Устройство для непрерывного автоматического отбора шлама при газовом каротаже скважин

 

О П Н- - -И-Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

269867

Сои)з Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 5а, 47г00

Заявлено 14.VI.1966 (¹ 1085023, 26-25} с присоединением заявки №

МПК Е 21Ь

Приоритет

Опубликовано 08.V.1970. Бюллетень ¹ 16

Комитет по делал) изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

У ЧК 622.243.66:550. .839 (088.8 }

Дата опубликования описания 8.1Х.1970

Авторы изобретения Г. И. Белоглазов, Л, И, Померанц, С. Г. Комаров, H. H. Герасимов, Б. Я. Кудымов, С. Н. Кукин и Н. H. Квашнин

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО

ОТБОРА ШЛАМА ПРИ ГАЗОВОМ КАРОТАЖЕ СКВАЖИН

Известно устройство для непрерывного автоматического отбора шлама при газовом карота «е скважин, содержащее блок подачи пульпы из желоба скважины, в состав которого входят бун керн ая головка, конусный раструб и направляющая труба, блок накопления шлама, включающий накопительную камеру, внутри которой находится заслонка с электромагнитным приводом и магазин кассет, автоматически поворачиваемый электромотором для последовательного накопления шлама в приемных кассетах.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматический отбор порций шлама с привязкой их к истинным глубинам и минимальными потерями пластового флюида. Оно отличается тем, что блок отбора шлама содержит шламосортирующую колонку в виде цилиндра, разделенного на секции фильтрующими решетками с последователт-но уменьшающимися переходными сечениями. Блок накопления шлама содержит сетчатые контейнеры габаритных фракций шлама с последовательно уменьшающимися проходными сечениями сеток. Каждый контейнер соединен с соответствующей секцией шламосортирующей колонки шт}цером, снабженным заслонкой с электромагнитным приводом. Контейнеры снабжены успокоителями потока пульпы и устройствF ми для маркировки порций шлама.

Блок )акопления шлама содержит узел динамической седпментации твердой фазы в виде вертикального расширяющегося кверху конуса, внутри которого на различных высотах установлены пробоотборные стаканы.

1-1а чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит пз блока I частичного отбора пульпы из устья скважины, блока II

10 непрерывного отбора и последовательного накопления раздельных габаритных фракций шлама и блока III последовательного накопления фильтрующихся фракций шлама.

Блок 1 для отбора части пульпы (бурового

15 раствора вместе со шламом} пз устья скважины без контакта с воздухом и подачи ее с постоянной объемной скоростью в блок ll отбора шлама. Блок I включает пульпоприемный конический раструб 1, сочлененный с ним

20 трубопровод 2 и центробежный насос 8 для подачи пульпы в блок 11. Раструб 1 помещен на дно желоба непосредственно на устье скважины.

Блок 11 для непрерывного отбора п после25 довательного накопления раздельных габаритны i фракций шлам и и поинтервальпой мчркпровки порций шлама по сигналам истинных глубин состоит из шламосортиру«)IlIBH колонки 4, контейнерог 5 — Т габаритных

30 фракций шлама, устройства 8 для пернодиче269867

3 ского перекрытия контейнеров и устройства 9 для поинтервальной маркировки порций отдельных фракций шлама.

Шламосортирующая колонка 4 состоит из цилиндрического герметизированного корпу са, разделенного на сообщающиеся сортирующие секции 10 — 18 с помощ1по кольцевых фильтрующих решеток 14, гребенчатых вращаюIIIHxcFl решеток 15, смонтированных на общем валу 16, и турбины 17, приводимой в движение струей пульпы, поступающей в колонку, или электродвигателя с редуктором для привода вала 16. Каждый из контейнеров 5 — 7 габаритных фракций шлама выполнен в виде разборного двухстворчатого цилиндрического сетчатого стакана с проходными отверстиями, обеспечивающими задер>канне частиц фракции шлама, отбираемой в данном контейнере.

Для успокоения потока пульпы и обеспечения последовательного складирования частиц шлама в каждом контейнере смонтирован профилированный успокоитель 17а потока пульпы. Ка>кдое устройство 8 состоит из заслонки 18, смонтированной в проходном отверстиии шл а мо выдаю щего штуцер à 19 с электромагнитным приводом 20, срабатывающим по сигналам командного устройства.

Устройство 9 для поинтервальной маркировки порций габаритных фракций шлама состоит из контейнера маркированных индикаторов и дозаторов 21 с электромагнитным затвором 22, сбрасывающим индикатор в соответствующий контейнер габаритных фракций шлама по сигналу HcTHFIHых глубин, поступак1щему от соответствующего устройства автоматической газокаротажной станции. Блок III для последовательного накопления фильтрующихся фракций шлама представляет собой конус динамической седиментации, состоящий из конуса 28, и встроенных в него пробоотборных стаканов 24 подогревательными элементами 25.

Работает устройство следующим образом.

Пульпа, выходящая на устье скважины, захватывается коническим раструбом 1 и благодаря создаваемому в нем скоростному напору транспортируется к центробежному насосу 8. Далее пульпа поступает по соединительному шлангу в корпус шламосортирующей колонки 4 через полость турбины 17, приводя во вращение вал 16 с гребенчатыми решетками. Концы гребней, проходя в кольцевых отверстиях фильтрующих решеток 14, очищают решетки и поддерживают пх в рабочем состоянии.

Прн прохождении пульпы по шламосортпрующей колонке фильтрующие решетки поочередно отделяют каждую заданную габаритную фракцию шлама так, что в каждой секции накапливаются порции заданной фракции шлама, Поэтому в секции 11 концентрируются частицы шлама с к)5 м11, в секции 12— с а=3,5 — 4,5 мя и в секции 18 — с сс=З ял.

Секция 10 не является сортирующей. Она предназначена для предварительного обога10

O го

60 щения поступающей пульпы и компенсации ее переменных расходов в отдельны.; частях устройства, возникающих по мере заполнения фракциями шлама сетчатых стаканов. Таким образом, эта секция выполняет роль гидравлического демпфера, стравливающего избытки жидкой фазы, не содер>кагцей представительных частиц шлама. Фильтрующая решетка 14 между секциями 10 и 11 имеет Ilpoxoдные отверстия минимал-.иых размеров и конструктивно расположена в тыловой части потока пульпы, поступающего в колонку. Так как пульпа циркулирует через эту решетку против движения потока пульпы, то в полости смежной секции 11 возникает гидродпнамический процесс прямоточной сепарации твердой фазы, направленный обратно направлению входа пульпы в решетку 14. В связи с этим в секцию 10 поступают вместе с буровым раствором только мелкие, не сепарпрующиеся, взвеси с малым инерционным моментом поступательного движеш1 я.

В рабочий момент фракционной сортировки шлама в секциях шламосортпрующей колонки заслонка 18 шламовыдающего штуцера 19 открыта, а заслонки шл".ìîâûäàloùHõ штуцеров, соединяющих секшш 11 и 12 с контейнерами 5 и 6, закрыты. Этим обеспечивается циркуляция всего объема обогащенной пульпы через все три фильтрующие секции и фракционная сортировка всего шлама, поступающего в колонку 4. Фракции шлама в секциях 11 H 12, отделенных от контейнеров 5 и 6 закрытыми заслонками, постепенно накаплива1отся в полостях секций. Для последу1ощей эвакуации задер>капн11х фракций в контейнеры 5 и 6 заслонки, закрывающие вход в эти контейнеры, периодически открываются на 1,5 — 2 сек, и накопленные порции шлама сбрасываются в контейнеры. Электромагнитный привод 20, управляющий этими заслонками, включается командным устройством по заданной программе времени или сигналам истинных глубин, поступающим от автоматической газокаротажной станции. Фракции шлама, выделяемые в секциях шламосортирующей колонки, при их транспортировке вместе с буровым раствором в контейнеры встречаются успокоителями 17а потока пульпы, благодаря чему порции фракций шлама по мере поступления осаждаются на дно сетчатого стакана контейнера. Через определенные интервалы глубин скважины по сигналам

HcTHFIHblx глубин, поступающих нз газокаротажной станции отдельно для каждой габаритной фракции шлама, срабатывает электромагнитный привод дозатора 21 соответствующего контейнера, и в контейнер сбрасывается маркированный индикатор, по которому отобранная порция шлама привязывается к определенному интервалу истинных глубин.

Мелкие фильтрующиеся частицы шлама отбираются в конусе 28 динамической седиментации, куда поступает буровой раствор, прошедший через сетчатые стаканы контейнеров

269867 стравленный через секпию 70 шламосортиующей колонки. В конусе 28 буровой раствор еремещается снизу вверх от узкой к широэй стороне внутренней полости конуса.

1елкие частицы шлама IIO мере увеличения роходпого сечения канала и снижения скоости напора теряют свой момент поступального движения и начинают отставать от гпдкой фазы, откладываясь в пробоотборные гакапы 24. Стаканы встроены в конус на азных высотах, поэтому седиментирующиеся

BcTHIIû шлама автоматически сортируются о фракциям, т. е. в стаканы, расположенные нижней части конуса, выпадают более крупые частицы, а в стаканы верхней части коуса — более мелкие. Выбрав необходимый гол конуса и расположив пробоотборные таканы в несколько ярусов, можно обеспеить отбор необходимого количества мелких ракций шлама. В пробоотборные стаканы строены подогревательные элементы 25, созающпе непрерывное конвекционное движеие пульпы в пробоотборных стаканах. Это сключает возможность застудевания пульпы пробоотборных стаканах при выключении

IëàìooTáoðíèêà и обеспечивает работу при язких буровых растворах.

Предмет изобретения

1. Устройство для непрерывного автоматиеского отбора шлама при газовом каротаже кважин, состоящее из блока отбора шлама, лока накопления шлама и блока отбора ульпы, обеспечивающего отбор части пульпы з желоба и принудительную подачу ее с потоянпой скоростью в блок отбора шлама, тличаюи1ееся тем, что, с целью последовасльного автоматического разделения и наопления шлама по габаритным фракциям, объемная скорость перемещения которых в затрубном пространстве скважины относительно бурового раствора постоянна для данной фракции, блок отбора шлама содержит

5 шламосортирующую колонку в виде цилиндра, разделенного на секции с помощью фильтрующих решеток с последовательно уменьшающимися переходными сечениями, а блок накопления шлама содержит ряд сетчатых контей10 перов габаритных фракций шлама с последовательно уменьшающимися проходными сечениями сеток, каждый из которых соединен с соответствующей секцией шламосортирующей колонки с помощью штуцера, снабженного

15 заслонкой с электромагнитным приводом, обеспечивающей сброс накопленных порций шлама по сигналу от командного устройства газокаротажной станции.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 20 что, с целью привязки отобранных габаритных фракций шлама к соответствующим интервалам глубины скважины, контейнеры снабжены успокоителями потока пульпы, обеспечивающими последовательное отложе25 ние порций частиц шлама фракции в контейнере, и устройствами для маркировки порций шлама, состоящими из хранилища маркированных индикаторов с электромагнитным затвором, сбрасывающим маркированный ин30 дикатор в контейнер через заданный интервал истинных глубин.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью последовательного отбора мелких габаритных фракций шлама, блок на35 копления шлама содержит узел динамической седиментации твердон фазы, выполненный в виде вертикального расширяющегося кверху конуса, внутри которого на различных высотах установлены пробоотборные стаканы.

269867

22

Составитель Э. А. Терехова

Редак-.ор Б. Б. Федотов Техред А. А. Камышникова Корректор Е. В. Фомина

Заказ 2396/15 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретениш и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2