Скважинный дистанционный измеритель параметров пластовых жидкостей Советский патент 1979 года по МПК E21B47/06 

. I. Изобретение относится к области про мыспово-геофизических исследований в скваясинах, а именно к приборам, преднаэ наченным для определения газонасыщеннос те и коэффициента объемной упругости газожидкостной среды непосредственно в скважине, отбора пробы, герметизации и выноса на поверхность для изучения ее физико-химических свойств. Известен пробоотборник, в котором про изводят отбор пробы в скважине и опре деление в лабораторных услови$п: ее физико-химических свойств, в том числе давления насыщения и коэффициента сжимаемости газр;кидкостной среды отобранной проб| 1 l. Проба, поднятая на поверхность, попадает в условия, отличные от скважинных, и в ней прежде всего Изменяются физикохимические свойства. Чтобы этого не происходило, необходимо приблиа1ть условия пребывания пробы в лаборатории к условиям пребывания ее в скважине. Все это усложняет процесс исследования и требует дополнительных экономических затрат. Известен также прибор для забойного определения давления насыщения и; коэф- фициента сжимаемости пластовой нефти, включающий пробортборную камеру переменного объема, соединённую с глубинным манометром, и гидравлическое реле, управляющее отбором, изоляцией и изменением объема пробы 2. Этот прибор относится к классу пробоотборников всасывающего типа с автономным приводом-, выполненным в виде гидравлического реле, причем пробоотборная емкость предварительно заполняется (перед спуском прибора в скважину) водой. Недостатком этого прибора является многофункциональная зависимрсть скорости перемещения поршня гидравлического реле от различных факторов, прибор Не гарантирует открытия клапана синхронно с моментом спуска прибора в зону отбора пробы. Чтобы исключить случаи преждевре.36 меиного открытия клапана, время срабаты вания гидравлического реле, а следователь . время бткрытия входного окна пробопр нем ной камеры выбирается значительно большим по сравнению с временем, необходимым для спуска йр«б© а-«-интер аяотбора пробы, что естественно приводит к экономически нецелесообразному увеличению времени на проведение исследований в скважине. Целью изобретения является упрощение конструкции и повьгшение надежности герметизации пробы. Это достигается тем, что манометр установлен на верхнем клапане, который снабжен штоком, жестко евязанным.с нижним клапаном.. На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого скважинного дкстаншоннргр измерителя положение узлов, предшествующее герметизации пробы; на фиг. 2 - то же, положение узлов измерения после окончания герметизации и изме нения объема пробы... Измеритель содержит кабель 1, дистан ционно утфавляющий блок, состоящий из к меры 2, клапана 3, маслонаполненной камеры 4 и поршня 5, гермовводы 6, диотанционный манометр 7, одновременно яв ляющийся верхним клапаном и состоящий иэ датчика давления 8 и электронного блока 9 преобразования давления в выход ной сигнал; пробоотборную камеру 10 с верхним 11 и нижним 12 промывочными окнами, шток 13 и нижний клапан 14 с устройством 15 для отбора пробы. Измеритель опускается в скважину на кабеле 1 в положение, показанном на фиг 1. Восходящий поток газожидкостной сме си проходит через нижнее промывочное окно 12, полость пробоотборной камеры 10 и верхнее промывочное окно 11, Кольцевой зазор между поверхностями внутренней полости пробоотборной камеры 10 и нижнего клапана 14 обеспечивает достаточно хорошую промывку камеры. С помошью дастанционного манометра 7 на поверхности регистрируется изменение гищ)остатическогч давления столба жидкости, чем обеспечивается контроль за спуском пробоотборника в.скважину. Клапан 3 , давление в камере 2 близко к атмосферному. Давление в каме ре 4, заполненной маслом, определзается боотношением площадей поршня 5, опреде 934 яемых по уплотняемым диаметром Д 1 Д 2: ) де Р - давление в камере 4; Р - гидростатическое давление скважинной жидкости, проникающей через отверстия в корпусе измерителя. Отношение площадей, определяемых по ормуле (1), выбирается равным: . Pf ТО необходимо для улучшения работы лапана 3.. Состояние манометра 7 определяется соотношением действующих на него сверху и снизу сил: P(-Dl--Dl P -lul,(ЗУ где li.iDyDj - уплотняемые диаметры, перемещающие его вверх до упора. При достижении заданного интервала по кабелю 1 передается сигнал, и клапан 3 открывается. Давление в камере 4 падает и поршень 5 перемещается вверх. При разгерметизации нижнего уплотнительного кольца пррш- ня 5 эффективное значение площади мано eтpa 7, на которую действует гидростатическое давление, возрастает и манометр под действием результирующей силы F, вы-, раженной следуюнгим уравнением: F P, )-(4V вместе со сштоком 13 н клапаном 14 движется вниз. При входе уплотнительных колец манометра 7 и клапана 14 в посадочные места пробоотборной камеры 10 проба, закл оченная в камере между верхним и нижним клапанами, изолируется. При дальнейшем движении манометра вниз иэ-за разности поперечных сечений верхнего и нижнего клапанов (у нижнего клапана сечение больше, чем у верхнего) объем пробы увеличивается на вполне определенную величину:(,.(5) где } - величина хода Манометра после герметизации пробы; Dg - уплотняемый диаметр нижнего клапана. Давление в &амере 10 изменяется в той или иной степени в зависимости от коэффициента объемной ynpyi-остй газожидкостной смеси отобранной пробы. Информация о давлении с помощью блока 9 передается по кабепю 1 на вход наземно панели. Коэффициент объемной упругости р определяется по формуле /vV t -vTp где V - объем пробы в камере; uV - увеличение объема пробы; лР - исвленение давления в камере. По характеру изменения давления в пр боотборной камере одновременно осуществляется контроль за качеством и законченностью процесса герметизации пробы. Таким образон конструктивное исполнение верхнего клапана в пробоотборной емкости в виде поршня, являющегося одHOBpfflvieHHO корпусом глубинного дистанционного манометра, жестко соединенного штоком с нижним клапаном, имеюютм раэ личные поперечные сечения и приводимым в движение от дистанционно управляемой гидравлической системы, позволило упрос тить конструкцию прибора и технологию его обслуживания, повысить надежность его в работе за счет конструктивного упрощения и возможности оперативного контроля за состояак&л узлов измерителя, исключить случаи несоответствия отбора пробы заданному интервалу исследования, тем самым по№1сить достоверность получаемых результатов исследования пробы, сократить общее время проведения работ с измерителем. Формула нзобретения Скважинный дистанционный измеритель параметров пластовых жидкостей, содержащий пробоотборную камеру, верхний и нижний клапаны, ш 1полненные в виде поршней, манометр и дистанционный управляемый блок, отличающийся тем, что, с целью упрощения котезтрукции и повышения надежности герметизации пробы, манометр установлен на верхнем клапане, который снабжен штоком, жестко связанным с нижним клапаном. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мамуна В. Н. и др. Глубинные пробоотборники и их йрименение, М., Гостоптехиздат, 1961, с. 14-15. 2.Авторское свидетельство СССР № 190733, кл. Q 42 С 13/03, 1965 (прототип).