Скважинный пробоотборник

(61) Дополнительное к (22)Заявлено 040880 свид 1) 2924807/22-03 Е 21 В 49/08 присоединением заявк23) Приоритет дзрстмниый квинтеСььрделам изабретеиийи етнрытий бликовано 230782 . Бюллетень М 27та опубликования описания 230782 53) УДК 622.24,Й.Алие Ордена Трудового Красного Знамени азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектинститут нефтяной промышленности(71) Заявнтел 54 ) СКВАИИННЫЙ ПРОБООТБОРНИ Изобретение относится к нефтяной ромышленности, в частности к исслеованию скважин. боотборник совой меорную камеДм от"обводтак каки вода.оотборник,орную кам, гидтрубу,корпусомую шариен длямногофаэику свойатки:чие боль оотборник име в которую з Известен скважинный проПДм,содержащий корпус, чаханизм, фрикцион, пробоотбРу и два клапана(1.Однако пробоотборникомбор глубинных проб нефти иненных скважин невозможен,вместе с нефтью извлекаетсИзвестен скважинный про содержащий корпус, пробоот меру с клапанным устройств равлическое реле времени и расположенную коаксиально пробоотборника и удерживае ковым замком, Он предназна отбора пробы одной Фазы из ного потока 121 .Однако этому пробоотбор ственны существенные недос сложность конструкции, нал шого числа взаимосвязанных узлов,Функционально сопряженных деталейи связанная с этим недостаточная надежность этого устройства, работающего на больших глубинах. Кроме того,в процессе его работы при перемещениикоаксиально расположенной трубы поддействием собственного веса частопроисходит самоторможение, в реэульо тате чего отбор пробы затрудняется.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является скважинный пробоотборник, содержащий корпус, пробоотборную камеру, клапанныймеханизм и гидравлическое реле времени, трубу, расположенную коаксиально с корпусом пробоотборника и удерживаемую шариковым замком, а такжеоразмещенную на корпусе пружину, взаимодействующую с коаксиально расположенной трубой Г 3 1,Однако этот пробетсложную конструкциюало45 3 94540жено большое количество взаимосвязанных узлов и функционально сопряженныхдеталей и, прежде всего, коаксиальнорасположенной трубы, перемещающейся взоне отбора пробы в сложных скважинных условиях, при наличии движущейсяпод большим давлением гаэожидкостнойсмеси, а зачастую песка и парафина,которые приводят к заклиниванию(заеданию ) коаксиальной трубы, Кроме 10того, в случае отбора пробы в наклонных скважинах пробоотборник ложитсяна стенку скважины, в связи с цемперемещение коаксиально расположеннойтрубы затрудняется.15Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности в работе пробоотборника.Указанная цель достигается тем,что клапанный механизм выполнен в виде нижнего подпружиненного клапана сштоком, имеющим утолщение на верхнем конце и ограничитель перемещенияв средней части и верхнего золотникового клапана, жестко соединенногос поршнем гидравлического реле времени и имеющего шток с цанговыми элементами, охватывающими утолщение штоканижнего клапана, причем пробоотборная камера заполнена водой,Такое выполнение позволяет обеспечить гарантированный отбор пробчистой нефти (путем гравитационнойзамены воды в пробоотборной камеренефтью) из скважин, продукция кото 35рых содержит большое количество воды,и с любой заданной глубины. Кроме того,это позволяет значительно упроститьконструкцию и повысить надежностьработы.На фиг, 1 изображена схема скважинного пробоотборника, общий вид; нафиг. 2 - разрез А-Д на фиг. 1,Пробоотборник содержит корпус 1,пробоотборную камеру 2, заполненнуюводой, гидравлическое реле временивключающее камеру 3 и заполненную маслом камеру 4. Последние две камерысообщаются между собой через гидравлическое сопротивление (капилляр) 5.Камера 4 ограничена снизу уплотненным поршнем 6, Полость 7 под поршнем 6 сообщается с внешней скважинной средой через отверстие 8 в корпусе 1. Поршень 6 в своей нижней части снабжен жестко связанным с ним55клапанным механизмом, включающимшток 9, который пропущен через уплотненный разделитель 10 в пробоотбор 5 фную камеру 2 . Шток 9 образующий с разделителем 10 эолотниковый клапан в сопряжении с разделителем 10 имеет диаметральную проточку 11, образующую зазор между этими деталями, Шток 9 в своей нижней части снабжен диском 12, имеющим в нижней части несколько цанговых элементов 13, на конце которых выполнены вогнутые внутрь выступы 14. Клапанный механизм включа ет также нижний клапан, сообщающий пробоотборную камеру 2 с скважиной средоЙ и выполненным в виде конусного седла 15 и уплотненного затворного элемента, - конической пробки 1 б. Верхний торец затворного элемента жестко соединен с штоком 17, имеющим в верхней части утолщение 18 в виде сферы. Наружный диаметр утолщения больше внутреннего размера упомянутых выступов 14.В исходном положении утолщение 18 введено внутрь цанговых элементов 13 с возможностью выхода из них при заданном усилии. В нижней части пробоотборной камеры 2 предусмотрен ограничитель 19, выполненный в видегдиаметральной перегородки. Между ограничителем 19 и затворным элементом 16 на штоке 17 выполнен ограничитель перемещения в виде буртика 20 и установлена возвратная пружина 21.Устройство работает следующим образом.Пробоотборник помещается в лубрикатор, открывается задвижка, Поршень б испытывает давление скважинной жидкости, поступающей из отверстия 8 в корпусе 1, и под действием этого давления перемещается вверх, вытесняя масло из камеры 4 в камеру 3 через гидравлическое сопротивление (капилляр ) 5, Одновременно через зазор в месте сопряжения диаметральной проточки 11 на штоке 9 с отверстием разделителя 10 избыток расширяющейся от увеличения температуры воды в пробоотборной камере 2 вытекает из нее в полость 7, сообщенную со скважинной средой.Сначала движение поршня 6 будет холостым, Время холостого хода поршня регулируется путем замены гидравлического сопротивления (капилляра) 5 в зависимости от глубины скважины и должно обеспечить воэможность спуска пробоотборника до забоя(или нужного интервала) при закрытом клапане Это достигается за счет равенства5 9454хода поршня 6 ходу цанговых элементов 13 от исходного положения до момента зацепления выступов 14 с утолщением 18 штока 17.Через заданное время, по достижению пробоотборником необходимой глубины, утолщение 18 штока 17 входитв зацепление с выступами 14 и одновременно шток 9 своим широким сечением перекрывает отверстие разделителя 10, так что при дальнейшемдвижении штока это отверстие закрыто.В результате поршень б с помощью образовавшегося зацепления утолщения 18с выступами 14 тянет шток 17 вверх,жестко связанная с штоком пробка 16открывает клапан, гидравлически сообщая внутреннюю полость пробоотборнойкамеры 2, заполненную водой, с скважинной средой, Капли нефти, которыесодержатся в продукции обводненнойскважины, попадая в область клапанного отверстия, всплывают во внутренней полости пробоотборной камеры 2и в течение определенного времени,зависящего от разности удельных веов нефти и воды, а также гидравлических сопротивлений в пробоотборникв,происходит гравитационная замена воды нефтью, Как показали многочислен-.ные опыты, для наихудших условийвремя полной гравитационной замены впредлагаемом пробоотборнике составляет не более 20 мин,Время хода зацепленных цанговых35элементов 13 и штока 17 с утолщением18, в течение которого клапан остается открытым, соответствует временихода буртика 20 штока 17 до упорав ограничитель 19, и должно быть несколько большим времени полной гравитационной замены воды нефтью.После того как этот буртик 20 упрется в ограничитель 19, цанговыеэлементы 13, жестко связанные через45шток 9 с поршнем б, будут продолжатьдвижение вверх, В результате утолщения 18 шток 17 выходит из зацепленияс выступами 14 и под воздействием 05 6разжатия возвратной пружины 21 седло15 клапанного механизма закрываетсяуплотненной конусной пробкой 16, Таким образом проба чистой нефти будетотобрана.Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить гарантированный отбор проб чистой нефти из обводненных скважин с любой заданнойглубины, расширить диапазон областейприменения пробоотборника, в том числе и в осложненных условиях в наклонных скважинах, скважинах,в продукциикоторых содержатся различные механические и химические примеси:песок,парафин,соли и т.д.), повысить надежностьработы пробоотборника и существенноупростить его конструкцию,формула изобретенияСкважинный пробоотборник, содержащий корпус, пробоотборную камеру,клапанный механизм и гидравлическоереле кремени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, клапанный механизм выполненв виде нижнего подпружиненного клапана с штоком, имеющим утрлщение наверхнем конце и ограничитель перемещения в средней части, и верхнего золотникового клапана, жестко соединенного с поршнем гидравлического релевремени и имеющего шток с цанговымиэлементами, охватывающими утолщениештока нижнего клапана, причем пробоотборная камера заполнена водой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мамуна В.Н. и др. Глубинные про.боотборники и их применение. МГостоптехиздат, 1961, с.37-40.2. Авторское свидетельство СССРй 211475, кл. Е 21 В 49/02, 1965.3. Авторское свидетельство СССРМ 233577, кл. Е 21 В 49/02, 1967-2 21 20 7 б Фиг.1Фиг.ГСоставитель В,Никулин Редактор Я.Шандор Техред Т, Фанта КорректорА. Дэяткое ьеЗакаэ 5284/45 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035,Москва, Ж,Раушская набд,4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная , 4