Клапан скважинного прибора Советский патент 1984 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, в частности к аппаратуре гидродинамических исследований в скважинах. Известен скважинный прибор типа АИПД-7-10 или ГДК-1. с помощью которого при гидродинамических исследованиях в скважинах производится разобщение участка исследуемого пласта от ствола скважины, вызов из него притока в пробоприемник, а затем слив отобранной в пробоприемник пробы в пробосборник. При этом производится управление потоком с перепадами давлений в десятки МПа (в зависимости от гидростатического давления в скважине на глубине исследования и пластового давления в исследуемом пласте) 1. В аппаратуре типа АИПД-7-10, рассчитанной для работы при температурах до 70°С и давлениях до 32 МПа, клапан в канале слива пробы из пробоприемника в пробосборник, где по условиям применения во время отбора пробы необходима полная герметизация, выполнен в виде резинового уплотняющего элемента, входящего в положении «Закрыто в стальную втулку с заходными фасками. При повышении рабочих температуры и давления описанная конструкция клапана оказывается неэффективной- происходит порыв и сбрасывание резинового уплотняющего элемента. Известен усовершенствованный клапан, предложенный для аппаратуры ГДК-1 с термобаростойкостью 120°С и 60 МПа. Клапан скважинного прибора включает поршень с кольцевой канавкой и установленный в ней уплотняющим кольцом, гнездо и шток 2. Однако клапан превраш.ается в сложную конструкцию, включающую удвоенное количество деталей по сравнению с исходной, исполнение технологически трудоемко, не обеспечивается достаточная надежность в работе, так как повреждение кромок защитной и рабочей втулок приводит к сбрасыванию уплотняющих колец и отказу клапана. В аппаратуре ГДК-1 при использовании конструкционных сталей даже повышенной износостойкости соотбетствующей закалки не обеспечивается более одного цикла работы в скважине. -аПри давлении порядка 60 МПа и температуре только применение сплава типа ВК-8 позволяет добиться приемлемой стойкости клапана. Целью изобретения - повышение надежности и упрощен-ие конструкции клапана. Поставленная цель достигается тем, что клапан скважинного прибора, включающий поршень с кольцевой канавкой и установленным в ней уплотняющим кольцом, гнездо и шток, снабжен плунжером, расположенным между поршнем и штоком и жестко соединенным с ними, причем диаметр плунжера больше диаметра пopшkя, а гнездо имеет профиль, встречный профилю поршня с плунжером. На чертеже схематично изображен перепускной клапан скважинного прибора. Клапан состоит из плунжера 1 и жестко и соосно с ним соединенного поршня 2. Плунжер 1 и поршень 2 размещены в гнезде 3. На поршне 2 в канавке размещено уплотняющее кольцо 4. Плунжер 1 с поршнем 2 штоком 5 связаны с силовым приводом скважинного прибора. Гнездо 3 неподвижно установлено в корпусе б скважинного прибора и соединяет между собой полости пробоприемника А и пробосборника Б. Клапан работает следующим образом. Во время спуска в скважину и между циклами отбора проб пробоприемник А и пробосборник Б находятся при атмосферном или близком к нему давлении, плунжер 1 и поршень 2 выведены из гнезда 3, т. е. клапан открыт и объемы пробоприемника и пробосборника сообщаются. Г1еред началом отбора пробы пробосборник Б изолируется от пробоприемника А- для этого плунжер 1 и поршень 2 вводятся в гнездо 3 и полная герметизация обеспечивается уплотняющим кольцом 4. При отборе пробы объем пробоприемника А заполняется пластовой жидкостью или буровым раствором под давлением соответственно пластовым или гидростатическим на глубине исследования. После окончания процесса опробования и сопутствующего ему измерения параметров притока необходимо перевести отобранную пробу из пробоприемника А в пробосборник Б. Для этого силовое устройство скважинного прибора через щток 5 выводит плунжер 1 и поршень 2 из гнезда 3. Так как между плунжером 1 и гнездом 3 существует минимальный зазор, а с учетом того, что, как правило в этом зазоре оседают частицы глинистого раствора, в момент выхода уплотняющего кольца 4 поршня 2 из узкой части гнезда 3, поток жидкости не образуется, и, следовательно, не возникает сила, сбрасывающая уплотниТельное кольцо. В момент, когда из- гнезда 3 выходит плунжер 1, поршень 2 отведен достаточно далеко от перекрываемого им отверстия, и это предохраняет их обоих от разрушающего действия струи жидкости. Значительному износу может подвергаться верхняя кромка гнезда 3 и нижняя кромка плунжера 1, но, поскольку действие потока в узком зазоре в момент выхода плунжера 1 из гнезда 3 кратковременно, а образующие поверхности плунжера 1 и гнезда 3 имеют значительную длину, срок службы клапана до его замены в несколько раз превосходит (при тех же условиях эксплуj11029214

атации) срок службы используемого кла-и увеличении срока эксплуатации аппарапана в известном приборе.туры гидродинамического каротажа при

Эффект от внедрения изобретения заклю-значительном повышении надежности, чается в снижении стоимости производства

КЛАПАН СКВАЖИННОГО ПРИБОРА, включающий поршень с кольцевой канавкой и установленным в ней уплотняющим кольцом, гнездо и щток, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и упрощения конструкции, он снабжен плунжером, расположенным между поршнем и штоком и жестко соединенным с ними, причем диаметр плунжера больше диаметра поршня, а гнездо имеет профиль, встречный профилю поршня с плунжером. (Л ю со ю