Пробоотборник для ипытателя пластов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалистических

Республик ()979627 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.12.80 (21) 32163 12II22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 21 В 49/08

Гееудлретеееей кемлтет

СССР (53) УДК 622.243. .68 (088.8) Опубликовано 07.12.82. Бюллетень № 45 пе лелем лзееретений и еткрмтий

Дата опубликования описания 17.12.82 е

Ф. Х. Камалов, В. И. Портнов, А. Ф. Шакиров„Е. К и М. Д. Ен gaea

/ ".-С т

Всесоюзный научно-исследовательс ий институт не геофизикй

{72) Авторы изобретения еев

3 словой (71) Заявитель (54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для отбора герметизированных проб пластовой жидкости при испытании скважин трубными испытателями пластов.

Известно устройство для испытания пластов, содержащее пробоотборные камеры, размещенные на наружной поверхности штока между запорным и уравнительными клапанами испытателя пластов, причем на конце втулки запорного клапана установлен кулачок для взаимодействия с запорными гильзами пробоотборных камер 11) .

Недостатками этого устройства является то, что размещенные в нем пробоотборные камеры конструктивно зависимы от испытателя пластов. Количество пробоотборных камер в нем либо ограничено диаметром устройства, либо становится лишним, при испытании скважины только с одним объектом. Кроме того, совмещение пробоотборных камер в одном узле с испытателем пластов значительно увеличивает габариты и массу устройства, что весьма неудобно при эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пробоотборник для испытателя пластов содержащий корпус с каналом в его нижней части для сообщения со скважиной, пробоотборную камеру, подпружиненный шток с нижним и верхним клапанами и гидропривод, выполненный в виде сообщающейся со скважиной дополнительной камеры, заполненной жидкостью и с расположенным внутри нее силовым штоком с поршнем, которые в совокупности обеспечивают автономность действия и автоматический режим отбора пробы при работе с испытателем пластов 12).

Недостатком указанного пробоотборника является то, что отбор пробы пластового флюида возможен только из одного интервала скважины.

Цель изобретения — обеспечение последовательной работы соединенных между собой пробоотборников для отбора проб из разных интервалов.

Указанная цель достигается тем, что пробоотборник для испытателя пластов, .содержащий корпус с каналом в его нижней части для сообщения со скважиной, 979627

45 в нижнем конце которого в зоне канала а, размещены запорная пробка 2 с обратным клапаном 3 и ловильной головкой 4; гидропривод, который включает в себя подвижную дополнительную камеру 5 с жестко связанной с ней запорной втулкой 6 в нижнем конце; полый поршень 7 с встроенными в него пружиной 8 и плавающим поршнем 9; силовой шток 10 с компенсационным поршнем 11, фиксирующие шарики 12 и возвратную пружину 13. Полость дополнительной камеры заполняется жидкостью, например минеральным маслом. Обратный

55 пробоотборную камеру, подпружиненный шток с нижним и верхним клапанами и гидропривод, выполненный в виде сообщающейся со скважиной дополнительной камеры, заполненной жидкостью и с расположенным внутри нее силовым штоком с поршнем, снабжен установленной в канале корпуса запорной пробкой с обратным клапаном и с ловильной головкой, закрепленной на верхнем клапане, цангой для захвата ловильной головки, запорной пробкой последующего пробоотборника и вращающейся обоймой с фиксаторами, расположенными на нижнем клапане, выполненном с замкнутыми наклонно-продольными пазами, причем дополнительная камера гидропривода выполнена подпружиненной с фиксирующим элементом относительно корпуса и имеет в нижней части жестко связанную с ней запорную втулку, расположенную в канале корпуса, а силовой шток гидропривода установлен с возможностью взаимодействия с нижним клапаном.

Расположенный в дополнительной камере поршень выполнен полым, с наружной проточкой, взаимодействующей с фиксирующим элементом дополнительной камеры, подпружинен относительно запорной втулки и имеет размещенный внутри него плавающий поршень.

На фиг. 1 изображен пробоотборник для испытателя пластов, закрытое положение; на фиг. 2 — развертка поверхности выходной части нижнего клапана при закрытом положении пробоотборника; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — пробоотборник, исходное положение, на фиг. 5— развертка поверхности выходного части нижнего клапана при исходном положении; на фиг. 6 — разрез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 7 — нижняя часть пробоотборника, исходное положение; на фиг. 8 — пробоотборник в момент отбора пробы; на фиг. 9-развертка поверхности выходной части нижнего клапана во время отбора пробы; на фиг. 10 — разрез  — В на фиг. 8; на фиг. 1! — компоновка пробоотборников при отборе пробы в первый пробоотборник; на фиг. 12 — компоновка пробоотборников при отборе пробы во второй пробоотборник.

Пробоотборник содержит корпус 1 (фиг.1), 4 клапан 3 в запорной пробке 2 и плавающий поршень 9 в полом поршне 7 предназначены для обеспечения их работы при наличии значительных перепадов давления.

Выше гидропривода установлена пробоотборная камера 14 проточного типа, верхним концом закрепленная в корпусе 1 и образующая с ним кольцевой зазор б для транзитного потока пластового флюида. Камера имеет верхний и нижний клапаны 15, соединенные между собой штоком 16. Верхний клапан снабжен цангой 17 и поджат пружиной 18. Нижний клапан имеет каналы в для впуска пробы жидкости в камеру и наружные замкнутые наклонно-продольные пазы г (фиг. 2 и 3), против которых установлена вращающаяся обойма 19 с шариками — фиксаторами 20, закрытыми крышкой 21, в которой размещены ручки

22 для возврата обоймы в исходное положение. Вентили 23, установленные в торцах верхнего и нижнего клапанов, служат для извлечения пробы из пробоотборной камеры.

Пробоотборник может работать как один для отбора пробы из одного интервала, так и в сборе с ему подобными, соединенными последовательно цепочкой для отбора пробы из разных интервалов. Перед сборкой в цепь каждый пробоотборник необходимо привести в готовность, которая заключается в открытии канала а от запорной втулки

6. Для этого достаточно запорную пробку

2 продвинуть вовнутрь корпуса так, чтобы она встала на место запорной втулки 6 (фиг. 4) . При этом подвижная камера 5 перемещается вверх до западания шариковфиксаторов 12 в проточку д корпуса 1, а полый поршень 7, освобожденный от шариков в наружной проточке е под действием пружины 8 продвигается вверх, толкая через шток 10 клапаны 15. При этом компенсационный поршень 11 занимает верхнее положение за счет неизменного объема полости камеры, заполненной маслом. Движеним вверх нижнего клапана 15 шарикификсаторы 20 перемещаются во вращающейся обойме 19 по наклонным. пазам т из положения как показано на фиг. 2 и 3 в промежуточное положение (фиг. 5 и 6), фиксируя клапаны до их полного открытия.

Таким образом, удержание клапанов в промежуточном положении с помощью шариков 12 и 20 предотвращает преждевременный возврат подвижной камеры 5 под действием пружины 18 и 13 до открытия пробоотборной камеры в заданном интервале скважины.

В первом пробоотборнике (нижнем в цепи) перед спуском в скважину запорную пробку 2 возвращают в исходное положение, чтобы канал а сообщался с подвижной камерой 5 (фиг. 7 и 11). Для исключения случайного перекрытия канала а заборную пробку 2 закрепляют фиксатором 24.

979627

Формула изобретения

Подготовленные к работе пробоотборники соединяются один с другим и спускаются в скважину (фиг. 11). С возникновением перепада давления (р) внутри труб и в затрубном пространстве (при открытии впускного клапана испытателя пластов) избыточное давление через канала а нижнего пробоотборника действует на полый поршень 7 (фиг. 8), который, перемещаясь вверх, через масло, заполняющее камеры 5, передает давление на силовой шток 10. Последний толкает клапаны 15, to преодолевая сопротивление пружины 18, для сообщения пробоотборной камеры 14 с полостью корпуса пробоотборника через каналы в, Одновременно на выходном конце нижнего клапана 15 шарики 20 во вращающейся обойме 19 по наклонным пазам перемещаются в продольный участок пазов (фиг. 9 и 10), а цанга 17, выдвинутая верхним клапаном,. захватывает ловильную головку 4 запорной пробки 2 второго, вышерасположенного пробоотборника (фиг. 11).

После окончания испытания при снятии пакера выравниваются давления внутри и снаружи пробоотборника, что мгновенно приводит к закрытию клапанов 15 пробоотборной камеры под действием пружины

18 с возвратом их в исходное положение (фиг. 1). При этом шток 10 движется вниз передавая через масло в камере 5 движение полому поршню 7 до упора. Шарики 12 выпадают из проточки д и подвижная камера 5 под действием пружины 13 движется вниз, перекрывая своей запорной втулкой 6 канала а. Одновременно верхний клапан

15 через цангу 17 увлекает за собой запорную пробку 2 вышележащего пробоотборника, открывая канал а для обеспечения его работы на следующем интервале (фиг. 12). З5

Таким образом, при испытании следующего интервала скважины будет работать второй пробоотборник, а первый (нижний) и все пробоотборники, расположенные выше второго будут изолированы от наружного давления запорными пробками 2. Работа 40 второго пробоотборника и всех последующих аналогична работе первого (нижнего).

Преимуществом предлагаемого пробоотборника перед известным является то, что в компоновке испытательного оборудования может устанавливаться неограниченное количество соединенных в одну цепочку пробоотборников и отбираться проба последовательно против каждого испытываемого пласта отдельно.

Отсюда сокращение спусков инструмента для испытания и отбора пробы из каж6 дого объекта в многопластовых залежах, что повышает производительность работы и сп ыта тел ьного о 6 орудов а н и я.

Минимальный годовой экономический эффект от использования комплекта из 2-х предлагаемых пробоотборников в скважинах с двумя объектами составляет 40 тыс. руб. Эффект от 3-х пробоотборников с тремя объектами в скважине — 80 тыс. руб.

1. Пробоотборник для испытателя пластов, содержащий корпус с каналом в его нижней части для сообщения со скважиной, пробоотборную камеру, подпружиненный шток с нижним и верхним клапанами, и гидропривод, выполненный в виде сообщающейся со скважиной дополнительной камеры, заполненной жидкостью, с расположенным внутри нее силовым штоком с поршнем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения последовательной работы соединенных между собой пробоотборников для отбора проб из разных интервалов, он снабжен установленной в канале корпуса запорной пробкой с обратным клапаном и с ловильной головкой, закрепленной на верхнем клапане, цангой для захвата ловильной головки, запорной пробкой последующего пробоотборника и вращающейся обоймой с фиксаторами, расположенными на нижнем клапане, выполненном с замкнутыми наклонно-продольными пазами, причем дополнительная камера гидропривода выполнена подпружиненной с фиксирующим элементом относительно корпуса и имеет в нижней части жестко связанную с ней запорную втулку, расположенную в канале корпуса, а силовой шток гидропривода установлен с возможностью взаимодействия с нижним клапаном.

2. Пробоотборник по и. 1, отличающийся тем, что расположенный в дополнительной камере поршень выполнен полым с наружной проточкой, взаимодействующей с фиксирующим элементом дополнительной камеры, подпружинен относительно запорной втулки и имеет размещенный внутри него плавающий поршень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 670723, кл. Е 21 В 49/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 735757, кл. Е 21 В 49/08, 1974 (прототип) .

979627 рФоыгфржя аробаотбориик ф

f7 лройюлЫйрнкл

Составитель В. Никлин

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор А.Ференц

Заказ 9304/15 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4