Скважинный пробоотборник

 

Изобретение касается отбора проб пластовых флюидов из буровых скважин. Цель - повышение качества отбираемой пробы и эффективности эксплуатации. Пробоотборник содержит корпус 2 с непроточной пробоприемной камерой 1, сообщенной через впускной клапан с внешней средой и через дросселирующий элемент с балластной камерой (БК) 13. Пробоотборник имеет дополнительный дросселирующий элемент и узел зарядки БК 13 сжатым газом. В БК 13 образован гидрозатвор в виде трубки 14, сообщающей БК 13 через дросселирующий элемент с камерой 1. Дополнительный дросселирующий элемент установлен между впускным клапаном и камерой 1. В качестве балластной жидкости применяют инертную по отношению к отбираемой пробе жидкость. В качестве инертной жидкости используют жидкий металл - сплав на основе галлия. В качестве дросселирующего элемента использован вентиль. Под действием скважинного давления в точке отбора пробы балластная жидкость вытесняется из камеры 1 в БК 13. Вместо балластной жидкости в камеру 1 поступает отбираемая проба. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1472661 А1 (59 4 Е 21 В 49 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3907438/23-03 (22) 06.05.85 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности «Укргипрониинефть» (72) В. А. Ершов, В. А. Слободянюк, Л. И. Цальман и P. А. Махмудов (53) 622.243.68 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1051250, кл. Е 21 В 49/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1051249, кл. Е 21 В 49/08, 1982. (54) СКВАЖИННЫЙ ПРОБООТБОРНИК (57) Изобретение касается отбора проб пластовых флюидов из буровых скважин. Цель— повышение качества отбираемой пробы и эффективности эксплуатации. Пробоотборник содержит корпус 2 с непроточной пробоприемной камерой 1, сообщенной через выпускной клапан с внешней средой и через дросселирующий элемент с балластной камерой (БК) 13. Пробоотборник имеет дополнительный дросселирующий элемент и узел зарядки БК 13 сжатым газом. В БК 13 образован гидрозатвор в виде трубки 14, сообщающей БК 13 через дросселирующий элемент с камерой 1. Дополнительный дросселирующий элемент установлен между впускным клапаном и камерой 1. В качестве балластной жидкости применяют инертную по отношению к отбираемой пробе жидкость. В качестве инертной жидкости используют жидкий металл — сплав на основе галлия. В качестве дросселирующего элемента использован вентиль. Под действием скважинного давления в точке отбора пробы балластная жидкость вытесняется из камеры 1 в БК 13. Вместо балластной жидкоси в камеру 1 поступает отбираемая проба. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1472661

10 х 0

50 б

1

14зобретение относится к устройствам для

oooopa находящихся под давлением глубин« пх нроб пластовых флюидов из буровых

С К I! .« I< H H .

Целью изобретения является повышение качества отб ираемой пробы и эффективности эксплуа.гации пробоотборника.

На фиг. 1 пока"à"íà верхняя часть пробоотборника; на фиг. 2 и 3 — средняя часть; на фиг. 4 — — нижняя часть пробоотборника.

Скважинный пробоотборник включает нробоприемную камеру 1 (фиг.. и 3), образованную в корпусе 2 с переводниками 3. Последние соединены с корпусом 2

;1омошью резьбы, стечки в котсрой загермет1 зированы у нлотнительными э,1ементами 4.

Пробоприемная камера 1 сообщена с

: 1сшней средой через отверстие 5, впуск;,ой клапан 6, дополнительный дросселируктщий элемент в виде вентиля 7, выпол1.«н,ого в виде корпуса с иглой 8, уплот.:ной «вентиле 7 с помощью уплотнения 9 рсзьоо«о;. втулки 10. Внутри иглы 8 выпол„е . ка1:ал 11. Корпус вентиля 7 зафик, чрован в иереводнике 3 контргайкой 12. Пробоприемная камера 1 сообщена. через аналогичный дросселируюший элемент в виде венг11ля (фиг. 3) с балластной камерой 13, при:ем игла 8 этого вентиля используется как jðoññåëèðó!oùHé элемен T. В балластной камере 13 образован гидрозатвор в

«иде трубки 14, присоединенный с помощью !

:HHèäHoé гайки 15 и ниппеля 16 к штуцеру 17. Эта же камера снабжена узлом

i. H зарядки сжатым газом, выполненным в

«нде корпуса 8 с иглой 19., втулкой 20 и уп. Io I ните;и,.ми элемента !Н 21 и 22. Для

;1ре ioхранения узла зарядки от повреждений рн спуске нроооотборника в скважину на

;ор«у-; 11м.н ген наконечник 23. Корпус 18 з .;! зарядки сжатым газом соединен на

11.«1,11е г корпусом?4 балластной камеры 13.

В верхii=м вентиле 7 (фиг. 2) имеется : . I.ion! гнездо 25, а сам вентиль соеди

;„:: с Ilo.,"!oil!«þ резьбовой муфты 26 с клапанузлом, вклю-гаю1цим корпус 27 с впускны1, клапаном 6, унлотнительным элеменгом 28, пружиной 29 и уплотнениями 30. 3 с«ок очередь, клананный узел резьбовым соединением связан с механизмом 31 гпр11«ления впускным клапаном, включаю;цим корпус с отверстиями 5 для поступлен","- скважинного флюида и форклапан 32 у! I;10THHTåë«HHIìè э„1ементами 33. (.кважинный пробоотборник работает

:ле,гуюгцим образом.

Перед cllóñêîì пробоотборника в сква", ину нробоприемна я камера 1 заполня, тся балластной жидкостью, в качестве ко, орой может оыть применен жидкий металл, 1анример, на основе галлия. Для этого, но«орачивая корпус нижнего вентиля 7 оТНо. ительно нижнего переводчика 3, перекрывасооб111ение между пробоприемной 1 и

2 балластной 13 камерами. Разобщив корпуса 24 и 18, заполняют балластную камеру инертной жидкостью. Открутив иглу 19 на 2 — 3 оборота, вкручивают корпус 18 в корпус 24. При этом избыток балластной инертной жидкости вытесняется из балластной камеры 13, после чего закручивают иглу 19. Далее отсоединяют от клапанного узла механизма 31, в результате чего форклапан 32 выходит из своего посадочного места в клапанном узле, а впускной клапан 6, освобожденный от связи с форклаианом, отходит от своего посадочного места и опускается на торец верхнего вентиля 7.

Вращением верхнего вентиля 7 01носнтечьно верхнего пер водника 3 устанавливают сообщение пробоприемной камеры 1 через верхний вентиль 7 и клапанный зел с окружающей средой, после чего устанавливают пробоотборник в вертикальное положение так, чтобы пробоприемная камера 1 находилась над балластной камерой 13. Далее соединяют корпус 18 зарядного узла с помощью специальной переводной головки (не показана) с источником сжатого газа и, откручивая иглу 19 и открывая нижний вентиль 7 (фиг. 3), впускают сжатый газ в балластную камеру 13. При этом газ собирается в верхней части последней, вытесняя инертную жидкось из балластной камеры 13 через трубку 14, штуцер 17, нижний вентиль 7, канал 11, переводник 3 в пробоприемную камеру 1. Этот процесс зарядки продолжается до тех пор, пока балластная жидкость, заполнив камеру 1. не начнет выходить через верхний переводник 3, канал 11 в игле 8 верхнего вентиля и клапанный узел наружу. В этот момент приподнимают впускной клапан 6 так, чтобы произошла его посадка в посадочное место в клапанном узле, затем создают в балластной 13 и пробоприемной 1 камерах с помощью сжатого газа давление, избыточное над атмосферным, что приведет к дальнейшей герметизации впускного клапана 6. В результате пробоприемная камера 1 оказывается заполненной балластной жидкостью, а в балластной камере 13 поверхность раздела между сжатым газом и балластной жидкостью будет находиться в кольцевом пространстве между трубкой 14 и корпусом 24 образуя таким образом гидрозатвор, не позволяющий сжатому газу попадать в пробоприемную камеру 1. После этого закручиваю" иглу 19, а нижний вентиль 7 частично закрывают таким образом, чтобы в нем образовалось необходимое гидравлическое сопротивление для прохождения балластной жидкости из нробоприемной камеры 1 по трубке 14 в балластную камеру 13 и фиксируют данное положение нижнего вентиля 7 контргайкой. Далее соединяют впускной клапан 6 и пружину 29 с форклапаном 32, устанавливают на свои места подготовленный к работе механизм 31 и пиконеч—

1472661 ник 23, на этом подготовка пробоотборника к спуску, в скважину заканчивается.

В скважине в нужный момент механизм

31 открывает форклапан 32, в результате скважинная среда, окружаюшая пробоотборник, начинает воздействовать через окна 5 на клапан 6 и открывает его. Под действием скважинного давления в точке отбора пробы балластная жидкость будет вытесняться из пробоприемной камеры 1 в балластную камеру 13, а вместо балластной жидкости в камеру 1 будет поступать отбираемая проба. При этом за счет гидравлического сопротивлейия в нижнем вентиле 7 давление в пробоприемной камере 1 и вовремя ее заполнения отбираемой пробой будет поддерживаться на уровне давления в скважине в точке отбора, что предотвратит разгазирование пробы при ее поступлении в пробоприемную камеру 1. Переток балластной жидкости из камеры 1 в камеру 13 и, соответственно, поступление скважинного флюида в камеру 1 будут продолжаться до тех пор, пока давление газовой шапки, находящейся над уровнем балластной жидкости в балЛастной камере 13, не возрастает в результате сжатия газовой шапки до величины, равной давлению в скважине в точке отбора, после чего поступление пробы в пробоприемную камеру прекратится. Далее работа механизма 31 вызовет натяжение пружины 29, что приведет к посадке впускного клапана 6 на свое посадочное место в клапанном узле 27. После этого пробоотборник с отобранной пробой готов к подъему на поверхность.

При подъеме пробоотборника вверх по стволу скважины температура падает. Однако за счет наличия в балластной камере 13 определенного объема газа падение давления в пробоприемной камере 1 с пробой и в балластной камере 13, обусловленное падением температуры, будет меньше, чем в случае, когда приемную и балластную камеры заполняла бы жидкость. В результате давление внутри пробоотборника в его камерах 1 и 13 будет всегда больше, чем снаружи, и герметичность пробоотборника в связи с падением температуры нарушаться не будет.

Очевидно, что изменяя давление зарядки балластной камеры сжатым газом перед спуском пробоотборника в скважину, можно регулировать объем отбираемой пробы пластового флюида и соответственно часть объема пробоприемной камеры 1, в котором остается балластная жидкость. Давление зарядки следует выбирать таким, чтобы в приемной камере после поступления в нее пробы оставалось достаточное для описываемых ниже целей количество балластной инертной жидкости.

После подъема пробоотборника из скважины, сохраняя его вертикальное положение, при котором камера 1 находится выше ка

5 !

55 меры 13, закрывают нижний вентиль 7. 3атем переворачивают пробоотборник так, чтобы закрытый нижний вентиль 7 оказался сверху, а открытый вентиль 7 — снизу пробоприемной камеры 1. В результате балластная жидкость, оставшаяся в камере 1 переместится вниз, вытесняя часть отобранной пробы из простраства над впускным клапаном 6 из гнезда 25 и канала 11 в камеру 13. После этого закрывают второй вентиль 7, и вся отобранная проба скважинного флюида вместе с некоторым количеством балластной жидкости окажется в камере 1. Затем отсоединяют наконечник 23, с помощью вентиля узла зарядки сбрасывают давление в балластной камере 13 до атмосферного, после чего отсоединяют корпус

24 балластной камеры 13 от нижнего вентиля 7, а трубку 14 — от штуцера 17. Далее отсоединяют от клапанного узла 27 механизм 31, сбрасывают давление балластной жидкоси в полости между впускным клапаном 6 и закрытым верхним вентилем 7 и отсоединяют клапанный узел вместе с муфтой 26 от верхнего вентиля 7. После этого пробоприемная камера 1 с отобранной пробой готова для использования в качестве сосуда равновесия — автоклава в установке для исследования проб пластовых флюидов. При этом балластная жидкость служит гидравлической жидкостью, с помощью которой изменяется объем пробы при исследовании, а также агентом, способствующим лучшему перемешиванию пробы и ускорению установления фазового равновесия.

Формула изоб ретения

1; Скважинный пробоотборник, включающий корпус с непроточной пробоприемной камерой, сообщенной через впускной клапан с внешней средой и через дросселирующий элемент — с балластной камерой. огличающийся тем, что, с целью повышения качества отбираемой пробы и эффективности эксплуатация, он снабжен дополнительным дросселируюшим элементом и узлом зарядки балластной камеры сжатым газом, причем в последней образован гидрозатвор в виде трубки, сообщающей балластную камеру через дросселирующий элемент с пробоприемной камерой, при этом дополнительный дросселирующий элемент установлен между впускным клапаном и пробоотборной камерой, а в качестве балластной жидкости применена инертная по отношению к отбираемой пробе жидкость.

2. Пробоотборник по п. 1. отличающийся тем, что в качества балластной инертной жидкости применен жидкий металл.

3. Пробоотборник по и. 1, отличающийся тем, что в -качестве жидкого металла используют сплав на основе галлия.

4. Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дросселируюшего элемента использован вентиль.

1472бб1

1472661

27

Составитель Е. Самойленко

Редактор М. Циткина Текред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 1689/36 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Госу1арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4l5

Производственно-издательский комбинат «Г1атепт». г. Ужгород, ул. Гагарина, !0!