Устройство для измерения давления в заколонном пространстве скважины

(57) Использование: при геофизических исследованиях скважин для измерения горного давления в эаколонном пространстве. Сущность изобретения: в корпусе выполнены две полости. Одна полость выполнена со сквозными отверстиями, а другая образована стенками корпуса и рычагом, который шарнирно закреплен с одной стороны на конце корпуса, а другой. подпружинен относительно стенки корпуса; Рычаг воспринимает давление твердой фазы среды в заколонном пространстве, В каждой полости размещен источник гамма-излучения, выполненный в виде заполненных радиоактивным изотопом эластичных емкостей, которые соединены трубкой, Одна из емкостей размещена с воэможностью взаимодействия со стенками корпуса и рычагом. 1 ил.(71) Всесоюзный наИнститут нефтепром(54) УСТРОЙСТВО ДЛЛЕНИЯ В ЗАКОЛОННСКВАЖИНЫ ОСТРАНС ределения масс, обр точечных источников пус устройства вос твердой фазы среды, ная емкость помеще не изменяющую объе ного давления, а друг одна из стенок котор счет чего объем полос ного давления измен рераспределение эластичными емкостя ков гамма-излучения, тенсивности их изл измерить давление т эаколонном простран менению отношения интенсивностей гамм. ОО С) О СО ми точечных источниа следовательно, и инучения. Это позволяет вердой фазы среды встве скважины по иззарегистрированных а-излучения источни 6) Авторское свидетельство ССС 356499, кл, 6 01 1. 13/06, 1972. Авторское свидетельство ССС 1765379,. кл. Е 21 В 47/06, 1991 Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть применено для прямого измерения горного давления в заколонном пространстве скважины.,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей эа счет измерения давления твердой фазы среды в заколонном пространстве скважины.Поскольку обе полости корпуса устройства выполнены негерметичными и имеют гидравлическую связь со средой в заколонном пространстве скважины, изменение давления жидкой фазы среды будет одинаковым образом воздействовать на эластичные емкости, заполненные радиоактивным иэотопом, что приведет только к их всестороннему сжатию, но не вызовет перераспаэованных в баллонах гамма-излучения; Корпринимает давление и так как одна эластична в полость корпуса, м под действием горая - в полость корпуса, ого подпружинена, за ти под действием горяется, происходит пемасс, образованных10 15 20 30 35 40 50 ков, Все это доказывает достижение поставленной изобретением цели,Устройствоотличается от прототипатем, что оно снабжено рычагом, который содной стороны шарнирно закреплен на конце корпуса, а с другой стороны подпружинен относительно стенки корпуса, втораяполость образована стенками корпуса и рычагом, а эластичная емкость размещена вовторой полости своэможностью взаимодействия со стенками корпуса и рычагом.На чертеже представлено предлагаемое устройство, вертикальный разрез.Устройство содержит корпус 1, образующий две негерметичные полости 2 и 3. Вполости 2 установлен источник гамма-излучения 4, а в полости 3 - источник гамма-излучения 5. Источники 4 и 5 образованыэластичными емкостями (баллонами) 6 и 7,заполненными раствором 8 радиоактивного. изотопа. Эластичные емкости гидравлически соединены друг с другом, при помощиузкого продольного канала или трубки) 9, покоторому раствор радиоактивного изотопаимеет возможность перетекать между емкостями.Источники 4 и 5 размещены друг от друга на расстоянии, равном длине продольного канала 9,.которое должно обеспечиватьвозможность однозначного разделения регистрируемых аномалий интенсивности излучения источников при радиометриискважины. В случае применения для образования источников гамма-излучения водного раствора соли цезия(энергияизлучения Ео . 0,66 МэВ,.период полураспада Т 1 д - 30,1 года) достаточно расстояние между источниками 4. и 5, равное(0,25-0,30) м,Одна из стенок корпуса 1 в полости 3выполнена в виде рычага 10, прикрепленного шарнирно с одной стороны при помощиоси 11 к корпусу 1 устройства, а с противоположной стороны поджатого с помощьюсиловых тарельчатых пружин 12, Эластичная емкость 7, установленная в полости 3корпуса 1, имеет возможность механическивзаимодействовать со стенками корпуса 1,одна из которых выполнена в виде подпружиненного рычага 10, Эластичные емкости6 и 7 гидравлически связаны с жидкой фазойсреды в заколонном пространстве скважины за счет отверстий 13, выполненных вкорпусе 1 против полости 2 и за счетзазоровмежду подвижным подпружиненным рычагом 10 и стенками корпуса 1 против полости3 устройства,Для обеспечения работоспособности вустройстве достаточно применить источники гамма-излучения суммарной активной мощностью не более 0,01-0,05 МэВ. Ва, которые создадут на расстоянии 0,10-0,15 м (в месте расположения регистрирующего гамма-излучения прибора) аномалии гамма-активности, превышающие максимально возможную гамма-активность горных пород нефтяных скважин для источника максимальной массы в 100-500 раз и для источника минимальной массы(при их соотношении 1:20) в 5-25 раэУстройство работает следующим образом.Его закрепляют на наружной поверхности опускаемой в скважину колонны труб таким образом, чтобы подпружиненный рычаг 10 устройства был направлен в сторону стенок скважины; Место установки устройства на колонне выбирают исходя из требований размещения устройства в заданном для исследований интервале после спуска колонны.Выше и ниже устройства (в пределах 3-5 м) на колонне устанавливают центрато.ры; наружный диаметр которых больше габаритного размера в поперечном сечении колонны с устройством, что исключает возможность складывания подпружиненного .рычага 10 устройства под действием веса колонны на наклонных участках ствола скважины,Жидкая фаза среды в заколонном пространстве через отверстия 13 в корпусе 1 и зазоры между корпусом 1 и подвижным рычагом 10 воздействует наэластичные емкости 6 и 7, заполненные раствором 8 радиоактивного изотопа и образующие-точечные источники 4 и 5 гамма-излучения,.Поскольку воздействие на обе эластичные емкости одинаковое, оно не вызывает перераспределение масс (а, следовательно, и регистрируемых интенсивностей излучения) источников. Корпус 1 устройства воспринимает давление твердой фазы среды в заколонном пространстве, Но так как полость 2 защищена жесткой частью корпуса 1; а полость 3 - частью корпуса 1 с подвижной стенкой - рычагом 10, эластичная емкость 6, размещенная в полости 2, не испытывает давление твердой фазы среды в заколонном пространстве, а эластичная емкость 7, размещенная в полости 3, испытывает давление рычага 10, который, сжимая емкость 7, вызывает перетекание из нее раствора 8 радиоактивного изотопа по соединяющему емкости продольному каналу 9 из емкости 7 в емкости 6 полости 2. Перетекание жидкости 8 будет происходить до тех пор, пока деформация тарельчатых пружин 12 не уравновесит давление твердой фазы среды в заколонном пространстве. Под действием горного давления в эластичных емкостях 6 и 7 устройства формируются два жидких точечных источника гамма-излучения, находящихся друг от друга на расстоянии, обеспечивающем их однозначную идентификацию. Соотношение масс радиоактивной жидкости 8 в эластичных емкостях 6 и 7 зависит от перемещения рычага 10, которое пропорционально давлению твердой фазы среды в эаколонном пространстве. Так как гамма-активность источника излучения зависит от его массы, интенсивность регистриру. емого излучения источника также пропорциональна массе источника.Регистрируя интенсивность излучения источников 4 и 5 устройства внутри колонны при проведении стандартной радиометрии скважин (прибором ДРСТ 3-90, СГДТ-НВ и др.), определяют отцошение зарегистрированных интенсивностей излучения источников (отношение их масс), которое не зависит от типа радиационного приемного преобразователя регистрирующего прибора, положения регистрирующего прибора в колонне, плотности исостава заполняющей колонну жидкости, а зависиттолько от величины горного давления на корпус устройства.Зная зависимость отношения,масс источников устройства от действующего на него внещнего давления твердой фазы. зарегистрированную на стенде (так называемую калибровочную характеристику), на основании измеренного в скважине отношения интенсивностей зарегистрированного излучения источников устройства определяют давление твердой фазы среды в заколонном пространстве скважины,10Формула изобретения Устройство для измерения давления взаколонном пространстве скважины, содержащее корпус с двумя разнесенными по длине-корпуса полостями и размещенные 15 в полостях две эластичные емкости, соединенные трубкой и заполненные радиоак-.тивным изотопом,. при этом первая полость выполнена со сквозными отверстиями, о т л и ч а ю щ е е с я,тем, что, с 20 целью расширения функциональных воэможностей эа счет измерения давления твердой фазы среды в заколонном пространстве скважины, оно снабжено рычагом, а вторая полость образована стенками 25 корпуса и рычагом, при этом рычаг с однойстороны подпружинен относительно стенки корпуса, причем эластичная емкость размещена во второй полости с возможностью взаимодействия со стенками корпуса и рычагом.Составитель Д. Бернштейн ехред М.Моргентал Корректор Т. Вашкович 398 Тираж ПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 мбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1