают на закачку жидкости в пакеры 3 через клапан 5. Пакеры раздуваются и герметизируют интервал опробования. При этом силовой поршень 8 под действием увеличивающегося давления в полости Е движется вниз и соединенные с ним штоки 11, двигаясь также вниз, входят нижним концом в сужение В нижнего (продувочного) баллона. При этом гильзы 15 и 16 под действием клиньев 18 движутся также вниз, и таким образом отверстия AI и i остаются совмещенными.

По окончании пакеровки клапан 5 закрывают, клапан 6 открывают и насос 2 реверсируют. Происходит откачка скважинной жидкости из межпакерного пространства в скважину. Датчик 4 показывает давление в межпакерном пространстве во время откачки.

По окончании откачки насос 2 останавливают, клапан 6 закрывают, клапан 7 открывают. Проба из межпакерного пространства через клапан 7 по каналам Г, Ai и i поступает в первый промежуточный баллон 13. Датчик 4 дает на поверхность информацию о давлении в межпакерном пространстве.

По окончании отбора клапан 7 закрывают

и клапаны 5 и 6 открывают. Давление под пакерами 3 и в полости Е снижается до гидростатического, и поршень 8 под действием пружины 9 движется вверх. Вместе с ним движутся штоки И. При этом гильзы 16, застопоренные клиньями 17, остаются на месте, отверстия AI отходят от отверстий Bi, нижний конец штока, 11 выходит из сужения В в продувочном баллоне 14, и проба, оставшаяся в канале Г сливается в баллон 14, далее совмещаются отверстия А2 и EZ. В таком положении опробователь переставляется на новый интервал. В дальнейшем цикл повторяется и по окончании опробования оказываются совмещенными отверстия Лз и БЗ и так п раз по

количеству баллонов.

Наличие в опробователе нескольких баллонов, позволяющих на каждом интервале брать пробу в отдельный баллон, повышает эффективность исследования. При этом количество состыкованных последовательно баллонов устанавливается по желанию оператора.

Формула изобретения

Опробователь пластов на каротажном кабеле, содержащий корпус, привод, пакеры, клапаны, силовой поршень и баллоны для проб, состыкованные последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения

эффективности исследований, силовой поршень соединен с полым штоком, набранным из последовательно соединенных секций, проходящим через баллоны, а на шток в каждом баллоне насажены гильзы, снабженные

устройством для преобразования возвратнопоступательного движения штока в поступательное движение гильзы, например подпружиненными клиньями, при этом шток и гильзы размещены концентрично и снабжены радиальными отверстиями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 273111, кл. Е 21В 49/00, опублик. 1970.

2. Патент США № 3577781, кл. 73-152, опублик. 1971.