Устройство для исследования скважинныхфОРМАций Советский патент 1981 года по МПК E21B49/06 

Изобретение относится к гидроприводам геологоразведочных приборов а именно к гидропроводам пробоотборников . Известно устройство для исследования скважинных формаций, включающе несколько автономных, последователь но установленных пробоотборников 1 Однако большой вес и длина данно го устройства ограничивают возможнос ти его использования. Известно устройство для исследований скважинных формаций, включаюш. .скважинный снаряд с гидроцилиндрами привода якорящих средств и пробо отборником, гидравлически связанным с блокирующим клапаном, источник гидравлической энергии, связанный напорной и сливной магистралями с гидродилиндрами привода якорящих средств и блокирующим клапаном, и пульт управления, связанный с источником питания 2 . Цель изобретения - повышение эффективности устройства. Эта цель достигается тем, что устройство снабжено нормально-закрытым контрольным клапаном, вход которого связан с напорной магистралью, а выход - с блокирующим клапаном, и двумя нормально-закрытыми клапанами, выходы которых связаны со сливной магистралью, вход одного с входом, а другого - с выходом нормально-закрытого контрольного клапана. На фиг. 1 показано положение устройства в скважине; на фиг. 2 и 3 - гидравлическая схема устройства в исходном положении; на фиг. 4 - В - последовательность положений элементов устройства при отборе пробы; на фиг. 9-11 последовательность положений элементов устройства при возврате в исходное положение. Устройство состоит из пульта 1 управления с записывающей и показывающей аппаратурой, соединенного с источником питания, источника 2 гидравлической энергии, выполненного в виде емкости 3 с подпружиненным разделительным поршнем 4, надпоршневая полость 5, которой сообщена магистралью 6 со скважинкой жидкостью на уровне отбора пробы, а в подпоршневой полости 7 расположены насос 8 с электродвигателем 9. К полостй 7 подходят сливная 10 и подпорная И магистрали , а от насоса 8 отходят напорная магистраль 12 ра бочего хода и магистраль 13 обратного хода и подвешенного на кабеле 14 в скважине 15 скважинного снаряд 16, Последний содержит емкости 17 и 18 для проб, пробоотборник 19 и ;гидроцилиндры 20 - 23 привода якоря щих средств. Пробоотборник 19 представляет собой телескопический гидроцилиндр с полостями 24 - 27, внутренний што .28 которого выполнен с каналом 29, сообщенным с магистралью 30, .связан через снабженные подпружиненными поршнями клапаны 31-34 с емкостями 17 и 18. Магистраль 30 магистралью 35 связана о клапаном 36, снабженны подпружиненным поршнем. Магистраль 12 связана с входом нормально-закры того контрольного клапана 37,состоя щего из корпуса 38 с седлом, иглы 39,поршня 40 и пружин 41 и 42, выход которого связан магистралью 43 с нормально-закрытым клапаном 44 состоящим из корпуса 45 с седлом, иглы с поршнем 46 и пружины 47, выход которого связан с сливной магистралью 10.Вход клапана 37 связа с входом нормально-закрытого клапан 48, выход которого связан со сливно магистралью 10. Клапан 48 выполнен аналогично клапану 44. Полости 27 и 24 пробоотборника 19 соединены через клапан 49, выполненный аналогично клапану 37. Цилиндры 20 - 23 связаны штоковыми полостями с магистралью 13, а поршневыми - с магистралью 12. Полость 25. пробоотборника 19 связана с магистралью 12 а полость 24 с магистралью 13. Поршневые полости клапанов 37, 44, 48 49 связаны с магистралью 11. Штоковые полости клапанов 37, 49 и 36 связаны ,с магистралью 12. По.ршневая полость клапана 36 и штоковые полости клапанов 44 и 48 связаны с магистралью 13. Поршневые полости клапанов 31, 34 через обратные клапаны 50, 52 и подпорные клапаны 51, 53 связаны с магистралью 43, а их штоковая полость - с магистралью 13 Поршневые полости клапанов 32 и 33 связаны с магистралью 13, а их штоковые полости через электроуправ ля емые запорные клапаны 54 и 55 с магистралью 43. Магистраль 12 снабжена предохранительным клапаном 56, обратным клапаном 57 и электро управляемым запорным клапаном 58, магистраль 13 - предохранительными клапанами 59, 60, и электроуправляе мым запорным клапаном 61, а магистрал 10 - электроуправляемым запорным клапаном 62. Устройство работает следующим образом. Скважинный снаряд 1 на кабеле 14 опускают лебедкой в скважину-до исследуемого горизонта. Клапан 34 открыт и магистраль 30 от полости 29 до клапана 31 находится под гидростатическим давлением .скважинной жидкости. Включается насос 8 и клапан.ами 58, 61 и 62 обеспечивается подача рабочей жидкости под давлением в магистраль 12, и соединение магистрали 13 с магистралью 10.Гидроцилиндры 20 - 23 вибрируют и расклиняют скважинный снаряд 1 в скважине, шток 28 пробоотборника 19 входит в контакт со стенкою скважины 15, а поршень клапана 36 поднимется, после чего давление в магистрали 12 возрастает, открывается клапан 49 и соединяет полость 27 пробоотборника 19 с магистралью 13, в результате чего шток 28 пробоотборника втягивается и скважинная жидкость промывает его-канал 29. После достижения штоком 28 крайнего положения давление в магистрали 12 возрастает и клапан 37 о.ткрывается, вследствие чего клапан 34 закроется, прекратив скважйнной жидкости доступ в магистраль 30, а клапан 31 откроется и реликтовая жидкость-из части стенки скважины, изолированной пробоотборником, поступит в магистраль 30 , что видно по давлению в магистрали 30, которое измеряется датчиком давления. С пульта 1 подается команда на переключение клапана 54, который пропускает рабочую жидкость из магистрали 43 в штоковую полость клапана 32, он открывается, и реликтовая жидкость поступает в емкость 17. При необходимости заполняется и емкость 18. Для подъема скважинного снаряда на поверхность или перемещения его на другой горизонт включается насос 8, и клапанами 61 к 62 обеспечивается подача рабочей жидкости под давлением в магистраль 13, а магистраль 12 перекрыв ается клапаном 58. Рабочая жидкость, поступая в штоковую полость клапана 44, открывает его, сообщая магистраль 43 с магистралью 10, после чего клапан 37 закрывается, сохраняя в магистрали 12 давление, достаточное для поддержания цилиндрами 20 - 23 контакта со стенками скважины.Клапан 32 закрывается и запирает емкос ть 17. Переключением предохранительных клапанов 59 и 60 обеспечивается повышение давления в магистрали 13, и клапан 34 открывается. При дальнейшем увеличении давления открывается клапан 48 и гидроцилиндры 20-23 и пр.обоотборник 19 возвращаются в исходное положение. При дальнейшем повышении давления клапан 58 пропускает рабочую жидкость из магистрали 13 в поршневую полость клапана 31,.и он закрывается.

Последовательность срабатывания клапанов в зависимости от давления развиваемого насосом обеспечивается подбором их пружин. Таким образом, можно взять несколько проб, не извлекая с кважинный снаряд из скважины и контролируя его работу.

Формула изобретения

Устройство для исследования скважинных формаций, включающее скважинный снаряд с гидроцилиндрами привода якорящих средств и пробоот.борником, гидравлически связанным с блокирующим клапаном, источник гидравлической энергии, связанный напорный и сливной магистралями с гидроцилиндрами привода якорящих

средств и блокирующим клапаном, и пульт управления, связанный с источником питания, отличающеес я тем, fiTO, с целью повышения эффективности, оно снабжено нормально-закрытым контрольным клапаном, вход которого связан с напорной магистралью, а выход - с блокирующим клапаном, и двумя нормально-закрытыми клапанами, выходы которых связаны со сливной магистралью, вход

0 одного - с входом, а вход другого с выходом нормально-закрытого контрольного клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Патент США № 3385354,кл.165-97, опублик. 1970.

2.Патент США № 3577781,кл.73-152, опублик. 1970.

.z

Фиа.1

6 S

W jsnis

i I i i

-t

гл x f

,J«

n, .:Ш-

,/3

«%«/

JO

. 5

.Щ

S

yxxyy.

Г

22х.

fe

Е....7.Н

N,j 1ЛО

1...чШ.ч.|

э

35

//3

J

Фиг. 6а

Рс/а. 6S

Х/5

60с/г7