Устройство для отбора глубинных герметизированных проб при испытании пластов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>751979 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.04.77 (21) 2477107/22-03 с присоединением заявки H (23) Приоритет

Опубликовано 300780. Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 3007.80 (51)М. Кл з

Е 21 В 49/02

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243. .б8(088.8) (72) Авторы изобретения

A. В. Тах, И. И. Рыжов, В. П. Гуров и И.Я. Дмитренко

Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ГЛУБИННЫХ

ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ ПРОБ ПРИ ИСПЫТАНИИ

ПЛАСТОВ

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к аппаратуре для исследования пластов, и предназначается для отбора глубинных герметизированных проб пластовых 5 флюидов при испытании скважин. .Устройство используется в составе комплекта испытательного инструмента совместно с глубинными информационно-измерительными приборами, 10 обеспечивающими регистрацию пластовых параметров при испытании скважин в процессе бурения.

Известны различные устройства, предназначенные для отбора герме- 15 тизированных газожидкостных проб иэ пластов, в том числе и многосекционные, обеспечивающие возможность одновременного отбора пластовых проб в заданном глубийном интервале для 2О I взаимоконтроля представительности полученных данных и сочетания оперативного анализа проб непосредственно в промысловых и разведочных условиях с детальными физико-химическими ис- 25 следованиями пластовых флюидов в стационарных базовых лабораториях. Такие устройства включают корпусы, переходники, приемные и балластные камеры, фильтры и системы клапанов (11 . 30

Известна также конструкция многокамерного пробоотборника для испытания пластов, содержащая корпус с.отверстиями, систему штоков, фильтры, приемные камеры, переходники и систему клапанов 21 .

К недостаткам рассмотренных пробоотборников следует отнести сложность конструкции и ненадежность работы узлов привода герметизирующих клапанов, наличие в приемных камерах лабиринтных (сочетающих радиальное и осевое направления движения) каналов, застойных тупиковых эон, уменьшающих полноту вытеснения балластных и буровых промывочных жидкостей, поступивших в пробоотборник и снижающих вследствие этого представительность отбираемых проб пластового флюида.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства в приэабойной зоне и улучшение качества отбора проб пластовых флюидов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено подпружиненной опорой, а клапаны выполнены подпружиненными и со штоками, выступающими за торцы фильтров на величины хода клапанов,.причем штоки клапанов смежных камер уста7 )1979 новлены с возможпостью Býаимодействия лруг с другом, а шток клапана нижней камеры установлен на опоре. При этом опора выполнена в виде цилиндра внутри которого на пружине установлен подвижный элемент с промывочными каналами.

На фиг. 1 изображено устройство (первый вариант исполнения), на фиг. 2 — то же, второй вариант исполнения.

В состав устройства входят фильтры 1 и 2, приемные камеры 3, переходники 4 и 5 с установленными в них подпружиненными клапанами б, снабженными направляющими штоками

7, 8, и игольчатые клапаны 9. В целях обеспечения герметизации в местах соединения переходников с приемными камерами, фильтрами и между собой установлены уплотнительные элементы 10.

Монтаж устройства производят посекционно, последовательно присоединяя к приемным камерам 3 переходники 4,5, в которые предварительно устанавливают клапаны 6. . Соединение сек ий между собой осущесгвляют посредством переходников 4 и 5, имеющих соответствующие присоединитальные резьбы. При этом клапаны б, расположенные в промежуточных переходниках, устанавливают в упор, фиксируя их э открытом положении, и обеспечивают тем .самым сообщение внутренних полостей приемных камер разных секций. В промежуточных переходниках 5 устанавливают игольчатые клапаны 9.

В концевых переходниках, присое-. диненных к нижней и верхней приемным камерам, устанавливают подпружиненные клапаны с удлиненными направляющими штоками. При этом необходимо, чтобы усилие предварительного поджатия пружин 11 превышало силу тяжести устройства в сборе. К концевым переходникам также присоединяют фильтры 1 и 2.

После сборки устройства для отбора глубинных проб в рабочее положение, соответствующее фиг.1, производят отжатие одного из торцовых герметизирующих клапанов и заполняют внутреннюю полость устройства балластной жидкостью, например, насыщенным раствором йаСЯ. vc poAcTBQ монтируют э приборном переноднике 12, размещенном в компоновке испытательного инструмента под испытателем пластов.

При этом устройство для отбора проб устанавливают на опору, размещенную в ниппеле 13 бурильного замка и включающую корпус 14, пружину сжатия 15, пробку 16 и попый шток 17.

Устройство для отбора глубинных проС работает <:п<здук пим сбраэом. и обеспечивают отсечку пробы пластового флюида поступившего в приемные камеры устройства в последний период притока.

Устройство для отбора глубинных проб транспортируют на поверхность в закрытом положении вместе с плас45

50 тоиспытателем.

На поверхности к одному из торцовых герметизирующих клапанов подключают устройство для контроля герметичности и измерения давления глубинной .пробы. После выполнения указанной операции производят частичный демонтаж устройства для отбора глубинных проб и подготовку герметизированных проб к транспортированию и лабораторной обработке.

С этой целью на несколько оборотов раскрепляют резьбы, соединяющие промежуточные переходники, устаноэлен55

d0

После спуска комплекта испытатель-ного инструмента в приз абойную зону скважины под действием осевой нагруз— ки, создаваемой весом колонны бурительных труб, производят перемещение

5 штока пластоиспытателя с целью установки пакера, закрытия уравнительного и открытия приемного клапанов. При перемещении шток пластоиспытателя вступает во взаи:".одействия с герметизирующей системой устройства для отбора глубинных проб.

В результате этого взаимодействия происходит телескопическое перемещение направляющих штоков 8 !

5 в клапанах фильтров 1 и 2 и открытие герметизирующих клапанов, установленных в концевых переходниках устройства. При совмещении торцов направляющих штоков с торцами фильтров осевая нагрузка через наружные

20 детали устройства передается на полый шток 17 опоры, и дальнейшее движение штока пластоиспытателя сопровождается сжатием пружины 15.

Таким образом, в течение всего

25 периода испытания выделенного объекта устройство для отбора глубинных проб остается открытым, через него при вызове притока может осуществляться прямоточное движение пластового флюида,поступившего в подпакерную зону из пласта, с полным замещением жидкости, ранее заполнявшей устройство. При этом пластовая жидкость циркулирует через каналы опоры (детали 14, 1б, 17) нижнего фильтра 2, открытые клаганы и внутренние полости переходников и приемных камер устройства, выходит из него через каналы верхнего фильтра 1, поступает в пластоиспытатель и на40 правляется далее в бурильные трубы.

По окончании испытания объекта перемещением штока пластоиспытателя вверх выводят его из взаимодействия с герметизирующей системой устройства

751979 ные между приемными камерами, обеспечивая тем самым закрытие герметизирующих клапанов и одновременно с этим сохраняя герметичность внутренних полостей, расположенных между ними. 5

Затем к игольчатым клапанам,размещенным в промежуточных переходниках, подсоединяют газ оотводящую магистраль, связанную с газосборной емкостью. При последующем открытии игольчатых клапанов обеспечивают разгрузку избыточного давления в полостях, расположенных между герметизирующими клапанами, перекрывающими осевые каналы промежуточных переходников. После снижения давления до атмосферного в полостях, расположенных между герметизируюи(ими клапанами, игольчатые клапаны устанавливают в исходное положение, производят раэьединение резьб промежуточных переход- 2О ников и отделение секций устройства для отбора проб друг от друга. В состав каждой секции входят приемная камера 3, переходники 4 и 5 с клапанами 6, штоками 7,8 и уплотнительными 25 элементами 10. Таким образом, каждая секция устройства для отбора глубинных проб представляет собой автономный контейнер, снабженный двумя торцовыми клапанами,.позволяющими присоеди- 30 нять его к аппаратуре для исследования пластовых жидкостей и газов.

Для приведения секций в транспортное положение к переходникам присоединяют на резьбе специальные защитные 35 колпаки, предохраняющие герметизирукщие клапаны от воздействия вибрации и ударных нагрузок. При этом от концевых секций предварительно отделяют фильтры 1 и 2. 40

Возможен и другой вариант конкретного выполнения настоящего предло.-;ения. В этом случае осуществляют сборку автономных секций устройства, 45 каждая из которых включает фильтры 1, переводники 4, подпружиненные клапаны со штоками 8 и приемные камеры 3.

При монтаже устройства автономные секции последовательно устанавливают в приборном переводнике 12 (см.фиг.2)

Работа устройства в скважине и приведение его в транспортное положение производятся таким же образом, как и при его компоновке в соответствии с фиг.1. Единственным принципиальным отличием в данном случае является устранение необходимости выполнения операций по отделению герметиэированных приемных камер друг от друга после извлечения устройства на поверхность, так как между отдельными секциями отсутствует жесткая связь.

Использование устройства для отбора глубинных проб при испытании пластов обеспечивает получение следующих технико-экономических преимуществ: повышение надежности работы герметизирующей системы в приэабойной зоне, улучшение качества отбора проб пластовых флюидов, повышение технологичности обработки глубинных проб.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора глубинных герметиэированных проб при испытании пластов, содержащие фильтры, последовательно установленные приемные камеры, переходники и систему клапанов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы в призабойной зоне и улучшения качества отбора проб пластовых флюидов, оно снабжено подпружиненной опорой, а клапаны выполнены подпружиненными и со штоками, выступающими эа торцы фильтров на величины хода клапанов, причем штоки клапанов смежных камер устас новлены с воэможностью взаимодействия друг с другом, а шток клапана нижней камеры установлен на опоре.

2. Устройство по п.1, о т л ичающее с я тем; что опора выполнена в вийе цилиндра, внутри которого на пружине установлен подвижный элемент с промывочными каналами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3384170, кл. 166-3, опублик. 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 569893, кл. G 01 N 1/04, 1975 (прототип).