Пробоотборник для испытателя пластов

 

Изобретение относится к области исследований в скважинах, а именно к устройствам для отбора глубинных проб флюидов, и предназначено преимущественно для использования совместно с испытателями пластов на трубах. Цель - получение предварительной информации о наличии и качестве отобранной пробы. Пробоотборник содержит пробоотборную камеру (ПК) 1 с узлом 2 выпуска пробы, клапанный узел с полым золотником 5, сообщающим ПК 1 с приточным отверстием 7, герметичную камеру 8 привода золотника 5 с дополнительным узлом 28 выпуска пробы, реечным штоком (РШ) 21 с выступами, имеющими односторонний скос 23, кроме верхнего скоса, взаимодействующими с пружинящими лапами 20 цанги 19. Последняя связана через шток 16 с манометрической пружиной 13, расположенной в камере 11, сообщенной со скважинным пространством. Камера 8 выполнена с возможностью сообщения с приточным отверстием 7 в нижнем положении золотника 5. По мере спуска испытания пластов в скважину гидростатическое давление среды возрастает и шток 16, растягивая пружину 13, перемещается в камеру 9 на величину L. При этом пружинящие лапы 20 перемещают РШ 21 и золотник 5 вниз на величину L, равную расстоянию между соседними выступами РШ 21. Когда в результате очередного падения давления лапы 20 входят в проточку 24, последующий рост давления смещает золотник 5 и проба из скважинного пространства поступает через приточное отверстие 7 в канал 4 и далее разделяется на два потока. Один заполняет камеру 8, а другой через отверстие 10 в РШ21 и канал 27 золотника 5 заполняет ПК 1. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1535977 (51)5 Е 21 В 49 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4be 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4376625/23-03 (22) 09. 02. 88 (46) 15.01.90. Бюл. № 2 (7l ) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) К. Г. Хамзин (53) 622.243.68 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1090062, кл. Е 21 В 49/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1478724, кл. Е 21 В 49/08, 1987.

2 (54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к области исследований в скважинах, а именно к устройствам для отбора глубинных проб флюидов, и предназначено преимущественно для использования совместно с испытателями пластов на трубах. Цель — получение предварительной информации о наличии и качестве отобранной пробы. Пробоотборник содержит пробоотборную камеру (ПК) 1

1535977

P ) Р: Р., где Р.;-50

p,„ã, 55

Н с узлом 2 выпуска пробы, к; апанный узел с полым золотником 5, сообщающим ПК 1 с приточным отверстием 7, герметичную камеру 8 привода золотника 5 с дополнительным узлом 28 выпуска пробы, реечным штоком (РШ) 21 с выступами, имеющими односторонний скос 23, кроме верхнего скоса, взаимодействующими с пружинящими лапами 20 цанги 19. Последняя связана через шток 16 с манометрической пружиной 13, расположенной в камере 11, сообшенной со скважинным пространством.

Камера 8 выполнена с возможностью сообщения с приточным отверстием 7 в нижнем положении золотника 5. По мере спуска испытателя пластов в скважину гидроИзобретение относится к исследованиям, в скважинах, конкретно к устройствам для отбора глубинных проб флюидов, и предназначено преимущественно для использования совместно с испытателями пластов на трубах (ИПТ).

Цель изобретения — получение предварительной информации о наличии и качестве отобранной пробы.

На фиг. 1 показан пробоотборник, продольный разрсз, закрытое положение притока; на фиг. 2 - клапанный узел, период поступления пробы; на фиг. 3 и 4 — расположение отдельных элементов пробоотборника в период поступления пробы.

П робоотбор ни к включает пробоотборную

Kdìåðó 1, в нижней части которой установлен вентиль 2 для выпуска пробы и перевода ее в аппаратуру для исследования.

К камере присоединен корпус 3 клапанного узла с каналом 4 для прохода пробы, в котором размещен полый золотник 5.

Канал 4 сообщается с полостью пробоотборной камеры 1 через подпружиненный обратный клапан 6 и с окружакгшей средой через приточное отверстие 7 для входа пробы lривод золотника 5 размещен в камере 8, соединенной с корпусом 3. Камера 8 образует дополнительную пробоотборную камеру 9, сообшаюшуюся с каналом 4 для прохода пробы и пробоотборной камерой 1 через отверстие 10, центральный канал золотника 5, канал 4 и клапан 6.

Камера 8 соединена с камерой !1, которая сообшается с окружающей средой через отверстие 12. В этой камере установлена манометрическая пружина 13, которая сверху связана с регулировочным винтом 14 через якорь 15, а снизу соединена с гладким штоком 16, имеющим утолгцение 7 со стороны пружины 13, служашим упором.

Шток 16 через сальник 18 пропушен в камеру 9 и соединен с цангой !9, торец которой статическое давление среды возрастает и шток !6, растягивая пружину 13, перемешается в камеру 9 на единицу L. При этом пружинящие лапы 20 перемещают РШ 21 и золотник 5 вниз на величину 1, равную расстоянию между соседними выступами

РШ 21. Когда в результате очередного падения давления лапы 20 входят в проточку 24, последующий рост давления сместит золотник 5, а проба из скважинного пространства поступает через приточное отверстие 7 в канал 4 и далее разделится на два потока. Один заполняет камеру 8, а другой через отверстие 10 в РШ 21 и канал 27 золотника 5 заполняет ПК 1.

15" 4 и служит вторым упором для штока (6.

Пружинящие лапы 20 цанги 19 взаимодействуют с реечным штоком 21, на верхней части которого для этого выполнены проточки 22, а в нижней части шток 21 соеди2я нен с золотником 5. Выступы 23 имеют односторонний скос, кроме последнего, который со стороны проточки 24 скоса не имеет.

Величина рабочего хода реечного штока 2! (фиг. 1) определяется соотногцением 21 L I, где I ша" выступов реечного штоЗР ка. На утолщениях золотника 5 имек>тся уплотнения 25 и 26, которыс разобшают участок канала 4, сообщаюшегося с отверстием 7. В золотнике выполнен канал 27, сообшаюгций участки канала 4, расположенные вы не It ниже золотника через отверс35 тие 10. Камера 8 привода снабжена узлом 28 для выпуска пробы.

Пробоотборник работает следуюшим образом.

При эксплуатации пробоотборник разме40 гцается в составе ИПТ ниже впускного клапана испытателя пластов, желательно под пакером, т. е. ближе к исследуемому пласту. Перед спуском в скважину с помоIllblo ре гул и ровоч ного винта 14 создают предварительное натяжение пружины 13, при45 чем величину натяжения рекомендуется выбирать из условия гидростатическое давление в скважине на глубине установки пробоотборника; давление окружающей среды в месте нахождения пробоотборника после открытия впускного клапана ИПТ; давление, действующее на шток 16 со стороны камеры 9, при котором торец цанги 19 достигает упора 8 (соответствует усилию предвари35977 е в проточке 24 штока 21, которая не имеет скоса для выхода из зацепления, переместят шток 21 и золотник 5 обратно на величину хода I, уплонение 26 перейдет через отверстие 7, которое окажется изолированным между уплотнениями 25 и 26, а в камерах I и 9 будут изолированы идентичные по составу пробы.

Устанавливая лапы цанги в различных проточках 22, можно заранее задать, на каком цикле испытания пласта должна быть отобрана проба.

После снятия пакера ИПТ с места гидростатическое давление окружающей среды значительно повышается, поэтому шток 16, растягивая пружину, будет перемешаться внутрь камеры 9, стремясь открыть отверстие 7. Однако это приведет лишь к некоторому сбросу давления в камере 9, а отверстие 7 затем снова будет перекрыто.

Герметичность пробы в камере 1, благодаря наличию обратного клапана 6, нарушено не будет. Состав пробы в камере 9 при этом не изменится, а для того, чтобы не произошло разгазирования пробы нефти, предварительное натяжение пружины 13 должно отвечать условию Р„)Р где Р давление, при котором начинается разгазирование нефти. Это учитывается при подготовке пробоотборника к работе. достижении определенного значения (P,")

)P.) шток 16, растягивая пружину 13, нач- !0 нет перемещаться в камеру 9 на величину хода L (фиг. 1) до упора утолщения 7 в корпус камеры 8. При этом пружинящие лапы 20 переместят шток 2! и золотник 5 вниз на величину 1, равную расстоянию между соседними выступами штока 21.

После того, как ИПТ достигнет места установки, а зона испытываемого пласта в скважине будет изолирована пакером, открывают впускной клапан ИПТ. Давление окружающей среды под пакером резко 20 снижается до значения Р.п, так как подпакерная зона при этом сообщается с полостью колонны пустых труб, на которых ИПТ был спущен в скважину. Шток 16 под действием пружины 13 совершает обратный ход на величину L до упора торца цанги 19 в корпус камеры 9. Лапы 20 по скосу выступа 23 переместятся в следующую проточку штока 21, который при этом остается неподвижным, за счет удержания уплотнения 25 и 26.

Формула изобретения

l5 тельного натяжения пружины 13 и определяется при тарировке привода).

Лапы 20 цанги устанавливаются в одной из проточек 22 в зависимости от того, на каком цикле изменения давления окружающей среды необходимо отобрать пробу.

По мере спуска ИПТ в скважину гидростатическое давление среды возрастает и по

После периода притока жидкости из пласта в трубу клапан ИПТ закрывают, и приток прекращается. Под пакетом начинается интенсивный рост давления, стремяшийся к значению давления жидкости в пласте. Шток 16 по мере роста давления, растягивая пружину 13, снова перемегцается в камеру 9 на величину хода L. Лапы 20 цанги перемещаюг шток 21 и золотник 5 еще на величину I, Лапы 20 цанги перемещают шток 2! и золотник 5 еще на величину I. При следующем цикле падения давления окружающей среды лапы цанги 20 перейдут в следующую проточку на штоке 21, а при повышении давления еще раз сместят шток 21 и золотник 5 на величину I. Когда в результате очередного падения давления лапы цанги войдут в проточку 24 (фиг. 3), а последующий рост давления сместит золотник 5, уплотнение 26 в канале 4 перейдет за отверстие 7 (фиг. 2), а проба жидкости из окружающей среды начнет поступать через отверстие 7 в канал 4 Далее проба жидкости делится на два потока — один поток заполняет камеру 9, а другой - через отверстие !О, канал 27 и клапан 6 заполняет пробоотборную камеру 1, Рост давления в камере 9 приведет к ситуации, когда шток 16 под действием пружины 13 будет перемецгаться в направлении пружины до крайне о верхнего положения. При этом лапы 20 ца ги, на хо.гящиеся в зацеплении

После извлечения пробоотборни ка из скважины, используя дополнительный узел

28 выпуска пробы, определяют наличие давления н камере 9, загем выпускают пробу и получают информацию о ее качестве и составе, которые соответствуют составу пробы в камере 1. На основе полученной информации принимают оперативное решение о дальнейших работах в скважине н направлении пробоотборной ка меры 1 с пробой в стационарную лабораторию для детального анализа пробы.

П рименение предложенной конструкции пробоотборника позволяет предупредить принятие ошибочных решений о проведении дальнейших работ в скважине непосредственно после испытания пласта и определить целесообразность транспортировки пробоотборника в стационарную лабораторию для проведения детального анализа пробы.

Г!робоотборник для испытателя пластов; содержащий пробоотборную камеру с узлом выпуска пробы, клапанный узел с полым золотником сообщающим пробоотборную камеру с приточныч отверстием, камеру привода золотника с размещенным в ней реечным штоком с выступами, взаимодействующими с пружинящими лапами цанги и через них с манометрической пружиной установленной в отдельной камере, отличаюи(ийся тем, что, с целью получения пред!

535977

2,У

Фиг. 5

Pua Z

Сост а в ител ь F.. С а мойл е н ко

Редактор М. Келемеш Техред И. Верее Корректор T. 1 алий

Заказ 89 Тираж 4 «() Подпис нос

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 45

Производственно-издательский комбинат «Патент««, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

7 варительной информации о наличии и качестве отобранной пробы, он снабжен дополнительным узлом выпуска пробы, установлен ным в камере привода золотника, причем последняя загерметизирована и выполнена с возможностью сообщения с приточным

8 отверстием в крайнем нижнем положении золотника, при этом выступы на реечном штоке, кроме верхнего, выполнены с односторонним скосом, а камера манометрической пружины сообщена с внешним пространством.