Пробоотборник для испытателя пластов

(72) Авторы изобретеиия П.С. Варламов, И,П, Снежко и В.В. Подзолк Северо-Кавказский государственный научноисследовательский и проектный институтнефтяной промышленности 1) Заявитель 5 Й) ПРОБООТБОРНИК ДЛ СПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ Изобретение относится к области испытания скважин на нефть, газ или воду с помощью испытателей пластов и предназначено для отбора герметизированной пробы пластового флюида.Известен пробоотборник к испытателю пластов, содержащий раздвижной корпус, приемную емкость с размещенными в ней впускным и проточным клапанами, поршнем гидропривода и10 сепарационной камерой с тросиковым затвором, у которого штоки впускного и проточного клапанов жестко связаны между собой, а к поршню гидпропривода присоединен тросиковый затвор 11,15Однако этот пробоотборник не обеспечивает отбора качественной пробы, так как ее отсечение осуществляется только после того, как давление в подпакерной зоне станет рав" ным гидростатическому в затрубном пространстве скважины. Кроме того, в пробоотборнике отсутствует съемный контейнер, поэтому требуются дополнительные приспособления и устройства для перевода пробы в специальные контейнеры, что сопряжено с неудобствами его обслуживания.Известен также пробоотборник для испытателя пластов, включающий корпус, приводной дифференциальный шток, образующий с корпусом камеру, сообщающуюся с затрубным пространством скважины, переводники и, размещенный в корпусе, контейнер с верхним и нижним запорными элементами - клапанами золотникового типа 2.Недостаток пробоотборника обусловлен наличием запорных устройств золотникового типа, вследствие чего отбирается из пласта проба жидкости или газа поступает в пробоотборник через лабиринтный проход различного поперечного сечения. Это приводит к тому, что часть ранее поступившей промывочной жидкости остается в контейнере (камере) пробоотборника и перемешивается с пробой пластового90 5 О 520 25 30 35 4 в 45 50 55 флюида, что отрицательно сказываетсяна достоверности выдаваемого заключения,Запорные клапаны золотниковоготипа в пробоотборниках, как показывает опыт эксплуатации, при интенсивных притоках пластового Флюида свыносимыми из пласта образивнымичастицами, подвержены размыву, чтоснижает надежность их работы.Цель изобретения - повышение качества отбираемой пробы и повышениенадежности работы пробоотборника,Указанная цель достигается тем,,что пробоотборник снабжен планкой спрорезями, установленной с возможностью взаимодействия через подпружиненный фиксатор с приводным дифференциальным штоком, а запорные элементы выполнены в виде поворотныхкранов с эксцентрично расположеннымивыступами, входящими в прорези планки, причем дифференциальный штокобразует с корпусом атмосферную камеру, площадь поперечного сечениякоторой меньше площади поперечногосечения камеры, соабщающеся с затрубным пространством, а диаметр штока в атмосферной камере больше, чемдиаметр штока ниже этой камеры,но меньше, чем диаметр штока в камере, сообщающейся с затрубным пространством,Указанные отличительные поизнаки позволили создать прямоточныйосевой канал через всю полость пробоотборника с контейнером.На Фиг, 1 изображен пробоотборник, общий вид; в разрезе при спуске в скважине; С - верхняя часть,д- ниВняя часть; на Фиг, 2 - то же,в период отбора пробы; на фиг. 3 то же, в период отбора пробы сразрезанным корпусом над запорнымиустройствами контейнера: С - верхняя часть, б- нижняя часть; нафиг. 4 - сечение А-А на Фиг. 3.Пробоотборник состоит из кбрпуса,включающего кожух 1 и переводник 2,дифференциального приводного штока 3, образующего со стенками переводника 2 камеру д, сообщающуюсяс затрубным пространством, и атмосферную камеру,Я,верхней частью переводника 2жестко соединена втулка 4 с прорезьюГ. Внутри втулки 4 находится втулка 5, жестко связанная с приводнымдифференциальным штоком 3, Втулка 5 установлена с возможностью жесткоговзаимодействия с планкой 6 черезподпружиненный фиксатор 7.Нижняя часть планки 6 и фиксатор7 находятся в прорези 2 втулки 4 привсех периодах работы пГ .г.ггборника.Верхняя часть приводного,. фференциального штока 3 образует с втулкойканал гидравлического сопротивления д , выполняющий функцию релезадержки перемещения штока 3.В кожухе 1 размещен контейнер,состоящий из переводника 8, корпуса 9 и переводника 10. В контейнереразмещены запорные элементы, выполненные в виде поворотных кранов 1и 2 со стопорными пружинными кольцами 13, 14 и резиновыми уплотнениями 15 и 6. На кранах 11, 12 выполнены эксцентрично расположенные выступы 8, с., расположенные под углом45 относительно оси проходного каонала крана, входящие в прорези планки 6 (Фиг, 3),В верхней части контейнера размещен обратный клапан, состоящий изшара 17 и гильзы 8, который предотвращает проникновение затрубногодавления в контейнер 9 в момент отсечения пробы. В нижней части контейнера 9 размещена вспомогательнаягильза 19, Резьба, в которую онавворачивается, используется дляподсоединения приспособления, служащего для вытеснения пробы. Внутриконтейнера 9 находится поршень 20,служащий для вытеснения пробы, Осевой канал этого поршня при вытеснении пробы перекрывается специальнымприспособлением. Контейнер 9 в корпусе пробоотборника расположен непод"вижно. Осевому перемещению контейнера препятствует соприкосновение торцов кожуха 1, втулки 4 с торцамипереводников 8 и 10 контейнера соответственно.Пробоотборник работает следующимобразом.Радиальному перемещению контейнера препятствует наличие выступов напереводниках 8 и 10, сопрекасающихся с кожухом 1 пробоотборника (Фиг.4) .Извлечение контейнера 9 из корпуса пробоотборника осуществляется свободно при отсоединенном переводнике 2,Ври спуске инструмента в скважине детали пробоотборника расположеныв положении, показанном на фиг. 1,5 90722Заполнение контеинера жидкостью осуществляется при спуске через открытыйкран 12,Переток промывочной жидкости черезпробоотборник при спуске осуществляется снаружи и внутри контейнера,через осевые каналы приводного дифференциального штока 3, втулки 5,полость контейнера, радиальный канал, заключенный между контейнером 9 10и кожухом 1, и осевой канал кожуха 1пробоотборника,После открытия впускного клапанаиспытателя пластов и закрытия егоуравнительного клапана, давление во 15всех узлах, расположенных ниже испытателя пластов, в том числе впробоотборнике, упадет до гидростатического в трубах. Под действиемперепада давления (камера о ) привод" 20ной дифференциальный шток 3 начнетперемещаться вверх, преодолевая усилие, направленное вниз, действующееот гидростатицеского давления в трубах на дифференциальную площадь 25штока, образующего с корпусом пробоотборника атмосферную камеру (камера 8) .По истечении некоторого времени,величина которого обусловлена налицием канала гидравлического сопротивления д, приводной дифференциальный шток 3 с втулкой 5 и подпружиненным фиксатором 7 переместитсяв крайнее верхнее положение, Фиксатор 7 войдет в прорезь планки 6,Втулка 5 уплотнится в гильзе 19контейнера и направит весь потокпластового Флюида через его полость.Детали пробоотборника установятся 40в положении отбора пробы (фиг. 2).После открытия уравнительногоклапана испытателя (конец испытания) давление в пробоотборникесрезко возрастает до гидростатического в затрубном пространстве скважинь 1 и становится равным давлениюв камере 6 . В результате этого приводной дифференциальный шток 3под действием гидростатицеского50давления в затрубном пространствескважины на дифференциальную площадьштока 3, образующего с корпусомпробоотборника атмосферную камеруВ ,переместится в крайнее нижнее положение вместе с втулкой 5, Фиксатором 7, планкой 6. При этом планка 6,действуя на выступы Я, у кранов11, 12 повернет их в закрытое положение. После закрытия кранов 11, 12 втулка 5 выйдет из гильзы 19, в результате чего образуется канал для перетока промывочной жидкости снаружи закрытого контейнера.Налицие канала гидравлического сопротивления Р обеспечивает необходимое время задержки перемещения приводного дифференциального штока 3 и поворота связанных с ним (через втулку 5, Фиксатор 7, планку 6) кранов контейнера. Это необходимо в случае неконтролируемого кратковременного открытия впускного клапана испытателя пластов при подъеме оборудования из скважины после проведения испытания.После .извлечения контейнера 9 из корпуса пробоотборника его направляют в лабораторию. Контейнер свободно выходит из корпуса при отвернутом переводнике 2. В кожух 1 вставляют другой контейнер, наворачивают переводник 2, После этого пробоотборник считается подготовленным к последующей работе.Применение пробоотборников контейнерного типа с прямоточной осевой пробоотборной камерой позволит повысить качество отбираемых проб за счет полного вытеснения промывочной жидкости в контейнере пластовым флюдом, а также надежность его работы за счет исключения размов запорных устройств контейнера и потери герметичнои пробы.Кроме этого, применение таких пробоотборников, облегчит условия эксплуатации, так как отпадает необходимость переводить пробу в специальный контейнер для транспортировки и иметь для этого специальные устройства и приспособления.Технико-экономический эффект от внедрения пробоотборника будет получен за счет наличия в нем прямоточного осевого канала относительноф большого диаметра, обеспечивающего работу с буровыми растворами, утяжеленными баритом и гематитом,Средний экономический эффект от испытания в процессе бурения одного объекта составляет 10 тыс. руб. Удельный вес пробоотборника в комплекте испытательного оборудования составляет 20,Годовой экономический эффект от применения пробоотборника при ши.9072роком его внедрении составит около500 тыс. руб.формула изобретенияПробоотборник для испытателяпластов, включающий корпус, приводной дифференциальный шток, образующий с корпусом камеру, сообщающуюся 1 О с затрубным пространством скважины, переводники и, размещенный в корпусе, контейнер с верхним и нижним запор- ными элементами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния качества отбираемой пробы и повышения надежности в работе, он снабжен планкой с прорезями, установленной с возможностью взаимодействия через подпружиненный фиксатор с при водным дифференциальным штоком, а 29 8запорные элементы выполнены в видеповоротных кранов Сс эксцентричнорасположенными выступами входящимив прорези планки, причем дифференциальный шток образует с корпусом атмосферную камеру, площадь пойеречного сечения которой меньше площадипоперечного сечения камеры, сообщающейся с затрубным пространством,а диаметр штока в атмосферной камеребольше, чем диаметр штока ниже этойкамеры, но меньше, нем диаметр штока в камере, сообщающейся с затрубным пространством,Источники информации,принятыв во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИ И 1101 кл. Е 21 8 9/02, 1971;2. Авторское свидетельство СССРМф 697707, кл. Е 21 В 49/02, 1977907229ВНИИПИ Заказ 542/4Тираж 624 Подписнце Филиап ППП "Патент", г.Ужгород,.уп.Проектная,4