Пробоотборник для испытателя пластов

 

Изобретение относится к испытанию скважин на нефть, газ и воду с помощью испытателей пластов. Пробоотборник состоит из корпусных деталей 1 и 36, основного штока (Ш) 49, пробоотборной камеры 45, переключающего механизма с чувствительным элементом в виде дифференциального штока (ДШ) 11, лабиринтного паза 27, выполненного в корпусе 1 и фрикционной муфты в виде подпружиненных относительно друг друга фрикционных башмаков 23 и 24 полуцилиндрической формы. Фрикционная муфта размещена в корпусе 18, который прикреплен с возможностью вращения к ДШ 11 и прикреплен к штокам 49 через фиксатор 29 с возможностью поворота и ограниченного осевого перемещения. ДШ 11 установлен в камере 10 с атмосферным давлением. В скважине до ее пакеровки ДШ 11 под действием гидростатического давления перемещается в крайнее нижнее положение вместе с корпусом 18 фрикционной муфты. При этом палец 26, жестко прикрепленный к фрикционному башмаку 23, перемещается по лабиринтному пазу 27 вниз до упора в крайней нижней точке. В этот момент корпус 18 продолжает движение вниз до упора и поворачивается на угол, определяемый длиной дуги, соединяющий проекции двух соседних ветвей лабиринтного паза 27. После пакеровки в полости ДШ 11 перемещается вверх вместе с корпусом 18 и башмаками 23 и 24. При этом корпус 18 повернется еще на некоторый угол. Далее клапан пластоиспытателя закрывают и начинают первый закрытый период испытания. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9l SU (III

Д1) Е 21 В 49/08

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 !

8 г5 г

И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4441169/23-03 (22) 14.06.88 (46) 23.12.90.Бюл. № 47 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) О.В.Пилюцкий и М.П.Снежко (53) 622 ° 243.68 (088.8) (56) Патент США ¹ 3664415, кл.165-5, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 673727, кл. E 21 В 49/08, 1976.

2 (54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ

ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к испытанию скважин на нефть, газ и воду с помощью испытателей пластов. Пробоотборник состоит из корпусных деталей

1 и Зб, основного штока (Ш) 49, пробоотборной камеры 45, переключающего механизма с чувствительным элемен-. том в виде дифференциального штока (Ц1) 11, пабиринтного паза 27, выполненного в корпусе 1 и фрикционной муфты в виде подпружиненных относи!

- (-" 1O -(1., Т" т,т . /

"т,: т тельно друг друга ФРИКФ(011ных баш маков 23 и 24 полуцилиндрнческой формы. Фрик 1ионная муфта разме= щена в корпусе 18, 1(оторь1й прикре::.лен с еозм(зжностью вращения к ДШ 1- I и прикреплен к штокам 9 че1(зез фикс»-тор 9 с возможностью поворота и ОГ.ниченного осевого пер(з11ещения. ДШ i 1 установлен В каиере 10 " атмос(ееpHb! ii . давлениемс В скважине до ее пакеров.—

KH Дй 11 под pBHcTBHE(: гидростатичес

КОГО ДаВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩаЕТСЯ В:::-;Рай(тивтла .Нижнее ПОложение вместе с ткорпу(tot4 1 (тЗр111 ТЛTCTIП,OTT 11UC!)tl «1 т (1((З .-1 ЗттЗМ Пап : 11 жЕСтк:i П1ЗНКЗЗЕт(ЛЕ(-т,.; »1.,".: .(((11(:СЗ

OToUpB .с,:„ .(—::t-.;11;(ттт т -,:. .".: т(: с- (Нр Об(-((, сЗ(."lt 11. Or Q Фтт((1 т 1:-1

l (з(тз((. Тс(111з1(э(еэ«е«. ::.. : t

На (знГ, 1 . H 2:(редстатзлет =(прзэ, .(Ла"

Гс(емэ(й Щзо б001 ((зттни (.„т азр аз t, с(сз

î (r,3 — сет(ение а-А на фи: . (i. фИРс b " С тIЕНИЕ эт - B:«=: фн1 т тт Иа

Ф- .-.-: с

ПрОбоот(тзрнгс (для Гз(п атс:ля ш.:. и: .

ТОВ ВКЛЮ (т.аЕТ (,(с(ИГ . 1 H 2) (т1 Ха((т(; —, .

Ч (ТВтз тптдТЕГ(Ы1Ь:.й C ИЗМЕНЕ,тгт(З,Тс(ВЛЕН1111 пзооо(тб(тР(«1ттс(" -11- ев т

Е1ЕЗт.-с".НИЗ ТС -,, j. ВИТ;.*., :.: —.Н т" - . "" З(т;, т.

Зсищ Ла: !1ЕНС"«11 с ." ОДТЕ«З с i,(!t" 1 (ЗР111 ",: 1 1;

В:-:.В",.-1Ей, И :4101э«Ей .З 1".1с(С(З.;:(11нэ ЕТ- 4: У..

Н „. 11т Т,Ес" т-(а(-,:,: j» Тт(лп.",-л(,1 ц 1 . "j т 11,1 С

С В(т(с : 11(Н((т-. -1Ь: Ii l;;1ñò .: . 1З(1 (H т1-. Ь . (: .зт: тС,. :(°, ((l (I IIB —;:.СЕ!.". Йтт::с (1(1 ..-: . (. 11 :.

1т.а ((Дэтт Пэсрсе1(! "рс(зт, .-(а" 1111 . (т О Оор" с«В .- т

-За;1зт Зт(сОС(ЕЕ(:-.:-;я Ка 1Е:= а . ..) .": 1,:3;. 01;

rtBB(.t,".3t,TB::;, . ;"tt (!1; j (:, т..(,:.:l i",,. lЛ,,« i(1" 11К (ОЗт "Щой 1 с ... (":т .1тзй1: : СТУтЗЗ . :." с - -. 1 т НДO Ùi(1(Т;-(1, Ст,: —,(- -,, Л "Зто (.Стj(1 тт

Я В" - 1 :110((Е .:т ТВ "- 11(З(З tf (j .-;.-1 1 ..-:1 i i" т-,,(1 .,;i :-,, Я:-i: а1 !

5355 баимаку 23, перемещается по лабиринтному пазу 27 вниз до упора в крайней

Нижва:. ". ТО-.К :=, ((9 01с МОМЕНТ КорлуС 18

1(рсз(з(1111(ает движение вниз до упора и

5 поворачивается на угол, определяемый

10 ЛИН Ой Д У iò H Д(-.,:::—, ЮЩт,тй ПР тз Е Кт(ИИ двух (l,oat(H : 1(B !!sFÉ 11абири1(тного 11В за 27, После пакеровки в поло;:ти ДИ

1! Перемещает(::: вверх вместе с (Îp . ( гусом Я и ба(ш«а.((тз1т(и 23 H 241 При атом к(.-ус «8 повернется еще на

НЕКАЕТ: !: Л(й зтс .;:1 (1а!: =;" КЛалаи ПЛаСТО=

ИСПЫТ;::.ТЕЛ;-: ЗаКР111Ва((З; И НаЧИНавт ПЕР--:.1H =..=,,:-o T i1llj пе - т:,.;., "C 1 iò""1 ят ття . 7 ил,,I тт за(с(g o с рт! а л ч((о(1oj«(" З".: . Стт(j . 1 се с1з т(т(л(т т(а ,: и тт (рсс(ссгсо;т((ззт .еt="сьь;«лз(утви с(е с бан

;11»1, ЯТ«11,", 1 1::(2(((-;-:.- . ;l т(110й 2 -. TT ПЯЛ t .1(;.т-. т; Обр,=.Зуа. .-,1(фрИКцтэо Птей;т«уф. с(ст с.-,,: i П,, -.::,, „.Ттнс(Ц1(11 л Т(т(".ИК 1(ТТ -Т" tx «» (Т(1("т . . Вст Т,1ТО j ë-" ° ...1,1«К,;. B,";ti, .,:, ;..;, (ЫH t "b((:. TJ(IBÈH

T-, (ЗТ(сс((.т,, т(Э . -,, Л с»т-.,: Вт-;. il тТ(,т 0 (З ,, i-1(,, ::,: ;.-, Б.-::,,; 21 .за:.,::..аз =-.ы11

1.5 б . :\5 «1 За

".- .O:j(!PI:jé Oi-.,.СД(- .-. .;-:....-СB= Я r!PO. Ht;("

НОГО (Зэ;та1(.":=:(«ЫТЯ; . =:"" .-. :. (эГ(Ы О т 001(УСЕ ((Зобо(ЗТ(ЗТЗР(=:- 11 ".:. . =jl та ВТ(ЛэСЗс(аЕТ КОР

ТТ "1 ", 5 - -;" ; . ; 1с(: pt- (30A 3 и к(з,т ь(1;...«.;,..-1!i :,: tt;::-,-t.— -:..(и .7 -.: =o, Я (ЗСЗ(сэ (З,: . t, - . " i Ë\) . . i Т",1., :т- 01 т Яй-—

Il„" 1 4аl

Г(С(..С.".. (i с(тт.. (JI(B(С с. j 1

5355

5 161 тикальными каналами 44; соединяющимиканалы 43 с пробоотборной камерой 45, и кольцевыми уплотнениями 46 — 48.. Основной шток 49 в верхней и нижней частях выполнен с осевыми каналами

50 и 51, в концевых частях которых нарезана резьба 52 и 53, Осевье каналы 50 и 51 соединя( ются с радиальными накалами 54 и 55.

На боковой поверхности в верхней:l части штока 49 выполнен прямоугольный паз 56 (фиг.7) с горизонтальным участком С и прорезью 57 для первоначального ввода выступа 33 фиксатора

29 в горизонтальную часть прямоугольного паза 56. Для перемещения штока

49 в осевом направлении служит пружина 58, взаимодействующая со штоком

49 через кольцевой выступ 59, расположенный на штоке 49 в нижней его части.

Компоновка пробоотборника в пластоиспытательном оборудовании в скважи". не показана на фиг.5. В скважине, обсаженной колонной 60. на трубах 61 спущен пластоиспытатель 62 со съемным клапаном 63, который герметично разделяет полости подкамерного давления 64 и внутритрубного давления

65. К нижней час и съемного клапана

63 присоединяется корпус 1 пробоотборника 66, который размещается внутри контейнера 67, соединенного с нижней частью пластоиспытателя 62.

Для разобщения полостей затрубного давления 68 и внутритрубного давления 64 в колонне 60 установлен пакер .69.

Для сообщения внутритрубной полос ти 64 с полостью штока 11 (фиг.1) и выравнивания давления в присоединительном переводнике выполнены окна (фиг.5).

Пробоотборник применяется в компоновке с полнопроходным пластоиспытательным оборудованием со съемным клапаном 63 и извлекается из скважинь вместе с ним с помощью кабеля.

Перед спуском пробоотборника в скважину его элементы приводят в сос тояние, показанное на фиг.1. Шток 49 устанавливается в крайнее нижнее положение, при этом пружина 58 сжима ется на длину полного хода штока 49.

В этом положении шток 49 фиксируется выступом 33, который путем поворота фиксатора 29 заводится в горизонтальную часть С прямоугольного паза 56 черештока 49. Пален 6,:.,:,и:;ц -.с ..:;:, "аш-l мака 23 устан ринтного паза 2! в и зиц :-, ш (д.;- .„)

Для обеспечения работо.-;:-:с.-sбнс:..ти пробоотборника цр!i вариациях пла;:-ог свого давления,,:=.и":имер, цо э / о максимально воз эжного осевой хоп штока 11 по крайней-ь;ере должен бгыть в два раза бсв-me хода пальца 26 в лабиринтнои пазу 27 (например при переход:-: из познттттт ш в по зицию m Фиг.1). Т,e . побором отношения между ходом штока 11 и дли- ной одной ветви лабирйнтного паза обеспечивается перeкрьт;е ва;. ::.алий пластового давления. Прэ - .-:.=.;-:- .: э.-. ..: условие реалнзу;-.т —..;, слэ- —;—

I зом После спуска ярого, ."бор ::ь вие те с пластало ь.тательнь.". . обо- удованием на зада ьную гл-;:;-.-... - —,.-:,-=-;a!a пакеровки сквгз1 — л;1 в «.-,ie-ie-,."- —,—.;;--.-о:-: боотборника про ;;.-:::снят:.:-e;-,ó.":...— i--" из-менения. странства скв«ал::и -ы (фнг., в процес.се спуска и до и"керовки сообщает с внутритрубной волос;i.а 6- :-. а гнд.-. ростатическае давление в полости 68 как правило всегда больше о.". ."идаеиого пластового давления и, следовательно, рабочего давления пробоотборника, шток 11, (фиг 1) сжав пр -тину :5 перемещается в крайнее ниж:- =-е по;,;- жение, 5

На такое же расстояние вниз- ереь:.е-"щается корпус 1S фрикционнои !:уфтгы

Половину осевого хода штока 11 фрикционные башмаки 23 и 24 с пальцем

4О 26 двигаются синхронно с корпусом 18, а затем, когда палец 26 из позиции

m (фиг.6) перемещается в позицию m, башмаки останавливаются., а корпус муфты 18, преодолевая трение. саздава45 емое полуцилиндрическими башмаками

У" продолжает движение,. пока не достигнет своего крайнего ниж:-. .его положения. Таким образом, палец 26 цости= гает позиции m в лабнринтнаи пазу (5О 27 при давлении в скважине, .которое составляет 507. от охждaå!!îãо пласто=вого. Это достигается теи, что осевой ход дифференциального !=. ока 11 цо крайней иере в два раза больше

55 расстояния межцу позицияьп.-. m и ш лабиринтного паза 27, Следовательно, в конце спуска пластонспь.".aòåëüного оборудования в скважину до за-данной глубины элементы механизма.

1615355 первому с,гкВследс-. Вис. ленин што: I i.а: ия дав—; ерх вмес = ; .г

11 те с, ко1 iгг ус.

24, При и;-.—.„-: вину его,,;д:

: m пере; c„, (фиг, 6):с ! ные бзхшяа. ":. шт ксФ1 I 1 : 3 "ли„-лицин

I!I 9

- ЫКП %ОГГ :-.с те-. со 5 F I i Е, г; .,рдни»

- ггр еде.: =. l ОЯНИЕ

ВВЕРХ,,Ваег;я .: i,, ляе й;1 g г °

; сохраня-..тс:,::. ц;.:: -:. —.::. - Открыто- . гî n::-риод=".., 40

ДЗ Ч ЗЕ : Т.-" С:; Л Г - ; I; ГС!,:: 1Г -i I,IIß ЗЯК рывают, полос :, -;.:;::..=.— Оубг-..ого давлеНИЯ 0 rl ЕК< . .-. : "Я: . : . " ..":. = Г - ОИ НЯЧИ» нается пер=:-,:. =-:,.-" ..: .. г иод испытания, в "с ; - . : .:.;,: .;;:;а варианта

-работы пр;:-. ;:. . -. пластовое давле".-:;,::: .: -::..... .-. гя, например, «:-:. i,û: . : "сального рабочегс;.,-:"..«:,. :..: г - .;р . Ика и ко1да плястс:-Ое .:.-:,.л .;. .:: о . :.:,.=-,Та йсггыта-.

5О

НИН В СКЬ::.;.сЛ .:< -. : .:ВНО МаКсимальному .. - с .; .;;; л=.а пробоотборника:

При рз бо Р;.1 i ; i ;,I г,,,:,< it зриянту шток 11, корпус ".В муф :г., башмаки 23 и "I и палец 26 сннхрсгнно прохоцятполовину рабочего !-„..lilòñ m ecKB 1 1 однако„этого,цос; .-:..ñlìíî дпя перемещения пальца 2 .-. В :;:- :с рннтном пазу чувствительногО K Jlзмен = нию цавления (фиг.1) занимают следующее положение: дифференциальный шток 11 — крайнее нижнее положение,, корпус 17 фрик" ционной муфты "- крайне нижнее, па1 лец 26 перемещает.". В позицию Ill ° (фиг.б), а корпу.: с1.::..=- !.ciäà 29 поворачивается Вл ес,::.. с .;.ск:.усом 18 фрикциОнной M III I û на - .=..который ух Ол ОтнО» 1() сительно корпуса !, Определяемый длиной дуги К, выступ .:;. - несколько смещается к Вертикаль:.::::: -:асти паза 56, на штоке 49 всле;-;:. -: .е поворота корпуса фиксатора 29 15

После . Ояк =. г с: -.: .: хннь1 дальней, шее дейст:-.в .—: -: "--" - с-.=,: го давлеНИЯ На го.:(-. > :.=.. - 1Г Г:Дч1СЯ .

Открыл:=:.ü-;;..: плястоиспыт я:". =. -,.-. Окнаа-21) жины сорб где

ДавЛЕгн--=-. г.дед Ова, тельно., —...... -, стянав ливается .. .-.c:, Это состОяш: е .- -, .:: ..—: ;:твуeT 25

) - ...,r .гсь:тания е

27 из пОзиции Ill В позицию ш СО смещением по дуге К> (фиг.б). Фрикционная муфта в этом случае не работает. Это состояние элементов сохраняется до конца первого закрытого периода; Во втором открытом периоде палец 26 перемещается из позиции

m> в позицию m+ со смещением по дуге К, а во втором закрытом периоде из позиции m в позицию m < со смещением по дуге К . При этом кор— пус муфты 18, фиксатор 29 с выступом 33 поворачиваются на суммарный угол, соответствующий расстоянию 5К (фиг.б), благодаря чему выступ 33 продвигается по горизонтальному участку паза 5 .-., (фиг. 7) на величину, превышсзшуд -ли- ну С горизонтального уча:тк- с на.-:;--. 5;-., В результате этого Выступ 33 ет в вертикальную -eтв . паз= шток ч9 перемещается вве. .-х-.

Под действием пружины 5 :! ".;..: — 1 шток 49 перемещается вверх до ;пора . и отсекает пробу второго "-al ры. .";-э периода в пробоотборной камере 45:

Таким образом момент срабатывания пробоотборника в первом„ втором или третьем периоде испытания зависит от количества вертикальных ветвей лабиринтного паза в планке 2с-. и д-..-.=,— ны С горизонтального участка паза 56.

При работе но второму вариант-г.. когда пластовое давление бли-=ко гс: величине или равно максимал==:.ñ,".,: — Ябочему ДЯВлению прОбОотбОрника... ереме» щение его элементов в период. когда пластовое давление достигает 50_#_ сва.ей максимальной величины, такое же. " как и при первом варианте, В дальнеишем.шток 11 вместе с корпусом 1". фрикционной муфты перемещается Вниз, преодолевая трение неподвижных башмаков 23 и 24., т.е. так же.как -. Нри спуске пробоотборникя ьс с:c=.-зж::-.ну.

Таким образом фрикцион=:.Яя II-с-:та Л компенсирует избыток хода,"-Ота !1 в случае нревьппения плас.;свого,. †.,Явления

СУерх 5ОЖ его величины,. формула изобр е -<- ня

Пробоотборник дпя испытателя пластов, содержащий корпус, пробоог-, борную камеру основной шток с впускными и выпускными каналами и -пер-=ключающий механизм с чувствительным элементом, сообщенным с Внутритрубггьпг и затрубным пространстват-.и и Вз имо--

161 действующим через основной шток и . палец с лабиринтным пазом, выполнен— ным в корпусе, о т л и ч,". ю щ и й-с я тем, что, с целью повышения надежности работы и расширения области применения, он снабжен фиксатором и фрикционной муфтой с корпусом, выполненной в виде двух подпружиненных от-носительно друг друга полуцилиндрических фрикционных башмаков, взаимодействующих с корпусом фрикционной муфты, причем в корпусе выполнена камера с атмосферным давлением, чувствительный элемент выполнен в виде диф5355 1О ференциального штока., последний размещен в атмосферной камере и подпружинен относительно нее, а корпус фрикционной муфты закреплен к дифференциальному штоку с возможностью вращения и к основному штоку закреплен через фиксатор с возможностью осевого перемещения и поворота, при этом палец переключающего механизма жест ко закреплен к одному из-фрикционных башмаков, большая ступень дифференциального штока сообщена с внутритрубным пространством, а малая сту15 пень — с затрубньп .

1615355

3

I

1 ° ,4 !

:1 -О г

/ (.„ /

1 ! (!

j 1

, 1

li (;!

Т Г

,1,(j - az

Ц

1 :, 1 : j

Составитель Е.Самойленко

РедактоР И.ГоРнаЯ ТехРед (П 0лейн,,к Корректор А.Обручар

Заказ 3970 Тираж 479 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комб :чат "i àòtêò", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101