устройство контроля за разработкой и эксплуатацией газовой скважины

Формула изобретения

Устройство контроля за разработкой и эксплуатацией газовой скважины, содержащее корпус цилиндрической формы, сверху которого находится узел стыковки, в самом корпусе установлены датчики расхода осевого потока и горизонтального потока газа, датчики влажности, давления, шума, температуры, гамма-каротажа, локатора муфт, блок питания и электронные платы, на корпусе установлен центратор, центрирующий само устройство по оси скважины, отличающееся тем, что диаметр корпуса датчика расхода осевого потока газа выполнен больше диаметра корпуса устройства и имеет осевые отверстия входа и выхода газа, на корпусе датчика осевого расхода газа дополнительно установлен юбочный центратор, центрирующий устройство по оси скважины и направляющий основной осевой поток газа, идущий от устья к забою через входные и выходные отверстия корпуса датчика расхода осевого потока, в корпусе устройства выполнены входные и выходные отверстия для датчика расхода горизонтальных потоков газа, расположенные на одном уровне по высоте и их размеры меньше ширины лопасти датчика расхода горизонтального потока газа, и они выполнены со смещением от оси корпуса прибора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывакзщей промышленности, в частности для осуществления контроля за разработкой и эксплуатацией нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин и эксплуатацией подземных хранилищ газа.

Известна скважинная аппаратура “Приток - 2М”, осуществляющая контроль за разработкой и эксплуатацией скважин /1/.

Для измерения параметров скважины аппаратура содержит следующие первичные преобразователи: термометрии, термокондуктивной индикации притока - датчик стержневого типа, диэлектрической индикации влажности, барометрии, индукционной резистивиметрии, естественной гамма-активности горных пород для “привязки” глубин, магнитной локации нарушения сплошности труб, сканирующей интегральной расходометрии - турбинка максимально приближена к стенке обсадной колонны, расположена на центраторе под углом к оси устройства, блок телеметрии.

Недостатком данной конструкции скважинной аппаратуры “Приток-2М” является то, что измерения потока газа не могут быть произведены с высокой точностью по следующим причинам:

- турбина находится в приближении к одной из стенок обсадной колонны, следовательно, через нее проходит только часть потока газа, что снижает точность показаний, а при поглощении пластом (при закачке газа) или отдаче продуктивного пласта при работе скважины на турбинку, расположенную под углом относительно оси скважинного прибора, действуют вертикальные и горизонтальные потоки газа, при данной конструкции их разделение на составляющие потоки невозможно, что затрудняет точно определить поглощение или отдачу определенного продуктивного пласта, а наличие термокондуктивной индикации притока-датчика стержневого типа предусматривает наличие подачи большого количества электроэнергии, что исключает возможность длительной работы скважинной аппаратуры в автономном режиме (без кабеля).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является скважинная аппаратура АГАТ-КСА-36 /2/.

Скважинная аппаратура АГАТ-КСА-36 содержит 7 различных датчиков и состоит из 4 модулей базового модуля, модуля ГК, модуля влагомера или резистивиметра и модуля высокочувствительного датчика расхода газа со складывающейся турбинкой и центратора. Базовый модуль содержит датчики давления, температуры, термоиндикатора потока, датчика расхода и локатор муфт.

При закачке газа в скважину поток проходит через датчик расхода базового модуля и вьюокочувствительный датчик расхода со складывающейся турбинкой, а также термоиндикатор потока.

Недостатком известной скважинной аппаратуры является то, что высокочувствительный датчик расхода со складывающейся турбинкой находится не в корпусе, и на него действуют вертикальные и горизонтальные потоки газа, при данной конструкции их разделение на соответствующие потоки невозможно, что затрудняет точно определить поглощение или отдачу определенного продуктивного пласта, а датчик расхода базового модуля расположен в корпусе с вырезанными окнами, имеющими размеры больше лопастей датчика расхода, что позволяет боковым потокам газа воздействовать на обе стороны лопасти, что значительно понижает точность замера и затрудняет точно определить приемистость или отдачу определенного продуктивного пласта.

Целью настоящего изобретения является повышение точности определения приемистости всех продуктивных пластов по всему профилю скважины, возможность определения эффективности пластов для рационального формирования подземного хранилища и эффективной их эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве контроля за разработкой и эксплуатацией газовой скважины, содержащем цилиндрический корпус, сверху которого находится узел стыковки, в самом корпусе установлены датчики расхода осевого потока и горизонтального потока газа, датчики влажности, давления, шума, температуры, гамма-каротажа, локатора муфт, блок питания и электронные платы, на корпусе установлен центратор, центрирующий само устройство по оси скважины, согласно изобретению диаметр корпуса датчика расхода осевого потока газа больше диаметра корпуса устройства и имеет осевые отверстия входа и выхода газа, на корпусе датчика осевого расхода газа дополнительно установлен юбочный центратор, центрирующий нижнюю часть устройства с датчиком расхода осевого потока газа по оси скважины и одновременно направляющий основной осевой поток газа, идущий от устья к забою, через входные и выходные отверстия корпуса датчика расхода осевого потока, в корпусе устройства выполнены входные и выходные отверстия для датчика расхода горизонтальных потоков газа, расположенные на одном уровне по высоте, и их размеры меньше ширины лопасти датчика расхода горизонтального потока газа, а также они выполнены со смещением от оси прибора.

Величину смещения входных и выходных отверстий определяют величиной Е для воздействия горизонтальных потоков газа только на одну сторону лопастей датчика расхода горизонтальных потоков газа, что исключает торможение вращения лопастей и значительно увеличивает чувствительность датчика.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1, центратор 2 и юбочный центратор 3 с полостью А, датчик 4 расхода горизонтального потока газа с отверстиями 5, датчик 6 расхода осевого потока газа, корпус 7 датчика 6 расхода осевого потока газа с полостью В и с входными отверстиями 8 и выходным отверстием 9, датчик влажности 10, датчик давления 11, датчик шума 12, датчик температуры 13, датчик гамма-каротажа 14, локатор муфт 15, блок питания 16 и спусковое устройство 17.

Для лучшего улавливания осевого потока диаметр корпуса 7 датчика 6 расхода осевого потока газа больше диаметра корпуса 1 устройства.

Скважинное устройство работает следующим образом.

Скважинное устройство с помощью спускового устройства 18 спускают в скважину и при достижении исследуемого участка устройство фиксируют и включают для измерения исследуемых параметров при закачке газа в скважину или при работе скважины.

Поток газа, идущий от устья до забоя вдоль корпуса устройства, попадает в полость А юбочного центратора 3 и направляется во входные отверстия 8 в корпусе датчика 6 расхода осевого потока газа, попадая в полость В. Поток газа, вращая лопасти датчика 6 расхода осевого потока газа, выходит через выходное отверстие 9, при этом горизонтальные потоки газа не влияют на скорость вращения лопастей датчика 6 расхода осевого потока газа, так как его лопасти защищены корпусом от горизонтальных потоков газа.

Данные датчиков, полученные на определенном участке, передаются по кабелю на поверхность или записываются на твердую память. Следующие участки скважины исследуются поочередно.

При поглощении газа пластом (при закачке) или отдачи газа продуктивным пластом при работе скважины горизонтальные потоки проходят через отверстия 5 датчика 4 расхода горизонтального потока, вращая лопасти датчика горизонтальных потоков газа, при этом вертикальный поток газа не воздействует на лопасти датчика расхода горизонтальных потоков, так как входные и выходные отверстия 5 расположены на одном уровне и нет перепада высот и их размеры меньше ширины лопасти, а также горизонтальные потоки газа, проходя через отверстия 5, которые выполнены со смещением (разрез А-А), воздействуют только на одну сторону лопастей датчика 4 расхода горизонтальных потоков газа, что повышает точность замера.

При необходимости устройство остается в скважине и может работать при работе скважины на отдачу газа, то есть при движении его от забоя к устью.

Использование предлагаемого устройства позволит более точно определять приемистость или отдачу продуктивных пластов по всему профилю газовой скважины благодаря ликвидации влияния при замерах скорости движения вертикальных и горизонтальных потоков газа друг на друга.

Данное изобретение позволит рационально формировать подземные хранилища газа и впоследствии эффективно их эксплуатировать.

Источники информации

1. Аппаратура для исследования действующих скважин. Научно-техническая продукция “Каротажник”, №82, с.270-271.

2. Комплексная скважинная аппаратура АГАТ-КСА-36. ОАО НПФ “ГЕОФИЗИКА”. Проспект выставки “ГАЗ НЕФТЬ 2000”, Уфа, 25-27 апреля 2000 г.