Устройство для обследования внутренней поверхности скважины

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Н Е 21 В 49/О ПИСАНИ ОБРЕТЕН ельство СССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Альметьевское управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин объединения "Татнефть"(56) 1 Авторское свидетельство СССР В 272231, 1970.2. Авторское свидетУ 350930, 1972.3, Авторское свидетельство СССР В 365461, 1973.4. Патент США У 4013123, 1977(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СКВАЖИНЫ, содержащее корпус, кабельную, головку, соединенную с кабель-канатом, и надувной пакер, имеющий эластичную оболочку с нанесенным на ее поверхность слоем пластичного материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности работы устройства и упрощения его конструкции, оно снабжено ступенчатым цилинд-;,ЯО 120821 ром с отверстием и перегородкой с клапаном, приводом клапана, двумя поршнями различного диаметра и штоком с продольным осевым каналом и игольчатым клапаном, размещенными внутри ступенчатого цилиндра, тросиком и подвижной втулкой, подпружиненной относительно цилиндра, причем поршни жестко связаны со штоком, образуют воздушную камеру и подпружинены относительно,цилиндра, а игольчатый клапан соединен через тросик и клапан перегородки с приводом последнего, при этом надпоршневая полость верхнего поршня сообщена через клапан и отверстие со скважинной средой, а подпоршневая полость нижнего поршня сообщена с внутренней полостью надувного пакера.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения воздействия потока жидкости на пластичный материал, ступенчатый цилиндр и подвижная втулка снабжены эластичными диафрагмами, перекрывающими пространство между цилиндром и стенками скважины, а в корпусе выполнен канал для перетока жидкости.Изобретение предназначено дляФполучения информации о состоянии внутренней поверхности скважины в виде отпечатка на пластинчатом материале и найдет применение при бурениии ремонте скважин,Известны устройства для полученияотпечатков со стенок скважины, содержащие корпус с размещенным внутрипоршнем, шарнирно соединенный с прижимными планками в виде лыж, которые покрыты слоем пластичного материала. Указанные устройства спускаютсяв скважину на колонне труб и срабатывают под,давлением жидкости, подаваемой в колонну труб с помощью насоса 111 и 1,21 Недостатками являетсято, что обследование стенки скважины с помощью указанных устройствсвязано с большим объемом спускоподъемных операций, а также необхо,цимостью привлечения нескольких единиц специальной техники.Известно устройство для снятияотпечатка, спускаемое в скважинуна кабель-канате. Устройство включает выдвижные пластины со слоем пластичного материала. Для нагреваслоя пластичного материала под цимсмонтирован электронагреватель.Выдвижение пластины и прижатие еек стенке скважины производится электромагнитом, с сердечником которогосоединена выдвижная пластина 31,Недостатком известного устройства является то, что сила прижатияпластичного материала к стенке скважины зависит ат силы действия электромагнита, которая в свою очередьзависит от количества витков обмоток, т.е. обусловлена габаритамиэлектромагнита. К тому же выдвижныепластины охватывают меньше половинысечения буровой скважины, вследствиечего для снятия полного сеченияскважины необходимо производить несколько спусков устройства. Приэтом слой пластичного материала незащищен от воздействия потока жидкости при подъеме и спуске устройства.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее надувной пакер, имеющий корпус., эластичную оболочку, ца поверхность которой нанесен слой пластичного материала, Корпус выполнен пустотелымс полостями, внутри которых находит 50 55 клапаном, размещенными внутри ступенчатого цилиндра, тросиком и подвижной втулкой, подпружиненной относительна цилиндра, причем поршни жестко связаны со штоком, образуют воздушную камеру и подпружинены относительно цилиндра, а игольчатый клапан соединен через тросик и клапан перегородки с приводом последнего, при этом надпоршневая полость верхнего поршня сообщена через клапац и оттие со скважинной средой, а подпоршневая полость. нижнего цоряня ся сжатый газ. Устройство снабженаштоком с поршнями, перегородкой,стаканом, закрытым крышкой и пусковым механизмом 4 .Недостатками данного устройстваявляется сложность конструкции, имеющей множество соединений, каналов,подвижных элементов. Устройство срабатывает по истечении определенного 10 времени, устанавливаемого на поверхности после спуска в скважину устройство становится неуправляемым споверхности, Слой пластичного материала, на котором снимается рельефстенки скважины не защищен от воздействия потока жидкости при спускеи подъеме устройства. Так как пакерсрабатывает под избыточным давлениемсжатого газа, величина которогодолжна быть больше, чем гидрастатическае давление столба жидкости вскважине в интервале исследования,то с увеличением глубины исследования возрастает необходимое давлениесжатого газа, а эта требует решениясложных вопросов па созданию необходимого давления сжатого газа, обеспечению прочности устройства, создание безопасных условий для обслуживающего персонала на устье скважины,ЦеЛь изобретения - повышение надежности работы устройства и упрощение ега конструкции.Указанная цель достигается тем,чта устройство для обследования внут 35ренней поверхности скважины, содержащее корпус, кабельную головку,соединенную с кабель-канатом, и надувной капер, имеющий эластичнуюоболочку с нанесенным на ее паверхность слоем пластичного материала,снабжено ступенчатым цилиндром с отверстием и перегородкой с клапаном,приводом клапана, двумя поршнямиразличного диаметра и штоком с продальным осевым каналом и игольчатым12 сообщена с внутренней полостью надувного пакера,С целью исключения воздействияпотока жидкости на пластичный материал, ступенчатый цилиндр и подвижная втулка снабжены эластичными диафрагмами, перекрывающими пространст.во между цилиндром и стенками скважины, а в корпусе выполнен каналдля перетока жидкости,На чертеже показано предлагаемоеустройство для обследования внутренней поверхности скважины, общий вид.Устройство состоит из кабельнойголовки 1, соединенной с кабель-канатом 2, кабельная головка 1 с помощью резьбы соединена со ступенчатым цилиндром 3, разделенным перегородкой 4, поршнями 5 и 6 разногодиаметра, штоком 7, конусом 8, клапаном 9 на полости соответственно, 6,и Д Полость я сообщена соскважинной средой через отверстие 10,Привод 11 электромеханическогоклапана 9 соединен с жилами кабельканата 2. Штоковая полость С представляет собой воздушную камеру,где давление равно атмосферному.Канал 12, расположенные в штоке 7,соединяющий полости Б и Д, перекрытигольчатым клапаном 13, поджатымпружиной 14 определенным усилием,рассчитанным на поддержание давления 8-10 атм в полости Д и соеди)ненным с клапаном 9 с помощью тросика 15 определенной длины, равной ходу поршней 5 и 6 плюс 20 мм (1 тросика = 1. поршней + 20 мм). Шток 7поддерживается в исходном положениис помощью пружины 16 сжатия, Наруж-ная поверхность ступенчатого цилиндра 3 обтянута эластичной оболочкой17, верхний конец которой монтирован неподвижно, а нижний конец монтирован на подвижную втулку 18,перемещающейся по поверхности ступенчатого цилиндра 3 и поджатой пружиной 19, соединение между которымиуплотнено манжетой 20. На поверхность эластичной оболочки нанесенслой пластичного материала 21,1Полость Е, образованная междуэластичной оболочкой и наружнойповерхностью ступенчатого цилиндра3, сообщена через канал 22 с подпорш.невой полостью А поршня меньшегодиаметра, создающего высокое давление. Для защиты пластичного материала 21, снимающего отпечаток внутрен 08213 4ней поверхности скважины от воздействия потока жидкости при подъемеи спуске, предусмотрены две диафрагмы 23 и 24 и канал 25, имеющийся вкорпусе 8 цилиндра 3,Устройство работает следующимобразом.В полость 4 заливается жидкость(масло). Ыток 7 в сборе с поршнями 10 5 и 6, пружиной 16 и игольчатым клапаном 13 монтируется в ступенчатыйцилиндр 3. Тросик 15 длиной соединяет клапан 9 с игольчатым клапаном 13. Кабельная головка 1 с помощьюрезьоы соединяется со ступенчатымцилиндром 3, Клапан 9 закрывается.Устройство опускается на кабель-канате 2 в скважину, При достижениизаданнои глубины, по команде подается электрический ток на электромеханический привод 11, клапан 9открывается. Жидкость начинаетдавить на поршень 5. Так как диаметр поршня 5 больше, чем диаметрпоршня 6, при наличии воздушной камеры С между ними, шток 7 с поршнями 5 и Ь начинает двигаться вниз,вследствие этого в полости Д давле 1 Ья З 0; ние возрастает до величины (др ,),так как величина - всегда - 1 тоАСФ4др -г к др . Через канал 22 давление,1 гА 35 величина которого равна Ор -2, передается в полость Г . При этом эластич.ная оболочка расширяется по диаметру, облегая внутреннюю поверхностьскважины, тем самым снимается отпечаток внутренней поверхности скважины на эластичном материале 21, Подвижная втулка 18 поднимается вверхза счет расширения эластичной оболочки в диаметре. При движении поршня 457 вниз до упора о корпус 8 игольчатый клапан 13 за счет действия пружины 14 поддерживает в полостях Ди Е давление, равное др (8-10). Зластичный элемент держим в раздутомсостоянии определенное время (30 мин,1 ч), столько сколько необходимодля снятия отпечатка внутренней поверхности скважины, Для раскрепленияэластичной ооолочки подаем электрический сигнал на привод 11 на подъемклапана 9 вверх, при этом тросик 15натягивается.и игольчатый клапан 13поднимается вверх. Давление в полосРедактор Ю,С рректор А,Обр а Тираж 54 одписн комитета ССС ствепногэобретенЖ,и открытииушская наб д. 4/5 лиал П 11 П "Патент", г,Ужгород, ул,Проектна тях Д и Е сравнивается со скважинным. За счет натяжения пружины 19 эластичная оболочка уменьшается в диаметре и принимает исходное положение. Устройство поднимается вверх, При подьеме устройства шток 7 с поршнями 5 и Ь постепенно возвращается в исходное положение за счет действия сил упругости пружины 16 сжатия, так как действующее на поршень 5 гицро статическое давление по мере подъема печати) уменьшается, а на устье равно атмосферному, Игольчатый клапан принимает исходное положение и перекрывает сооЬщение между полос, тями Б иА.Канал 25, расположенныйв корпусе Ь ступенчатого цилиндра 3, и диафрагмы 23 и 24 предохраняет пластичный материал от воздействия потока жид кости при подьеме и спуске устройстЗаказ 212/41 ВИИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, так как эластичные диафрагмы23 и 24 перекрывают сечение скважины, а движение жидкости будет осуществляться через канал 25.После подъема устройства пластичный материал снимается, наноситсяновый слой и устройство готово дляповторного пользования,Изобретение обладает следующимидостоинствами: упрощена конструкция,отсуствуют клапаны, работающие подвысоким давлением; уменьшено количество деталей, подвижных элементов,повышена надежность, отсутствуетбаллон с высоким давлением газа.Игольчатый клапан позволяет управлять длительностью процесса снятияотпечатка. Упрощается эксплуатация;так как йвт неоЬходимости создаватьосоЬых условий работы персоналас оаллоном с высоким давлением.