Пробоотборник для испытателя пластов

Союз Советских Соцналнстнческни Республик(22) Заявлено 1604,79 (21) 2752958/22-03с присоединением заявки Йо(51)М. Кл,Е 21 В 49/02 Государственаыа коммтет СССР яо делам нзобретений и открытнй(53) УДК 622.243, ,68 088,8) Дата опубликования описания 3001,81 М.П.Снежко, П,С,Варламов и Ю.Н.Юркоц(72) Авторы изобретения ыйедов ательс к ти Северо-Кавказский г и проектный инс ударстве тут нефт 1) Заявител(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТ ия пробоотборника см для испытателейиаметра, например 5 10 5 Изобретение относится к пробоотборникам для испытателей пластов,используемых при испытании нефтяныхи газовых скважин, а также при гидФогеологических исследованиях иопределении газонасыщения угольныхпластов.Известен пробоотборник для испытателя пластов, состоящий из корпуса, пробоотборной камеры с впускными выпускным клапанами, полого штокаи механизма удержания клапанов воткрытом и закрытом положениях, причем в выпускном клапане выполнен радиальный канал, сообщающий через байпасный канал полость внутри штока снадклапанной полостью 111,В данном пробоотборнике клапанная система срабатывает только приналичии перепада между давлениямив надпакерной и подпакерной зонахскважины и при условиях, выходящихэа нормы ведения буровых работ нанефть и гаэ, например, при гидрогеологических исследованиях и наличии в верхней части ствола скважины поглощающих горизонтов он можетоказаться непреемлемым.Имеют место значительные трудности в разработке конструкции и технологии изготовленбайпасным каналопластов малого дИПГ.Известен пробоотборник для трубного испытателя пластов, закрытие пробоотборной камеры в котором происходит при равном давлении в надпакерной и подпакерной зонах скважины, устанавливаемый под пакером. Этот пробоотборник состоит иэ корпуса, штока, пробоотборной камеры с впускным и выпускным клапанами и механизма удержания клапанов в открытом и закрытом состоянии, включающего рабочую камеру, сообщающуюся с надпакерным пространством скважины,и пружину для закрытия пробоотборной камеры 2Недостатками этого пробоотборника являются необходимость вывода соединительных коммуникаций по его внутренней полости, расположенной под пакером, к эатрубному пространству скважин, расположенному над пакером, и способ закрытия клапанов с помощью пружины. Указанные недостатки снижают надежность осуществления отбора герметизированной пробы пластового флюида и также делаютневозможным воплощение идеи в конструкцию пробоотборника малого диаметра.Цель изобретения - повышение надежности работы пробоотборника,Указанная цель достигается тем,что пробоотборник снабжен дифференциальным поршнем и силовым штоком,причем дифференциальный поршень установлен в рабочей камере и связанодним концом жестко с клананнымштоком, а другим - телескопическис силовым штоком, установленным вкорпусе с возможностью осевого перемещения.На фиг,1 изображен пробоотборникв исходном положении; на фиг.2то же, в положении с открытыми впускным и выпускным клапанами; на фиг.Зто же, в положении с закрытыми впускным и выпускным клапанами.Пробоотборник для испытателяпластон содержит корпус, состоящийиз деталей 1,2,3 и 4, в котором концентрично размещен клапанный шток5 с центральным каналом 6 и радиальными отверстиями 7,8,9.Между клапанным штоком 5 и корпусом размещена пробоотборная камера 10, образованная деталью 3 корпуса и гильзой 11 и ограниченная содной стороны впускным клапаном,образованным переводником 4 (еговерхней расточенной частью), клапанным штоком 5 с,отверстием 9 иуплотнениями 12 и 13 и гильзой 11с отверстием 14, а с другой сторонывыпускным клапаном, образованнымпереводником 2 (его нижней расточенной частью), клапанным штоком 5с отверстием 7 и с уплотнениями 15и 16 и гильзой 11 с отверстием 17Над пробоотборной камерой расположена рабочая камера 18 механизма удержания клапанов в открытом и закрытом положении, Рабочая камера 18 разделена дифференциальным поршнем 19 наверхнюю часть 20 и нижнюю 21В корпусе 2 выполнено отверстие22, сообщающее верхнюю полость 20камеры 18 с затрубным пространствомскважины.ДифФеренциальный поршень 19 соединен одним концом жестко с клапанным штоком 5, а другим - телескопически с помощью тяги 23 с тягой 24,которая жестко соединена со штоком25 раздвижного механизма 26. Тяга24 имеет внешний выступ 27, а тяга23 - внутренний выступ 28,Корпус 29 раздвижного механизма26 жестко соединен с деталью 1 корпуса пробоотборника. Между штоком30 и корпусом 29 раздвижного механизма 26 имеется шлицевое соединение 31, служашее для передачи вращения узлам, расположенным ниже про.боотборника. Расстояние Между торцом 32 переводника 33 и торцом 34 корпуса 29задано меньшим, чем расстояние межд,торцом 35 тяги 24 и торцом 36 дифференциального поршня 19.В корпусе 2 пробоотборника выполнено стопорное устройство, служащеедля ограничения перемещения дифференциального поршня 19 и состоящее изстопора 37 и проточки 38 надифференциальном поршне 19,Пробоотборник работает следующимобразом,Устанавливается в компоновке испытательного оборудования под испытателем пластов. При спуске буровойраствор, заполняющий скважину, проходит из подпакерной зоны скважинык уравнительным отверстиям испытателя пластов через осевое отверстие6 клапанного штока 5 и осевые отнер 20 стия всех вышерасположенных деталей.При этом буровым раствором заполняются: через отверстие 8 пробоотборная камера 10, через отверстие 7 нижняя часть 21 рабочей камеры и через 25 отверстие 22 верхняя часть 20 рабочей камеры. Благодаря этому пробоотборная камера находится в раэгруженном состоянии по отношению к внешнему давлению и приводной механизм ЭО является гидравлически уравновешенным,Расстояние между торцом 32 переводника 33 и торцом 34 корпуса 29раздвижного механизма задано меньшим,чем расстояние между торцом 35 тяги 24 и торцом 36 дифференциального поршня 19, поэтому в случае сжатия пробоотборника при посадках его детали 5, 19 и 23 остаются н исходном положении, перемещение их вверх под 4 О действием потока бурового раствораограничивается упором дифференциального поршня в стопор 37, При пакеронке, под действием осевой механической нагрузки, раздвижной механизмпробоотборника сжимается до упораторца 32 переводника ЗЗ в торец 34корпуса 29. Выступ 27 тяги 24 удаляется от выступа 28 тяги 23 и приближается к торцу 36 дифференциальц ного поршня 19,После пакеровки, закрытия уравнительного и открытия приемного клапанон испытателя пластов н полостипробоотборника устанавливается давление столба жидкости, заполняющейтрубы, которо. с помощью отверстия 7устанавливается н нижней части 21рабочей камеры. Верхняя часть 20 рабочей камеры через отверстия 22 переводника 2 по-прежнему сообщаетсяс эатрубным пространством скважины.Благодаря разности давлений н верхней части 20 и нижней части 21 рабочей камеры детали 5, 19 и 23 перемещаются вниз до упора выступа 28 тяги 23 н выступ 27 тяги 24 при ее новом,отличном от исходного, крайнем нижнем положении. Стопорная деталь сто порного устройства 37 устанавливается в крайнем верхнем положении проточки 38 дифференциального поршня 19. Отверстие 7 клапанного штока 5 ствола совпадает с отверстием 17 гильзы 11 и отверстие 9 совпадает с отверстием 14 гильзы 11 (фиг.2).Поток пластового флюида перемещается вверх через осевой канал б клапанного штока 5 и через пробоотборную камеру 10, входя в нее через отверстия 9 и 14 и выходя иэ отверстия 17 и 7.По окончании первого открытого периода испытания, при закрытии приемного клапана испытателя пластов (до о=крытия его уравнительного клапана) пробоотборник растягивается. При этом, с помощью выступа 27 тяги .24 и выступа 28 тяги 23, детали 5, 19 и 23 устанавливаются в новое, третье положение (фиг.3), при котором отверстие 17 гильзы 11 изолируется от отверстий 7 и 8 уплотнениями 15 и 1 б, а отверстие 14 изолируется от отверстия 9 уплотнением 12.Впускной и выпускной клапаны закрыты, пробоотборная камера изолирована с отсеченной в ней герметизированной пробой пластового флюида. Нижний торец проточки 38 устанавливается против стопора 37, благодаря чему ограничивается перемещение рабочего элемента пробоотборника вверх под действием инерционных усилий. Перемещению рабочего элемента вниз препятствует упор выступа 28 тяги 23 в выступ 37 тяги 24, В таком положении пробоотборник поднимается на дневную поверхность.После окончания подъема с пробортборника снимаются (отворачиваются) детали приводного механизма 33, 29, 30,1,25,24 и 23, которые сразу же могут быть навернуты на ранее использованную его пробоотборную.часть и отправлены для проведенияочередной операции по испытанию,Технико-экономическая эффективность пробоотборника заключается вобеспечении им надежности отборагерметизированных проб пластовогоФлюида,в том числе при гидрогеологических исследованиях, проводящихся в скважинах диаметром менее100 мм, а также при испытании-скважин, имеющих поглощающие горизонты,расположенные выше пакера,Конечная цель применения пробоотборника - повышение информативности метода испытания и исследования15 скважин в процессе бурения.формула изобретениящ Пробоотборник для испытателя пластов, включающий корпус, клапанныйшток, пробоотборную камеру с впускным и выпускным клапанами и механизмудержания клапанов в открытом и закрытом положении, содержащий рабочуюкамеру с отверстием, соединяющим еес внешним пространством, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжендифференциальным поршнем и силовым 3 штоком, причем дифференциальный поршень установлен в рабочей камереи связан одним концом жестко склапанным штоком 5, а другим - телескопически с силовым штоком 25,установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе40 1. Авторское свидетельство СССРР 601405, кл, Е 21 В 49/02, 19742, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2090481/03,кл. Е 21 В 49/02, 1974.800345 Составитель В. Никуледактор П,Макаревич Техред И. Асталош Корректор Н.Григо Эака исно илиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная 10345/33 Т ВН ИИПИ Гос по делам 113035, Москираж 638ударственногиэобретенийва, Ж, Рауш омитета СССРоткрытииая наб д.4/5