Устройство для определения фильтрационных параметров пласта

177828 В 47/10 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ льство СССР В 47/оо, 1987. ЯТЛлоги"их изыс важи" йства для определех параметров пласаблюдения за измене Известн ния Фильтр тов, вклюц нием уровн при пробны робовании, пластов,Изобретение ческим и инжеустр ионн носится к гидрогеолорно"геологическимотехнического строи"ости к устройствамодоносных пластовважинах с целью оп"трационных параметющие зысканиям и гид ельства в част для опробования горизонтов) в с еделения их Фил ов. оле скваж.оп"ей воды в с откачках спользов опережающе ии испытат СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Опытно-фильтрационные работы,Под ред. В,Н. Шестакова и Д.Н, Баш"катова. И.: Недра, 1974, с. 204,Бузинов С.Н. и Умрихин И,Д, Гидрдинамические методы исследования скжин и пластов. Н,: Недра, 1973,с. 342.Авторское свидетеР 1472651, кл. Е 21(Я) УСтРОДСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛА (57) Использование:,в гидроге цеских и инженерно"геологичес каниях. Сущность изобретения: ройство содержит опущенн. в ну датчик уровня, расположенные наповерхности распрелелитель потока, емкость и соединенный с датчикомуровня регистратор уровня, эжектор в видеподводящего трубопровода, сопла, ка"меры смешения, диффузора и отводящеготрубопровода, рвсположеннцй на поверх"ности центробежный насос, размещен"ные в емкости диффузорный приемник ра"боцего потока с отражателем на выходе,тарельцатый клапан с уплотнительнойпрокладкой, сливной патрубок, закреп"ленный в дне емкости, расположенныйнад сливным патрубком и прикрепленныйк стенке емкости цилиндр с крцшкой,а также размещенные в цилиндре и шар"нирно соединеннце с тарельчатым кла"паном шток и поршень, при этом центро"бежный насос сообщен через распреде"литель потока своей напорной .частьюс подводящим трубопроводом эжектооаи подпоршневой полостью цилиндра, априемной цастью " с нижней частьюемкости, нижняя цасть диФФузорногопоиемника потока соединена с.отводя"щим трубопроводом, сливной патрубоксообщен со скважиной, а эжектор установлен в скважине. 1 ил.Недостатком таких устройств явля"ется невысокая точность определенияФильтрационных параметров пластов прибольших расходах времени на исследо"5ванияИзвестно также устройство для оп"ределения Фильтрационных параметровпластов, включающее изменение уровняводы в стволе скважины путем налива 1 Ов нее Фиксированного объема воды,наблюдение за процессом его восста"новления и по полученным данным, ис"пользуя известные Формулы налива иоткачек, опРеделяют Фильтрационные 15характеристики 1,свойства) вскрытыхскважиной горных пород,Недостатком такого устройства яв"ляется то, что для его выполнения тре" .буется вода и специальные емкости щодля ее доставки, а также приспособ"ления для налива ее в скважину. Крометого, условия налива оказывают влия"ние на точность исследований и воспро"изводимость результатов, поскольку из 25менение уровня воды в стволе скважинызависит от глубины залегания уровня,диаметра скважины, скорости залива,характеристик процесса стекания жид"кости по стенкам скважины и т.,п, ЗОНаиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату кпредлагаемому является устройство дляопределения Фильтрационных парамет"ров пласта, включающее оголовок с З 5герметичным узлом для подсоединенияк обсадной или фильтровой колонне "труб и установленным йа нем патруб"ком для соединения внутренней полостискважины с атмосферой и размещенные 4 Она патрубке манометр и вакууметр,дат"чик уровня воды, соединенный кабелемс самописцем, источник сжатого возду"ха и емкость с водой, сепаратора с отводящей трубкой, газо"газового и га" 45зо"жидкостного эжекторов с приемным инапорным патрубками, диффузорами,причем приемный патрубок газо"газово"го эжектора герметично и соосновставлен в верхнюю часть сепаратора,диффузор газо"жидкостного эжекторасоединен герметично с сепаратором покасательной к его корпусу, напорныепатрубки эжекторов присоединены к источнику сжатого газа, а приемный пат"рубок газо"жидкостного эжектора " кемкости с водой.Недостатком известного устройстваявляется инерционность вакуумно-пнев" матического механизма воздействия наскважину для возмущения уровня водыв ней, что сказывается на точности оп"ределения величины Фильтрационных параметров пласта, По воспроизведенным дляпрототипа дайным ошибка может достигать201 и более в зависимости от Фильтрацион-ч - Фных своиств горных пород опробуемоговодоносного пласта. Срававнение значений Фильтрационных параметров пласта,полученных с помощью предлагаемогоустройства и воспроизведенных дляпрототипа, производилось с даннымипо ранее пров еденным в этих скважинахкустовым откачкам на Егорьевском мес"торождении Фосфоритов в МоМосковской области.,Целью изобретения является повышение точности определения Фильтрацион ных параметров пласта.Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения Филътрационных параметров пласта, содержащее опущенный в скважину датчик уров" ня, расположенные на поверхности рас" пределитель потока, емкость и соеди" ненный с датчиком уровня регистратор уровня, эжектор в виде подводящего трубопровода, сопла, камеры смешения, диффузора и отводящего трубопровода,. снабжено расположенным на поверхнос" ти центробежным насосом, размещеннымв емкости диффузорным приемником рабо" чего потока с отражателем на выходе, тарельчатым клапаном с уплотнительной прокладкой, сливным патрубком, эакреп" ленным в дне емкости, расположенным над сливным патрубком и прикрепленным к стенке емкости цилиндром с крышкой, а также размещенными в цилиндре и шар" нирно соединенными с тарельчатым кла" паном штоком и поршнем, при этом цент" робежный насос сообщен через распределитель потока своей напорной частью с подводящим трубопроводом эжектора и подпоршневой полостью с нижней частью емкости, нижняя часть диффузорного приемника потока соединена с отводя" щим трубопроводом, сливной патрубок сообщен со. скважиной, а эжектор уста" новлен в скважине.На чертеже представлено предлагае" мое устройство для определения Фильт" рационных параметров пласта, общий вид.Устройство включает центробежныйнасос 1, установленный на поверхности5 .17782 рядом со скважиной 2, опущенный в скважину 2 эжекторный водоподъемник, состоящий из подводящего трубопровода 3, сопла 4, камеры смешения 5, диффу" зора 6 и отводящего трубопровода 7, емкости 8 установленной над скважи" ной с закрепленным в ее дне сливным патрубком 9 и размещенным в ней диф" Фузорным приемником рабочего потока 10, .который соединен муфтой 11 с от" водящим трубопроводом 7 и снабжен от" ражателем на выходе 12, прикрепленным к стенке емкости 8 с помощью ;.с;г кронштейна 13 цилиндром 14 с крышкой 15 15, а также размещенными в цилиндре 14 поршнем 16 и штоком 17, шарнирно прикрепленным к штоку 17 тарельчатым клапаном 18 с резиновой прокладкой 19, трубопровод 20, соединяющий ниж" 20 нюю часть емкости 8 с приемной частью центробежного насоса 1, напорный тру" бопровод 21 с распределителем пото" ка 22, соединяющий через угольник 23 и муфту 24 с подводящим трубопроводом 3, трубопровод 25, соединяющий распре" делитель потока 22 с подпоршневой полостью 26 цилиндра 14, рукав 27, от" водящий из емкости 8 воду 28 через сливной патрубок 9 в скважину 2, дат" ЗО чик 29 уровня воды, размещенный в сква" жине, прибор 30, регистрирующий поло" жение и изменения уровня воды в сква" жине 2, кабель 31, соединяющий дат" чик 29 с прибором 30.ЗбУстройство работает .следующим об" разом.В подготовленную для опробования скважину 2 опускают на кабеле 31 дат" чик 29 уровня воды на глубину на 40 1-2 м больше, чем величина возможного.возмущения уровня,и соединяют датчик 29 посредством кабеля 31 с вторичным прибором 30 для регистрации положения и изменения уровня воды в скважине 2. Затем в скважину 2 примерно на эту же глубину опускают эжекторный водо" подъемник (3-7) и монтируют на устье емкость 8 со всеми трубопроводами,эжекторйыми узлами и кранами (9"27), щ а также центробежный насос 1. После этого распределителем потока 22 пере" крывают напорный трубопровод 21 (по" зиция фан), в емкость 8 наливают не" . большое количество воды и с помощью 56 распределителя потока 22 сообщают(позиция "б") напорную часть центро" бежного насоса 1 через напорный трубо" провод 21, угольник 23 и муфту 24 с 88 бподводящим трубопроводом 3. Вода, от" качиваемая из емкости 8, над нагором подается к соплу 4, а оттуда вместе с эжектируемой водой из скважины 2 поступает в камеру смешения 5, диффу" ор 6, отводящий трубопровод 7, диффузорный приемник рабочего потока 10, а затем из"под отражателя 12 в ем" кость 8. При этом уровень воды 28 в емкости 8 начинает быстро подниматься. При достижении уровнем воды 28 нижних кромок отражателя 12 центро" бежный насос выключается. К этому мо" менту из"за изъятия воды из скважины 2 статический уровень воды 32 резко снизится до положения 33 и начнется процесс его восстановления, Окончани" ем восстановления уровня считается момент времени, когда уровень воды 33 в скважине не достигнет до статичес" кого 32 на величину, составляющую ме" нее 5 от величины его изменения.После восстановления уровня воды в скважине 2, связанное с изъятием ее некоторого количества из скважины, производят обратное действие, т.е. заливают эту воду из емкости 8 в скважину 2. Для этого распределителем потока 22 сообщают напорный трубопровод 21 с трубопроводом 25 (позиция "в") и включают центробежный насос 1, В результате этого, вода из емкости 8 через насос 1 под напором поступает в подпоршневую полость 26 цилиндра 14, поршень 16 сдвигается вверх до упора с крышкой 15, тарельчатый клапан 18 мгновенно разуплотняет сливной патру" бок 9 и вода 28 через этот патрубок и рукав 27 поступает в скважину 2. Когда уровень воды 28 в емкости 8 снизится до верхних кромок сливного .патрубка 9 выключаются центробежный насос 1 и с помощью датчика 29 уров" ня на приборе 30 регистрируют процесс восстановления уровня 34 воды в скважине 2 до статического 32. такая схема позволяет резко увеличить скорость налива воды в скважину в сравнении с обычным самотечным отводом ее из бака.После проведения эксперимента, вна" чале демонтируется емкость 8 со всеми трубопроводами, эжекторными узлами и кранами (9"27), отсоединяется центро" бежный насос 1, а затем из скважины 2 извлекается эжекторный водоподъемник (3"7) и на кабеле 31 датчик 29 уровня воды.10 Величина коэффициента Фильтрацииили водопроводимости рассчитываетсяпо существующим гидродинамическим за"висимостям (Формулам) для опытных на"ливов или откачек по данным кривыхвосстановления уровня воды в скважи"нах, полученных после его возмущенияпредлагаемым устройством. Для расчетов используются средние арифметические значения, полученные при пониже"нии и повышении уровня.Использование предлагаемого уст"ройства позволяет повысить точностьопределения фильтрационных параметров водоносных пластов (горизонтов)за счет практически мгновенного изме"нения уровня воды в скважине путембыстрого изъятия из скважины, либопоследующего сброса в нее строго ли"митированных (дискретных) объемовводы. Данные условия наиболее полносоответствуют расчетным зависимостям,полученным при решении математической задачиописывающЕй данный природ"ный процесс.,Сопоставление результатов опреде"ления с помощью предлагаемого устрой"ства и воспроизведенных данных дляпрототипа с наиболее достоверными ре"зультатами, полученными по кустовойоткачке, проведены по ряду скважинна Ггорьевском месторождении Фосфори"тов в Московской области, При этом,ошибка в определении величины коэффициента водопроводимости составляетсоответственно для предлагаемого уст"ройства 6,5-11,23, а для прототипа11,5"214. Таким образом использованиепредлагаемого устройства позволит по"высить точность определяемых параметров на 5"104 за счет наиболее точногосоответствия условий постановки ирешения математической задачи, описывающей данный процесс. Кроме того,5 20 25 30 35 40 45 использование предлагаемого устройства улучшает условия эксплуатации, так как устройство компактно и мобильно, не загрязняет окружающую среду.Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства для определения Фильтрационных параметров пласта на 400 опро" бований составит свыше 100 тыс, руб,Формула изобретенияУстройство для определения Фильт" рационных параметров пласта, содержа" щее опущенный в скважину датчик уровня, расположенные на поверхности рас" пределитель потока, емкость и .соеди" ненный с, датчиком уровня регистратор уровня, эжектор в виде подводящего ", трубопровода, сопла, камеры смешения, диффузора и отводящего трубопровода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабже" но расположенным на поверхности цент" робежным насосом, размещенным в емкос" ти диффузорным приемником рабочего по" тока с отражателем на выходе, тарель" чатым клапаном с уплотнительной про" кладкой, сливным патрубкомзакрепленным в дне емкости, расположенным над сливным патрубком и прикрепленным к стенке емкости цилиндром с крышкой, а.также размещенными в цилиндре и шарнирно соединенными: с тврельчатым клапаном штоком и поршнем, при этом центробежный насос сообщен через распределитель. потока своей напорной частью с подводящим трубопроводом эжектора и подпоршневой полостью цилиндра, а приемной частью " с. нижней частью емкости, нижняя часть диффузор" ного приемника .потока соединена с от" водящим трубопроводом, сливной патру бок сообщен со скважиной, а эжектор установлен в скважине.1778288 Составитель А КурманеТехред М. Моргентал актор Я. Ходакова Корректор А. Мо бинат Патент.", г, Ужгород,1 роизводственно-иэдатепьски арина,101 Заказ 4170 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изобр113035, Москва, Ж, Ра Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5