Устройство для отбора глубинных герметизированных проб при испытании пластов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 751979(51)М. Кл.з Е 21 В 49/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ГЛУБИННЫХГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ ПРОБ ПРИ ИСПЫТАНИИПЛАСТОВ 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 тизированных газожидкостных проб иэ пластов, в том числе и многосекционные, обеспечивающие возможность одновременного отбора пластовых проб в заданном глубинном интервале для 20 взаимоконтроля представительности полученных данных и сочетания оперативного анализа проб непосредственно в проьи ловых и разведочных условиях с детальными Физико-химическими ис следованиями пластовых флюидов в стационарных базовых лабораториях. Такие устройства включают корпусы, переходники, приемные и балластные камеры, фильтры и системы клапанов 1 . З 0 Известна также конструкция много- камерного пробоотборника для испытания пластов, содержащая корпус с отверстиями, систему штоков, фильтры, приемные камеры, переходники и систему клапанов 2).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 устанонлены с возможностью взаимодействия 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), нафиг. 2 - то же, второй вариант исполнения. В состав устройства входят фильтры 1 и 2, приемные камеры 3, переходники 4 и 5 с установленными вних подпружиненными клапанами б,снабженными напранляющими штоками7, 8, и игольчатые клапаны 9. Вцелях обеспечения герметизации вместах соединения переходников сприемными камерами, фильтрами и между собой установлены уплотнительныеэлементы 10.Монтаж устройства производят посекционно, последовательно присоединяя к приемным камерам 3 переходники 4,5, в которые предварительноустанавливают клапаны б.. Соединение сек"ий между собойосуцесгвляют посредством переходников 4 и 5, имеющих соответствующие присоединитальные резьбы. Приэтом клапаны б, расположенные впромежуточных переходниках, устанавливают в упор, фиксируя их н открытом положении, и обеспечивают тем.самым сообщение внутренних полостейприемных камер разных секций. В промежуточных переходниках 5 устанавлинают 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 превышалосилу тяжести устройства в сборе. Кконцевым переходникам также присоединяют фильтры 1 и 2,После сборки устройства для отбора глубинных проб в рабочее положение, соответствующее Фиг.1, производят отжатие одного из торцовыхгерметизирующих клапанов и заполняютвнутреннюю полость устройства балластной жидкостью, например, насыщенным раствором МаС 9. Усройство монтируют н приборном переноднике 12,размещенном в компоновке испытательного инструмента под испытателемпластов.При этом устройство для отборапроб устанавливают на опору, размещенную в ниппеле 13 бурильного замка и включающую корпус 14, пружинусжатия 15, пробку 16 и попый шток 17.Устройство для отбора глубинныхпроГ работает :ззд кпим сбраэом, и обеспечивают этсечку 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 плас 45 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, устанонлен 55 60 65 После спуска комплекта испытатель-.ного инструмента в призабойную зонускважины под действием осевой нагрузки, создаваемой весом колонны бурительных труб, производят перемещение 5 штока пластоиспытателя с целью установки пакера, закрытия уравнительногои открытия приемного клапанов, Приперемещении шток пластоиспытателявступает во взаи:".одействия с герметизирующей системой устройстна для отбора глубинных проб.В результате этого взаимодействия происходит телескопическое перемещение направляющих штоков 8 5в клапанах фильтров 1 и 2 и открытие герметизирующих клапанов, установленных в концевых переходникахустройства. При совмещении торцовнаправляющих штоков с торцами фильтров осевая нагрузка через наружные 20 детали устройства передается наполый шток 17 опоры, и дальнейшеедвижение штока пластоиспытателя сопровождается сжатием пружины 15.Таким образом, в течение всего 25 периода испытания выделенного объекта устройство для отбора глубинныхпроб остается открытым, через негопри вызове притока может осуществляться прямоточное движение пластового флюида,поступившего н подпакерную зону из пласта, с полным замещением жидкости, ранее заполнявшейустройство. При этом пластовая жидкость циркулирует через каналы опоры (детали 14, 1 б, 17) нижнегофильтра 2, открытые клапаны и внутренние полости переходников и приемных камер устройства, выходит изнего через каналы верхнего фильтра 1,поступает в пластоиспытатель и на пранляется далее в бурильные трубы.По окончании испытания объекта перемещением штока пластоиспытателявверх выводят его из взаимодействияс герметизирующей системой устройстваные между приемными камерами, обеспечивая тем самым закрытие герметизирующих клапанов и одновременно с этим сохраняя герметичность внутренних полостей, расположенных между ними. 5Затем к игольчатым клапанам,размещенным в промежуточных переходниках, подсоединяют газоотводящую 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 герметизируюфими клапанами, игольчатые клапаны устанавливают в исходное положение, производят раэьединение резьб промежуточных переход 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 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, 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 изобретения1. 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 устасновлены с воэможностью взаимодействия друг с другом, а шток клапана нижней камеры установлен на опоре.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем; что опора выполнена в вийе цилиндра, внутри которого напружине установлен подвижный элемент с промывочными каналами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3384170,кл. 166-3, опублик. 1968.2. Авторское свидетельство СССРР 569893, кл. С 01 й 1/04, 1975