Скважинный пробоотборник Советский патент 1984 года по МПК E21B49/08 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для отбора пробы пластовой жидкости при испытании нефтяных и газовых скважин испытателями пластов.

Известен пробоотборник, предназначенный для отбора проб пластовой жидкости и содержащий корпус, полый шток, несколько пробоотборных камер, расположенных равномерно по окружности вокруг полого штока и имеющих впускные отверстия для поочередного впуска проб в каждую из пробоотборных камер. Пробоотборник позволяет отобрать несколько проб из различных интервалов испытания 1.

Однако расположение камер по окружности на одном уровне снижает объем каждой камеры, из-за чего снижается достоверность пробы. Кроме того, пробоотборник обеспечивает отбор только одной пробы в каждом цикле испытания, что ограничивает область его применения.

Известен пробоотборник для испытания пластов, состоящий из корпуса, тормозной камеры со штоком, пробоотборных камер, выполненных кольцевыми и расположенных одна над другой, причем впускные отверстия пробоотборных камер перекрыты запорными втулками, закрепленными срезными элементами в корпусе и имеющими фиксаторы для закрепления на полом штоке после отсечения пробы, а щток пробоотборника жестко связан со штоком тормозной камеры 2

Данный пробоотборник не позволяет в течение отдельных периодов притока отбирать несколько изолированных проб. Кроме того, для перекрытия очередной камеры пробоотборника необходимо приподнимать весь пробоотборник, что приводит к нарушению режима испытаний.

Известен также скважинный пробоотборник, включающий корпус с центральным каналом, дифференциальный поршень с полым штоком, в надпоршневом пространстве которого расположена тормозная камера со сливным отверстием, пробоотборную камеру, расположенную над штоком и образованную кольцевой расточкой в корпусе и полым штоком, перекрывающим кольцевую проточку после отбора пробы 3.

Однако известный скважинный пробоотборник не может быть использован в комплекте с испытателем пластов и не позволяет производить отбор нескольких изолированных проб в течение одного периода испытаний. Кроме того, устройство не исключает возможности закрытия пробоотборной камеры штоком дифференциального порщня при отсутствии в ней исследуемой пробы и ненадежно фиксирует щток в конечном положении.

Цель изобретения - обеспечение работы в комплекте с испытателем пластов и отбор пробы в течение каждого периода притока.

Поставленная цель достигается тем, что в скважинном пробоотборнике, включающем корпус с центральным каналом, дифференциальный поршень с полым щтоком, в надпорщневом пространстве которого расположена тормозная камера со сливным отверстием, пробоотборную камеру, расположенную над щтоком и образованную кольцевой расточкой в корпусе, в сливном отверстии тормозной камеры установлен обратный

клапан, полый шток снабжен другим обратным клапаном и регистрирующим механизмом с чувствительным элементом и размещен в центральном канале корпуса, в котором выполнены дополнительные кольцевые расточки, образующие дополнительные пробоотборные камеры, в одной из которых помещен дифференциальный порщень, а другие, расположены одна над другой и сообщены через полый шток с подпоршневым пространством и приточной зоной, приQ чем чувствительный элемент установлен с возможностью взаимодействия с кольцевыми расточками корпуса.

На чертеже изображен скважинный пробоотборник в транспортном положении, общий вид.

Скважинный пробоотборник состоит из корпуса 1 с центральным каналом, в котором выполнены кольцевые расточки 2, образующие пробоотборные камеры с полым штоком 3 дифференциального поршня 4. В верхней части полого штока установлен регистри рующий механизм 5 часового типа с чувствительным элементом 6, а в нижней части - обратный клапан 7, перекрывающий сечение щтока. Дифференциальный порщень 4 помещен в кольцевую расточку в корпусе, в которой выще поршня размещена тормозная камера 8, связанная каналом 9 со сливной камерой 10. В канале 9 установлен обратный клапан 11. Кольцевые камеры снабжены штуцерами 12 для отбора жидкости после извлечения пробоотборника на поверх0 ность.

В компоновке испытательного оборудования пробоотборник устанавливается над испытателем пластов и спускается в скважину в виде, изображенном на чертеже.

5 Пробоотборник работает следующим образом.

При запуске скважины в работу (период притока) пластовая жидкость поступает по центральному каналу в пробоотборник, создавая повыщенное давление под обратным клапаном 7, в результате чего клапан открывается и пластовый флюид вытесняется в бурильные трубы, заполняя при этом кольцевые камеры 2. Полый шток 3 под действием перепада давления, действующего на

5 дифференциальный порщень, начинает перемещаться вверх, перекрывая последовательно камеры 2. Скорость перемещения порщня рассчитывается заранее и определяется гидравлическими сопротивлениями потоку жидкости, перетекающей из камеры 8 через канал 9 с обратным клапаном в сливную камеру 10. При движении штока е поршнем вверх чувствительный элемент 6 регистрируюш,его механизма 5 фиксирует внутренние диаметры кольцевых камер 2 и их торцовые поверхности, чем обеспечивается регистрация моментов перекрытия пробоотборных камер полым штоком.

Для записи кривой восстановления давления движение жидкости прекращают, давление над и под клапаном 7 выравнивается и он закрывается. При дальнейшем смещении вверх порщня 4 давление под ним снижается и после выравнивания усилий, действующих на его верхнюю и нижнюю торцовые поверхности, порщень останавливается.

После открытия скважины на второй период притока порщень 4 вновь начинает перемещаться вверх, перекрывая последующие кольцевые камеры 2. Таким образом, при закрытии скважины полый поршень прекращает перемещение вверх, а после каждого открытия скважины для проведе.ния очередного периода притока порщеньвновь перемещается вверх. Аналогичным образом работает поршень и при перемещении испытательного оборудования для испытания других интервалов в разрезе скважины.

Во время подъема инструмента после завершения операции происходит снижение

давления в трубах. При этом поршень 4 остается в неподвижном положении, так как его перемещение вниз невозможно из-за перекрытия канала 9 для перетока жидкости в нижнюю камеру обратным клапаном 11 тормозной системы.

После подъема пробоотборника на поверхность пробы из каждой камеры 2 отбираются в отдельные сосуды через соответствующие штуцеры 12.

Применение предлагаемого пробоотборника позволяет получить несколько изолированных проб в процессе каждого отдельного периода испытания, что дает более полную информацию об изменении компонентного состава поступающей жидкости в процессе испытания, а следовательно, возможность получить более достоверную информацию о насыщенности пласта и его потенциальных характеристиках.

Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет вести работы независимо от вида применяемого испытательного оборудования, управляемого вертикальным перемещением или вращением колонны труб, или же какимлибо другим способом, так как включение пробоотборника не связано с работой основных клапанов оборудования и определяется только характером поступления жидкости в трубы.

СКВАЖИННЫЙ ПРОБООТБОРНИК, включающий корпус с центральным каналом, дифференциальный поршень с полым штоком, в надпоршневом пространстве которого расположена тормозная камера со сливным отверстием, пробоотборную камеру, расположенную над штоком и образованную кольцевой расточкой в корпусе, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работы в комплекте с испытателем пластов и отбора пробы в течение каждого периода притока, в сливном отверстии тормозной камеры установлен обратный клапан, полый шток снабжен другим обратным клапаном и регистрирующим механизмом с чувствительным элементом и размешен в центральном канале корпуса, в котором выполнены дополнительные кольцевые расточки, образующие дополнительные пробоотборные камеры, в одной из которых помещен дифференциальный поршень, а другие расположены одна над другой и сообщены через полый шток с подпоршневым пространством и приточной зоной, причем чувствительный элемент установлен с возможностью (Л взаимодействия с кольцевыми расточками корпуса. 00 со со