Опробователь пластов на кабеле Советский патент 1981 года по МПК E21B49/06 

(54) ОПРОБОВАТЕЛЬ ПЛАСТОВ НА КАБЕЛЕ

Изобретение относится к геофизиче ким скважинным приборам, спускаемым на кабеле, и предназначено для отбора проб пластового флюида. Известен опробователь пластов на кабеле, включающий корпус, пробоприемник, привод, управляемый клапан, герметизирующий башмак и прижимную систему 1. Недостатком этого устройства явля ется то, что усилие прижима у него к стенкам скважины зависит от диаметра скважины, а также то, что в нем невозможно регулировать это усилие. Известен также опробователь пластов на кабеле, содержащий корпус, пр боприёмник, датчик давления, привод, управляемый клапан, регулируемый дроссель, герметизирующий элемент, прижимную систему, включающую прижимающую лапу, шарнирно соединенную с силовым порщнем, причем гидравлическая система в данном опробователе разделена на два объема, наполненных рабочей жидкостью, в одном из которых давление равно скважинному, в другом- превышает скважинное на 15-20% 2J. В процессе работы опробователя рабочая жидкость из одного объема перетекает в другой, поэтому обязательно требуется перезарядка после каждого опробования, т.е. обратная перекачка рабочей жидкости. Кроме того, в таком опробователе усилие прижатия, зависящее от скважинного давления и изменяющееся в широких пределах, не регулируется, что обусловливает слабое усилие прижатия на малых глубинах и как следствие плохую герметизацию отверстия стока. Значительное же усилие прижатия на больших глубинах, превьшающее оптимальную величину, приводит к неоправданным перегрузкам прижимной системы и способствует разрушению слабосцементированных пород прижимающей лапой, последующему нарушению герметизации отверстия стока. 3 что в свою очередь снижает надежность работы опробователя. К недостаткам следует также отнес ти и то, что для обеспечения нормаль ной работы управляемого элемента золотникового типа необходима рабочая жидкость с высокой степенью очистки, в противном случае возможны заклинивания его, что приведет к возникновению аварийных ситуаций. Указанные недостатки снижают эффективность, надежность и затрудняют применение такого опробователя. Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы опообователя. Цель достигается тем, что в опроб вателе пластов силовой поршень выпол нен многоступенчатым, ступени которо го образуют с корпусом изолированные друг от друга камеры, сообщающиеся с скважиной каналами, причем канал, со общающий камеру за большим торцом поршня со скважиной, перекрыт управляемым клапаном. Камера за большим торцом поршня имеет две-секции, заполненные рабоче жидкостью и сообщенные между собой ч рез регулируемый дроссель, причем од на из секций снабжена поршнем для от деления рабочей жидкости от скважинной . Часть каналов, сообщающих изолиро ванные камеры со скважиной, перекрыта пробками. На фиг. 1 изображен опробователь в момент спуска в скважину, общий ви на фиг. 2 - опробователь в момент ра крытия лапы и установки в рабочее по ложение, на фиг. 3 - опробователь в момент отбора флюида из пласта. Опробователь содержит корпус 1, в верхней части которого расположен привод 2, в данном случае может быть использован маломощный реверсивный электродвигатель с редуктором и винтовой парой, причем привод используется для управления клапаном 3, кото рый расположенна штоке 4, помещенном в защитную гильзу 5. Прижимная система включает в себя прижимающую лапу 6, шарнирно соединенную с силовым -поршнем 7, причем верхний торец последнего выполнен трехступенчатым с площадями ступеней S , к S и образует соответственно с.корпу сом Г изолированные друг от друга ка меры А, В и С. Камера под нижним тор цом площадью . силового поршня 7 84 имеет две. секции D и Е, причем первая заполнена рабочей жидкостью и через регулируемый дроссель 8 сообщена со второй, в которой помещен поршень 9, полость под последним посредством каналов F и G и клапана 3 в исходном положении (фиг. 1) сообщена со скважинной жидкостью. Датчик давления 10 посредством каналов Н и L сообщен с отверстием стока Э герметизирующего элемента 11, отверстие стока 5 посредством каналов Н, G и клапана 3 сообщено со скважинной жидкостью, пробаприемник 12 изолирован клапаном 3 от отверстия стока U. Опробователь спускается в скважину в полЬжении, изображенном на фиг. 1. В данном случае камеры А и С закрыты соответственно пробками 13 и 14, а камера В сообщена со скважинной жидкостью. На ступень силового поршня 7 площадью 5 с одной стороны и на его .нижний торец площадью 5д с другой стороны действует скважинное давление (гидростатическое), так как 5 2. то результирующая сила, действующая на силовой поршень 7, будет направлена вверх, при этом лапа 6 будет закрыта. В зависимости от скважинного давления и степени сцементированности исследуемых пород с целью получения оптимального усилия прижатия камеры А, В и С могут быть каждая в отдельности или, в любом сочетании сообщены со скважинной жидкостью. Варианты, когда все камеры А, Б, С закрыты или сообщены со скважинной жидкостью исключаются, так как прижимная система в этом случае работать не будет. Очевидно чтобы все шесть возможных вариантов имели технический смысл площади ступеней силового порщня 7 должны быть различны по величине, т.е. 5 Б Т ЗЗПри достижении интервала исследования включается электропривод 2, при этом клапан 3 перемещается вверх и в положении, изображенном на фиг.2, изолирует от скважинной жидкости и сообщает с пробоприемником 12 через канал F полость под разделительным поршнем 9, так как давление в пробоприемнике 12 атмосферное, то давление под разделительным поршнем 9 снизится до атмосферного,а скважинная жидкость стечет в пробоприемник 12. В этом случае результирующая сила, действующая на силовой поршень 7,

будет направлена вниз, последний, выдавливая рабочую жидкость из секции О через регулируемый дроссель 8 в секцию Е, вместе с поршнем 9 переместится вниз,откроет лапу 6, и опробователь прижмется к стенке скважины.

Скорость открытия лапы 6 задается регулируемым дросселем 8. При дальнейшем перемещении клапана 3 вверх в положении, изображенном на фиг. 3, Канал F и полость под поршнем 9 изолируется от пробоприемника 12, затем отверстие стока j герметизирующего элемента 11 изолируется от скважинной жидкости и сообщается по каналу Н через клапан 3 с пробоприемником 12.

После заполнения пробоприемника 12 и стабилизации давления до пластового, регистрируемого дистанционным датчиком давления 10, электропривод 2 реверсируется и перемещает клапан 3 вниз, который последовательно изолирует от пробоприемника 12 и сообщает со скважинной жидкостью отверстие стола j и полость под поршнем 9,

при этом на силовой поршень 7 действует результирующая сила, направленная вверх, лапа 6 закроется (фиг. 1).

В случае отсутствия притока из исследованного участка опробователь перемещает следующий участок и так до получения притока. При получении притока опробователь поднимается на поверхность. Применение предлагаемого опробователя позволяет сократить затраты-времени на одно опробование, упрощает эксплуатацию приборов, повышает эффективность работ в неоднородных коллекторах, в случае большого количества неприточных участков снижает количество некачественных проб, т.е. повышает технико-экономические показатели работ.

Формула изобретения

и сообщенные между собой через регулируемый дроссель, причем одна из секций снабжена поршнем для отделения рабочей жидкости от скважинной,

Источники информации, принятьш во внимание при экспертизе

40

12

иг.1

В

Фиг.2