ПРОБООТБОРНИК К ПАКЕРУ Российский патент 1997 года по МПК E21B49/08 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к их испытанию в процессе бурения трубными испытателями пластов.

Пробоотборники для отбора проб.

Пробоотборники устанавливаются в комплекте испытательного оборудования с целью отбора проб пластового флюида при забойных условиях.

Существуют следующие способы [1] отбора проб на забое скважины:
способы с применением специальных пробоотборников в виде отдельных узлов сборки;
способы с использованием стандартных пробоотборников;
способы, связанные с отбором проб в замкнутую емкость, находящуюся между запорно-поворотным клапаном и испытателем пластов.

Пробоотборник ПИГ 2 выполнен в виде отдельного узла сборки. В корпусе пробоотборника имеются клапаны для отбора проб: к нижнему клапану подсоединяется при отборе пробы на поверхности насос, а с помощью верхнего - пробы отбираются в специальные контейнеры и сосуды. Устанавливается пробоотборник ниже испытателя.

После окончания испытания при снятии пакера закрывается приемный клапан испытателя и открывается уравнительный клапан.

Поскольку в полости оборудования над пробоотборником давление повышается, то шаровой обратный клапан, находящийся в канале гидравлического переключателя, перекрывает последний, и под действием гидростатического давления шток перемещается вниз до тех пор, пока отверстия в штоке и в гидравлическом переключателе не совпадут, после чего давление над и под пробоотборником выравнивается и через канал 1 жидкость начинает поступать из надпакерного пространства в подпакерное.

Из уровня техники выявлено изобретение [2] которое служит ближайшим аналогом.

Существенные признаки аналога, совпадающие с изобретением:
корпус с гнездами в его наголовниках;
шток с пробками, установленный в корпусе;
посадка пробок в гнезда под действием потока жидкости от уравнительного клапана в подпакерную зону;
средство выведения герметизированной пробы.

Существенные признаки изобретения, отличные от аналога:
гидропривод в виде обратного клапана из тарелки и седла;
шток с пробками подвешен к тарелке, а седло закреплено на срезной шпильке;
средство выведения герметизированной пробы выполнено в виде двух запорных игл, запирающих резьбовые гнезда, выполненные в наголовниках и приспособленные для присоединения к лабораторному оборудованию.

Существенный признак изобретения, отличный от аналога состоит в том, что данный пробоотборник с герметизированной пробой доставляют в лабораторию и непосредственно подключают к соответствующему оборудованию.

Именно в этом и состоит технический результат.

Причины, препятствующие получению такого технического результата, заявитель указать не может.

Сущность изобретения состоит в том, что пробоотборник снабжен двумя парами запорных устройств: двумя пробками на общем штоке, соединенным с тарелкой обратного клапана, которые отсекают пробу при снятии пакера, и двумя иглами, запирающими резьбовые гнезда, через которые пробоотборник подключают к лабораторному оборудованию.

Перечень фигур чертежей: Фиг. 1 упрощенный чертеж общего вида; Фиг. 2 - чертеж наголовника с плечиками; Фиг. 3, 4 сечения на фиг. 2; Фиг. 5 разрез по А-А на фиг. 2; Фиг. 6 вид сверху на фиг. 5; Фиг. 7 уплотнение запорных игл, укрупненно.

Обозначения на фиг. 1: 1 наружный корпус; 2 корпус собственно пробоотборника; 3 шток с пробками; 4 наголовник; 5 пробка; 6 - уплотнительные резиновые кольца; 7 кольца в гнезде обратного клапана, пропускающие жидкость сверху вниз; 8 срезная шпилька, удерживающая пробки открытыми; 9 тарелка обратного клапана; 10 присоединительная резьба.

Обозначения на фиг. 2, 6: 4 наголовник; 5 пробка; 11 резьбовое гнездо; 12 запорная игла.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Данная конструкция как рационализаторское предложение заявителя под названием "Пробоотборник с гидроприводом" зарегистрирована 12.05.91 г. N 06-91 в Нарьян-Марской нефтегазоразведочной экспедиции в пос. Искателей и ей же изготовлена.

Несколько раз пробоотборник спускали в скважину, но во всех случаях притока не получили.

Присоединение пробоотборника к лабораторному оборудованию через резьбовые гнезда 11 проверено на практике.

В настоящее время пробоотборник находится на балансе экспедиции, готов к работе.

Корпус собственно пробоотборника длиной 1500 мм изготовлен из бурильной трубы диаметром 73 мм с толщиной стенок 9 мм и резьбой насосно-компрессорных труб, на которую навернуты наголовники.

Пробки диаметром 22 мм изготовлены заодно со штоком диаметром 16 мм.

Запорная игла с резьбой N 16 запирает отверстие 4 мм.

Присоединительная резьба в гнезде M 14 x 1,5.

Описание конструкции в статическом состоянии.

В наружном корпусе 1 (бур. труба 127 x 9,19) размещен собственно пробоотборник 2 с наголовниками, один из которых 4 снабжен плечиками, показанными на фиг. 2. Шток с пробками 5 подвешен к тарелке обратного клапана 9, гнездо которого закреплено срезной шпилькой 8.

Пружина к тарелке 9 на фиг. 1 не показана. На чертеже срезная шпилька выведена наружу. Фактически неподвижный ее конец пропущен через кольцо, размещенное на месте плечиков наголовника 4. Фактически плечиками снабжен нижний наголовник.

Такое несоответствие в изобретении плечиков наголовника вызвано упрощением чертежа общего вида, в частности уменьшением его общей высоты.

Фактически при сборке на гнездо 7 надевают кольцо, через которое пропускают срезную шпильку 8. Это кольцо устанавливают в верхнем резьбовом соединении корпуса 1, на котором показаны плечики наголовника. В этом случае отпадает требование герметичности к врезной шпильке 8, тогда как показанная на чертеже шпилька 8 должна отвечать этому требованию, да и установить ее при сборке будет затруднительно.

Фактически плечиками снабжен нижний наголовник, который удерживается в нижнем резьбовом соединении так, как показано на упрощенном чертеже общего вида.

В наголовниках (фиг. 2) игла 12 с уплотнительными резиновыми кольцами постоянно запирает канал отбора пробы через резьбовое гнездо 11.

Работа пробоотборника.

До момента "срыва пакера" пробки 5 подвешены над цилиндрическими гнездами наголовника. В открытый период испытания поток жидкости снизу вверх проходит как через пробоотборник, так и снаружи него, в том числе снаружи квадратных наголовников, приподнимая тарелку обратного клапана 9. В закрытый период испытания и при спуске инструмента срезная шпилька 9 удерживает пробки открытыми.

В момент "срыва пакера" поток жидкости от уравнительного клапана испытателя пластов устремляется сверху вниз в подпакерную зону.

За счет перепада давления над и под пакером шпилька 8 срезается, обратный клапан совместно с пробками 5 перемещается вниз. Размеры деталей подобраны так, что вначале пробки 5 садятся в гнезда, а затем седло клапана отходит от тарелки 9, освобождая путь буровому раствору вниз через прорези 7 и далее снаружи наголовника 4.

Пробоотборник с герметизированной пробой можно извлечь из корпуса 1 как на буровой, так и на базе, а затем доставить его в лабораторию.

Любой трубный испытатель пластов снабжен уравнительным клапаном, что позволяет применять данный пробоотборник с любым из них.

Использование: при бурении нефтяных и газовых скважин для испытания трубными испытателями пластов. Сущность изобретения: пробоотборник к пакеру включает корпус с гнездами в его наголовниках. Шток с пробками установлен в корпусе с возможностью посадки пробок в гнезда под действием потока жидкости от уравнительного клапана испытателя пластов в подпакерную зону. Имеется средство выведения герметизированной пробы. Пробоотборник снабжен гидроприводом, выполненным в виде обратного клапана из тарелки и седла. Шток с пробками подвешен к тарелке. Седло закреплено на срезной шпильке. Средство выведения герметизированной пробы выполнено в виде двух запорных игл, запирающих резьбовые гнезда, выполненные в наголовниках и приспособленные для присоединения к лабораторному оборудованию. Использование изобретения позволяет отобрать герметизированную пробу в пробоотборник и доставить его в лабораторию и подключить непосредственно к соответствующему лабораторному оборудованию. 7 ил.

Пробоотборник к пакеру, включающий корпус с гнездами в его наголовниках, шток с пробками, установленный в корпусе с возможностью посадки пробок в гнезда под действием потока жидкости от уравнительного клапана испытателя пластов в подпакерную зону, и средство выведения герметизированной пробы, отличающийся тем, что он снабжен гидроприводом, выполненным в виде обратного клапана из тарелки и седла, при этом шток с пробками подвешен к тарелке, а седло закреплено на срезной шпильке, средство выведения герметизированной пробы выполнено в виде двух запорных игл, запирающих резьбовые гнезда, выполненные в наголовниках и приспособленные для присоединения к лабораторному оборудованию.