Claims (2)
Изобретение относитс к области геохимических и геофизических методов исследовани скважин, а именно к устройствам , спускаемым на каротажном кабеле и предназначенным дл проведени оперативных исследований скважин методом испь/тани пластов, св занных с решением р да геологических задач путем определени насыщенности и характеристики пластов и их флюидов. Известны приборы дл исследовани скважин и опробовани пластов, спуск еЩле в скЁажину на каротажном кабеле. Щ. Такие устройства имеют электромеханически привод, пробосборник, герметизирующие элементьт, изолирующие объект исследовани , клапаны. Наличие пространства в герметизирующих элементах, заполн емого буровым раствором, а также отсутст вие возможности удалени его и смеси пластового флюида с фильтратом бурового раствора из зоны опробовани искажают результаты исследований. Кроме того, атмосферное давление в камере пробосборни ,ка при со9бщениипоследнего с объектом исследовани создает вление резкой депрессии , что приводит к разрушению герметизирующих элементов, тампоналшого кольца , стенки скважины. В результате происходит загр знение пробы пластовых флюидов , что затрудн ет определение характеристик жидкости и газа, отобранных из пласта. К тому же глухой пробосборник, имеющий одно отверстие входа, делает гфоцесс кратковременным п ограничивает глубинность дренировани опробуемого пласта. Все это снижает эффективность применени таких приборов и не позвол ет проводить более качественные исследовани . Известно также устройство, обеспечивающее улучшение качества отбираемой про бы 2. Однако конструкци данного прибора сложна, а секторный герметизирующий эле мент затрудн ет ориентацию устройства на объект, что приводит к больщим трудозатратам , при его эксплуатации. 373 Наибрлее близким к изобретению влэетс устройство дл исследовани скважин и опробовани пластов, содержащее Корпус насос с камерой и клапанами и с электромеханическим приводом, гидравлические пакеры с нагнетательным каналом, канал в корпусе дл отбора проб, вг од щий в пространство между пакерами, пробоотбор- ную камеру с входным отверстием, пере крытым входным затвором в виде дифференциального поршн с клапаном, и ктеру , сообщающуюс со скваж1шой Щ 7 Однако в этом устройстве насос не имеет св зи с исследуемым объектом при его герметизации относительно ствола скважины, что исключает возможность уда лени бурового раствора, заключенного в межпакерном пространртве, и смеси пласт вого флюида с фильтратом бурового раст-. вора из зоны исследовани , а наличие гл хого пробосбориика приводит к последс-пви м , указанным выше. Целью изобретени вл етс устранение влени резкой депрессии, улучшение качества отбираемой пробы ,пластов.9й жидкое ти и увеличение глубины дренировани пласта. Это достигаетс тем, что пробоотборна камера имеет вь кодное отверстие, п&рекрытое выходным затвором с индивиду- альным приводом, а подпрршнева полость В1ходного затвора сообцена с пробоотборной камерой, причем входное отверстие соединено каналом с камерой насоса, в которой установлен дополнительный нагнетате л ыаый, клапан, а выходное отверстие соединено с камерой, сообщающейс со скважиной, и с нагнетательйым каналом п керов. Затворы могут быть выполнены со сквозными осевыми каналами, сообщающимис с каналом дл отбора проб и камерой насоса. . Выравнивание давлени в пробоотборника с давлением в скважине до изол ции объекта 1 сследовани от ствола, скважины. .и сообщение межпакерного пространства со скважиной через камеру насоса и проточный пробоотборник позвол ет устранить вление рез:8;ой депрессии, произвести от качку бурового раствора, заключенного в межпакерном пространству, и смеси пластового флюида и бурового pacTisopa нз пла та, йслэдствие чего улучшаетс качество отбираемых проб н увеличиваетс глубина дренировани пласте, На чертеже показано предлагаемое ус-р ройство, разрез.. 9 Устройство содержит электродвигатель 1, редуктор 2, йасос 3 с камерой 4 и Клапанами 5,6 и 7, гйдрайлические паке- ры 8, проточньгй пробоотборник 9, имеюий отверсти входа и выхода, внутри которого расположены подпружиненный затвор 10 и затвор 11 с приводом 12, камеру 13, сообщающуюс со скважиной и поочередно с полост ми пакеров 8 и пробоотборника 9. Камера 4 насоса 3 соединена аналами 14, 15и 16 с межпакерным пространством через клапан 6, а с полостью проточного пробоотборника 9 - каналами 17 и 18 через клапан 5 н затвор 10. Полость пакеров 8. собираетс с камерой 4 каналами 19 и 2О через клапан 7, а со скважиной - через камеру 13. Контроль за работой устройства осуществл етс да-рчиком давлени 21.. Устройство работает следующим образом ., В исходном положении полость пробоотборника 9 сверху загерметизирована затвором 10, а снизу - затвором 11. Полость гидравлических пакеров 8 соединена через камеру 13 со скважиной. При спуоке устройства в скважину и.уве личенйи ги;;ростатического давлени затвор 10 посто нно открывает отверстие входа пробоотборника 9, в результате чего давление в его полости увеличиваетс . После установки устройства на объект включаетс привод 12 затвора 11. Выходное отверстие пробоотборника 9 при движении затвора 11 вниз открываетс . Полость пробоотборника 9 соойдаетс со скважиной.Пр0 этом отверстие камеры 13, ооедин к цее- с с полостью пакеров 8, герметично закрываетс этим же затвором. Включаетс насос 3, поршень которого совершает возвратно-поступатвльное движение. Жидкость, наход ща с в скважине, по каналам 16, 15 и 14 через клапан б поступает в камеру 4 насоса 3. При возвратном движении поршн насоса 3 происходит нагнетание Жидкости в гидравлические пакеры 8 через клапан 7 и каналы 19 и 20. Затвор 10 удерживаетс пружиной в исходном положении , герметично закрыва тем самым отверстие входа, соединеннбёс каналом 18, что исключает возможность j движени жидкости по этому каналу. При дальней-шем нарастании давлени в полости пакеров 8, действующего и на порщень затвора 10, пружина сжимаетс . Загвар 10, перемеща сь вниз, открывает канал 18. Камера 4 насоса 3 соедин етс каналами 17 и 18 через полость пробоотборн ка 9 и камеру 13 соскважиной. Так как давление в полости гидравлических пакеров 8 выше давлени в скважине, а соответственно и в камере 4, обратный кла пан 7 герметично запирает полость паке- ров 8, а затвор 10 остаетс в нижнем положении, что дает возможность свободного сообщени камеры 4 насоса 3 со скважиной. Пакеры 8 герметично изолируют объект исследовани от ствола скважи вы, При дальнейшей работе насоса 3 происходит всасывание жидкости из межпакерного пространства, а соответственно JH из пласта через каналы 16, 15, 14 и клапан б, а отвод ее производитс уже в скважину через клапан 5 rto каналу 18 через полость пробоотборника 9 и камеру 13. Осуществл етс процесс откачки жидкости из пласта. Одновременно проиэводитс измерение гидродинамических параметров датчиком давлени 21 и даетс характеристика состава жидкости, котора контролируетс , например, резистивимет ром (на чертеже не показан). По окончаНИИ откачки жидкости из пласта насос 3 выключаетс . Включаетс привод 12 затвора 11. Открываетс отверстие камеры 13, соедин ющеес с полост ми паке- ров 8. Полости пакеров 8 соедин ютс со скважиной и давление в них выравниваетс до гидростатического. При этом отверстие выхода пробоотборника 9 герметично закрываетс затвором 11. Элаотичные пакеры 8 сжимаютс . Так как дав лени , действующие сверху и снизу на затвор 10, уравновешены, то под действием жесткости сжатой пружины затвор Ю во вращаетс в Исходное положение, герметично закрыва входное отверстие пробо-. отборника 9. Устройство возвращаетс на поверхность с загерметизированной 1фобой . Предлагаемое устройство позвол ет ис- ключить вление резкой депрессии, а следовательно , и ее вли ние на процесс исследовани вследствие вьфавнивани давле ни в полости пробоотборника с давлением в скважине, а также осуществить отбор проб пластовых флюидов после предварв тельного удалени бурового раствора и смеси его фильтрата с пластовым флюидом Из зоны исследовани и увеличить глубину дренировани пласта. Это повышает качвст во проводимых исследований и расшир ет возможноста применени устройства, повьщ1а его эффективность. Формула изобретени 1.Устройство дл исследовани скважин и опробовани пластов, содержащее , насос с камерой и клапанами и с электромеханическим приводом, гидравличес1 ие пакеры с нагнетательным каналом, канал в корпусе дл отбора проб, выход щий в пространство между пакерами, пробоотборную камеру с входным отверстием, перекрытым входным затвором в виде дифференциального пориш с клапаном, и камеру, сообщающуюс со скважиной, о т личающеес тем, что, с целью устранени влени резкой депрессии,улучшени качества отбираемой, пробы пластовой жидкости и увеличени глубины дрешфовани пласта, пробоотборна камера имеет выходное отверстие, перекрытое выходным затвором с индивидуальным приводом ,а подпоршнева полость ахориогр затвора соойцена с пробоотборной камерой, причем входное отверстие соединено кат-. налом с камерой насоса, .в.которой установлен дополнительный нагнетательный клапан , а выходное отверстие соединено сз камерой , соойдающейс со скважиной, и с нагнетателы1ым каналом пакеров, The invention relates to the field of geochemical and geophysical methods for well testing, namely, devices descended on a wireline cable and intended for conducting operational well studies using the method of formation testing associated with solving a number of geological problems by determining the saturation and characteristics of the layers and their fluids. . Known instruments for well testing and formation testing are known, descending into the well on a wireline cable. Such devices have an electromechanical drive, a sampling box, sealing elements, insulating object of study, valves. The presence of space in the sealing elements filled with drilling mud, as well as the lack of the possibility of its removal and the mixture of formation fluid with the mud filtrate from the testing zone distort the results of the research. In addition, the atmospheric pressure in the sampling chamber, when comparing the latter with the object of study, creates a phenomenon of sharp depression, which leads to the destruction of the sealing elements, the tampon ring, and the borehole wall. As a result, a sample of formation fluids is contaminated, which makes it difficult to determine the characteristics of the liquid and gas taken from the formation. In addition, a deaf sampler that has one inlet opening makes the gfot process short-lived and limits the drainage depth of the test formation. All this reduces the efficiency of such devices and does not allow for better research. It is also known a device that provides an improvement in the quality of the sample taken 2. However, the design of this device is complex, and the sector sealing element makes it difficult to orient the device to the object, which leads to great labor costs during its operation. 373 A well survey and formation testing device is the closest to the invention, comprising a pump housing with a chamber and valves and an electromechanical drive, hydraulic packers with a discharge channel, a channel in the sampling housing, one slot into the space between the packers, a sampling unit a chamber with an inlet, an overlapped input gate in the form of a differential piston with a valve, and a caster connected to the borehole. 7 However, in this device the pump has no connection with the object under study at its hermetic tilting with respect to the wellbore, which excludes the possibility of removing the drilling fluid enclosed in the inter-packer space and the mixture of the formation fluid with the drilling filtrate. a thief from the study area, and the presence of a glib probosborika leads to the last-mentioned results indicated above. The aim of the invention is to eliminate the occurrence of a severe depression, improve the quality of the sample being taken, the 9.9 formation fluid and increase the depth of drainage of the formation. This is achieved by the fact that the sampling chamber has a code hole, n & closed with an output gate with an individual drive, and a subtitle chamber B1 of the output valve with a sampling chamber, and the inlet port is connected by a channel with the pump chamber, in which an additional supercharger is installed, the valve and the outlet port are connected to the chamber in communication with the well and to the supercharger duct. The closures may be provided with through axial channels communicating with the sampling channel and the pump chamber. . Equalizing the pressure in the sampler with the pressure in the well before isolating the object 1 of the investigation from the wellbore. .and communicating the interpacker space with the well through the pump chamber and the flow sampler eliminates the phenomenon of: 8; th depression, pumping the drilling fluid enclosed in the interpacker space, and the mixture of formation fluid and drilling pacTisopan from the board, which improves the quality sampled n increases the depth of drainage of the reservoir. The drawing shows the proposed service, section. 9 The device contains an electric motor 1, a reducer 2, a pump 3 with a chamber 4 and Valves 5,6 and 7, hydraulic packages 8, flow sampler 9, having inlet and outlet openings, inside of which spring-loaded gate 10 and gate 11 with drive 12 are located, chamber 13 communicating with the well and alternately with the cavities of the packers 8 and sampler 9. Chamber 4 of the pump 3 is connected by analogs 14 , 15 and 16 with interpacker space through valve 6, and with the cavity of flow-through sampler 9 - channels 17 and 18 through valve 5 and shutter 10. Packers 8 cavity. Collects with chamber 4 channels 19 and 2 through valve 7, and with well - through chamber 13. Monitoring the operation of the device The device operates as follows. In the initial position, the cavity of the sampler 9 is sealed from above by gate 10, and from below by gate 11. The cavity of hydraulic packers 8 is connected through chamber 13 to the well. When the device pulls into the borehole and increases, the static pressure of the shutter 10 constantly opens the opening of the inlet of the sampler 9, as a result of which the pressure in its cavity increases. After installation of the device on the object, the actuator 12 of the shutter 11 is turned on. The outlet of the sampler 9 when the shutter 11 is moved downwards opens. The cavity of the sampler 9 communicates with the well. At that, the opening of the chamber 13, connected to the cavity with the cavity of the packers 8, is sealed with the same shutter. The pump 3 is turned on, the piston of which makes a reciprocating motion. Fluid present in the borehole through channels 16, 15 and 14 through valve b enters chamber 4 of pump 3. When the piston 3 of the piston moves backward, Liquid is pumped into hydraulic packers 8 through valve 7 and channels 19 and 20. The shutter 10 is held a spring in the initial position, thereby closing hermetically the opening of the inlet, connected by a channel 18, which excludes the possibility of j movement of fluid through this channel. With a further increase in pressure in the cavity of the packers 8, which also acts on the gate rim 10, the spring is compressed. Zagvar 10, moving downwards, opens the channel 18. The chamber 4 of the pump 3 is connected by the channels 17 and 18 through the cavity of the sampler 9 and the chamber 13 with a well. Since the pressure in the cavity of the hydraulic packers 8 is higher than the pressure in the well and, accordingly, in the chamber 4, the return valve 7 tightly locks the cavity of the packers 8, and the shutter 10 remains in the lower position, which allows free communication of the chamber 4 of the pump 3 with well. Packers 8 hermetically isolate the object of study from the wellbore you. When the pump 3 is further operated, fluid is sucked from the inter-packer space, and accordingly JH from the reservoir through channels 16, 15, 14 and valve b, and it is discharged into the well through valve 5 channel 18 through the cavity of the sampler 9 and the chamber 13. The process of pumping fluid from the reservoir is carried out. At the same time, hydrodynamic parameters are measured by pressure sensor 21 and a characteristic of the composition of the fluid is given, which is monitored, for example, by a resistive meter (not shown). At the end of the pumping out of the reservoir, the pump 3 is turned off. The actuator 12 of the shutter 11 is turned on. The opening of the chamber 13, which connects to the cavities of the packers 8, opens. The cavities of the packers 8 are connected to the well and the pressure in them is equalized to hydrostatic. In this case, the outlet opening of the sampler 9 is hermetically sealed with a bolt 11. The elaotic packers 8 are compressed. Since the pressures acting from above and below on the shutter 10 are balanced, under the stiffness of the compressed spring, the shutter Yu rotates to the Starting position, hermetically closing the sample inlet opening. a sampler 9. The device returns to the surface with a sealed 1boy. The proposed device allows to exclude the occurrence of a sharp depression and, therefore, its influence on the research process due to pressure build-up in the sampler cavity with pressure in the well, and also to take samples of formation fluids after preliminary removal of the drilling fluid and its filtrate mixture. with reservoir fluid From the study area and increase the depth of drainage of the reservoir. This increases the quality of research and expands the possibilities of using the device, increasing its effectiveness. 1. A device for investigating wells and testing formations, comprising a pump with a chamber and valves and an electromechanical drive, hydraulic packers with a discharge channel, a channel in the housing for sampling, extending into the space between the packers, a sampling chamber with an inlet , blocked by the input gate in the form of a differential porish with a valve, and a chamber in communication with the well, is attributed to the fact that, in order to eliminate the appearance of a sharp depression, to improve the quality of the sample being taken, The sampling chamber has an outlet opening, closed by an outlet gate with an individual drive, and a piston chamber with a rotating chamber and a sampling chamber, the inlet opening being connected to the cat-. with the pump chamber, in which an additional discharge valve is installed, and the outlet opening is connected with a chamber that connects with the well and with the blowers of the packers,
2.Устройство по п, 1, о т л и ч а - ю щ е е с тем, что затворы выполнены со сквозными осевыми каналами, сообщающимис с каналом дл отбора rijpp6 и камерой насоса. Истошики информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Патент США № 3577781, л. 73-.152, опублик. 1971.. 2,Авторское свидетельство СССР N 149370, кл. Е 21 В 49/02, 1960, 3,Авторское свидетельство СССР № 541977, кл. Е 21 В 49/02, 1974 (прототип)2. A device in accordance with claim 1, 1, which is designed so that the valves are made with through axial channels communicating with a channel for taking rijpp6 and a pump chamber. The sources of information taken into account in examination 1, US Patent No. 3577781, p. 73-.152, published. 1971 .. 2, USSR Author's Certificate N 149370, cl. E 21 V 49/02, 1960, 3, USSR Copyright Certificate No. 541977, cl. E 21 V 49/02, 1974 (prototype)