Глубинный пробоотборник

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(1) М. Кл.з Е 21 В 49/08 с присоединением заявки Мо ГосударственныИ комитет СССР по делам изобретениИ и открытиИДата опубликования описания 150383(54) ГЛУБИННЫЙ ПРОБООТБОРНИК Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для отбора глубинных проб пластовых вод и водорастворенных газов. Устройство может быть использовано также для отбора проб нефти и газа.Для исследования пластовых систем, вскрываемых глубокими и сверхглубокими скважинами, требуются устройства, работоспособные в усло- виях высоких давлений и температур на забое скважин, К числу таких уст- ройств относятся пробоотборники для отбора флюидов, насыщающих пластовые системы.Большинство из известных пробо- . отборников рассчитано на рабочее давление 30 МПа, что позволяет отбирать пробы только в скважинах глубиной до 3000-3500 м. Известен пробоотборник на рабочее давление 100 МПЬ, который содержит камеру для отбора пробы, снабженную конусными клапанами, подпружиненными пружинами и связанными между ообой замком, и механизм для закрытия клапанов, состоящий из емкости, поршня, обратного клапана и собачки,удерживающей клапаны в открытом сос-тоянии .при/спуске в скважину (.11.Недостаток этого устройства состоит в том, что при отборе пробыего надо поднимать на 25-30 м отточки отбора для того, чтобы сработал механизм, закрывающий клапаны.Так как этот пробоотборник припод . нимается в открытом состоянии, топроисходящая при подъеме промывкаего приемной камеры может приводитьк изменению состава пробы. Крометого, известный пробоотборник имеетнедостаточный полезный объем приемной камеры - 400 смо и удельную емкость - 2,0 см 3/см (отношение полезного объема к длине устройства).Известен также пробоотборник,работоспособный при давлении 50 МПано предназначенный в основном дляотбора глубинных проб нефти. Он содержит приемную и балластную камеру,пьезопривод с силовым штоком, форклапан и запирающий клапан 2 1.25 Недостатком этого пробоотборника является небольшой объем приемной камеры - 300 см 3 (удельная емкость 1,7 см /см), что требует не 3однократных спуско- подъемных опера 10046285 30Гидравлическое реле времени 8включает рабочую А и приемную Б камеры с поршнями 18 и 19, разделитель 20 с обратным клапаном 21 игидросопротивлением 22, переходник23 с поршнем 17. Сверху на корпускамеры А наворачивается головка 24 55 для крепления пробоотборника к проволоке глубинной лебедки. Поршень17 со стороны запорного механизмаи поршень 18 со стороны головки 24не изолированы от воздействия внеш ней среды. Диаметр поршня 17 меньшедиаметра поршня 18. Защелки 7 подпружинены пружинами 25 и установле ны в корпусе б на осях 26Пробоотборник работает следующим 65 образом. Поставленная цель достигается тем, что глубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхним и нижним клапанами и штоком, шарнирно соединяющим клапаны между собой, запорный механизм, жестко закрепленный на приемной камере и включающий корпус и подвижную втулку, взаимодействующую с двумя подпружиненными защелками, и приводной механизм, снабжен дополнитель" ным подпружиненным штоком с прорезью и расположенным в прорези паль- цем, закрепленным в подвижной втулке, а приводной механизм выполнен в виде гидравлического реле времени,ций для набора пробы в объеме, дос.таточном для анализа физико-химических свойств пластовых вод и водорастворенных газов. Кроме того,устройство имеет довольно сложнуюконструкцию, трудоемко в изготовлении и обслуживании.Наиболее близким к предлагаемомуявляется глубинный пробоотборник,содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненнымиверхними и нижними клапанами, нижний и верхний клапаны, соединенныес штоком шарнирно, соединяющим кла -паны между собой, запорный механизм,жестко закрепленный на приемнойкамере и выключающий корпус и подвижную втулку, взаимодействующуюс двумяподпружиненными защелками,и приводной механизм в виде посыльного груза. Пробоотборник опускаютв скважину с открытыми клапанами,которые удерживаются защелками. Придостижении пробоотборником заданнойглубины по проволоке посылаетсягруз. Ударом груза по втулке приводятся в движение защелки, освобождающие клапаны. Клапаны под действием возвратной пружины отсекаютжидкость, находящуюся в приемной камере. Полезный объем приемной камеры - 1000 см 3, удельная емкость5,0 см /см 3,Недостатком известного пробоотборника является невозможность егоприменения в скважинах глубиной свыше 2500-3000 м, так как посыльныйгруз из-за сильного натяжения проволоки прижимается к стенкам скважины и не доходит до прибора. Такимобразом известный пробоотборник непозволяет производить отбор пробв глубоких и сверхглубоких скважинах, требуется пОвторный спуск иподъем пробоотборника, что снижаетпроизводительность отбора проб вглубоких и сверхглубоких скважинах.Цель изобретения - повышение производительности при отборе проб вглубоких и сверхглубоких скважинах,причем, дополнительный шток распо. -ложен в коргтусе запорного механизма с возможностью взаимодействияс поршнем гидравлического реле времени. Такое устройство обеспечивает отбор проб в любой точке ствола глубоких и сверхглубоких скважин, Устройство работоспособно в скважинахкак по спущенным, так и поднятымилифтовыми трубами. Благодаря большому полезному объему приемной камеры - 1000 см при удельной емкости 4,5 см /см исключается необхо 3димость многократных спуско-подъем ных операций по набору требуемогообъема проб пластовой воды и водорастворенного газа, т.е. значительно сокращается время исследованияскважин.На Фиг, 1 изображена верхняя частьглубинного пробоотборника; на фиг.2 - нижняя часть глубинного пробооборника; на фиг. 3 - укрупненныйвид запорного механизма при открытых клапанах; на фиг. 4 - укрупненный вид запорного механизма призакрытых клапанах.Пробоотборник содержит приемную камеру 1, в которой установлены верхний и нижний клапаны 2 и 3, подпружиненные пружиной 4, шток 5, шарнирно соединяющий клапаны 2 и 3 междусобой, запорный механизм, включающий корпус б и две подпружиненныезащелки 7, и гидравлическое реле ЗЪ времени 8. В нижнем клапане 3 выполнено отверстие 9, которое перекрывается игольчатым клапаном 10Накорпусе б запорного механизма установлена с воэможностью перемещения 40 по корпусу б втулка 11 со штифтом12, входящим в прорезь 13 штока 14,подпружиненного пружиной 15. Верхний клапан 2 посредством своей юбки 16 свободно входит в корпус б 45 запорного механизма. Поршень 17 гид-равлического реле времени посредст, -вом штока 14 связан со втулкой 11,При сборке гидравлического реле времени 8 в камеру А заливают масло, поршни 18 и 19 ставят в верхнее положение (показано пунктиром), а торец поршня 17 упирают в торец поршня 19. 5Пробоотборник опускают в скважи- ну в открытом состоянии: верхний и нижний клапаны 2 и 3 смещены по приемной камере 1 вниз, пружина 4 сжата, защелки 7 запорного механизма 10 сжаты и перекрывают обратный ход .клапанам 2 и 3 фиг. 3). Отверстие 9 перекрыто игольчатым клапаном 10.При спуске пробоотборника жидкость,.находящаяся в стволе скважины, че-, 15 рез открытые клапаны 2 и 3 поступает в прйемную камеру 1 и промывает ее. При спуске прибора в скважину давление .столба жидкости в стволе скважины давит на поршни 18 й 17, 2 О Однако из-за разности площадей поперечных сечений этих поршней камеры А и Б испытывают разное давление. Под действием перепада давления поршень 48 приходит в движение и вытес няет масло иэ камеры А через гидро сопротивление 22 в камеру Б. Заполняя камеру Б, масло передвигает поршень 19, который в свою очередь двигает поршень 17 и через него прод-ЗО вигает шток 17. Как только торец прорези 13 штока 14 дойдет до штифта 12", связанного со втулкой 11, последняя начнет надвигаться на конические срезы защелок 7, поворачивая их вокруг осей 26. В результате вращения защелки сходят с торца юбки 16 верхнего клапана. Под действием пружины 4 соединенные штоком 5 клапаны 2 и 3 втягиваются на свои посадоЧные места в приемной камере 40 (фиг. 4),отсекая жидкость, заключенную в ней.Для извлечения пробы из приемной камеры после подъема пробоотборника 45 иэ скважины достаточно отвернуть игольчатый клапан 10, который откроет выпускное отверстие 9, и послеснижения давления в приемной камере 1- открыть верхний клапан 2,Использование данного пробоотборника позволяет сократить время исследования скважин и числа спуско-подъемных операций для отбора проб жидкости из скважины, что в конечномсчете обеспечивает экономию эксплуатационных затрат.на проведение иссле-.дований,Формула изобретенияГлубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхними нижним клапанами и штоком, шарнирно соединяющим клапаны между,собой, эапорный механизм, жесткозакрепленный на приемной камере и,включающий корпус и подвижную втулку, взаимодействующую с двумя подпружиненными защелками, и приводноймеханизм, о т л и ч а ю щ и й с,ятем, что, с целью повышения производительности при отборе проб в глубоких и сверхглубоких скважинах,он снабжен дополнительным подпружи;.енным штоком с прорезью и расположенным в прорези пальцем, укрепленным в подвижной втулке. а приводноймеханизм выполнен в виде гидравлического реле времени, причем дополнительный подпружиненный шток расположен в корпусе запорного механизма с возможностью взаимодсйствгяс поршнем гидравлического реле времени.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Алиев Ш,Н. и др, Пробоотборник ПГ, - фНефтяное хозяйство",1971, В 1, с. 52-53.2. Авторское свидетельство СССРВ 252249, кл. Е 21 В 49/08, 1967.3. Мамуна В.Н. и др. Глубинныепробоотборники и их применение,М., Гостоптехиздат, 1961, с. 50-511004 б 28 Составитель В, НикулинРедактор Л. Авраменко Техред М.Коитура Корректст ароши аказ 1825/ВНИИ 3 илиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 3 Тираж И Государственного делам изобретений Москва, Ж, Рауш 601комитети открыкая наб ПодписноеСССРийд, 4/5