Способ отбора проб жидкости и газа из скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B49/08 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к области определения параметров открыто фонтанирующей скважины. Цель изобретения - повышение безопасности отбора пробы путем дистанционного определения процентного содержания газа в газожидкостной смеси открыто фонтанирующей скважины. На фиг. 1 показано устье скважины с основанием, на котором устанавливается поворотный рычаг с основной пробоотборной камерой и приводом; на фиг. 2 - устройство, разрез на фиг. 3 - трубный захва на фиг. 4 - механизм перевода осно ной пробоотборной камеры в центр скважины. Устройство состоит из двух призматических челюстей 1 и 2, с сухарями 3, винта 4, имеющего левую и правую резьбу, подшипника 5 удерживаемого от осевого перемеще ния с помощью болта 6, ввинчиваемого в подшипник и своим концом входящего в цилиндрическую канавку винта 4. Подшипник 5 приварен к нюлней части опоры 7 червячного колеса 8 Червячное колесо насажено на цили рическую расточку опоры 7, к торцу которой болтами 9 прикреплена крьп ка 10 с прорезью, В опору 7 ввинчены болты 11, п пущенные в продолговатые прирези в челюстях 1 и 2. На подшипниках и 14, 15 и 16 закреплены оси 17 и 18 червячных валов 19 и 20. Оси соединены между собой коническими шестернями 21 и 22. Червячна передача приводится во вращение о штанги 23 через шарнир 24, а винт А - через шарнир 25, штангу 26 штурвалом 27. На опоре 7 имеются ушки 28 и 29, на которых с помощью стяжек 30, 31 и 32 на кольце 33 устройства подвешивается к крюку крана. I На шестерне предусмотрен сектор 35 (фиг. 4), выполненный в виде части трубы, скошенной -в одну сторону. На крьш1ке 10 имеются ушки 36 к которым шарнирно крепится рычаг На рычаге .37 закреплена основная пробоотборная камера 38 объемом V, с обратным клапаном 39, сообщенная 992 с дополнительной пробоотборной камерой 40 объемом V , причем V Vg Обе пробоотборные камеры снабжены манометрами 41 и 42 и соединены между собой гибким шлангом 43 через кран 44. На дополнительной пробо. отборной камере имеется выпускной кран 45. Рычаг 37 имеет упор 46 (фиг.4), к ушку которого крепится пружина 47, неподвижно закрепленная в ушках 48 вращателя. Колонна труб скважины показана позицией 49. Способ отбора проб жидкости и газа из фонтанирующей скважины реализуется следующим образом. К скважине 49 подводят на кране вращатель (7, 8, 19 и 20) и закрепляют его на колонне труб. На трубу заводят челюсти 1 и 2 и крепят их винтом 4 вращением штурвала 27. При этом рычаг 37 касается скошенного сектора 35 своей минимальной толщиной, вследствие чего он отклоняется от устья скважины и занимает наклонное положение (фиг.2), в результате -чего основная пробоотборная камера находится вне струи фонтана, выходящего из колонны труб 49. Для введения основной пробоотборной камеры в .зону фонтанирования поступают следующим образом. Вращением штанги 23 через шарнир 24 вращают червячные валы 19 и 20, которые в свою очередь вращают червячное колесо 8. Когда один червячный вал 19 или 20 попадает в просвет прорези колеса 8, т.е. выходит из зацепления, колесо 8 продолжает вращать другой червячный вал 20 или 19 и наоборот. Таким образом, колесо 8 всегда находится в зацеплении с одним или двумя червячными валами 19 и 20. При вращении червячного колеса 8 по часовой стрелке скошенный сектор 35 (фиг. 4) скользит по упору 46 и поворачивает рычаг 37 в сторону скважины, вводя основную пробоотборную камеру 38 в струю фонтана. Кран 44 между баллонами при этом закрыт. Газожидкостная смесь открывает клапан 39 и заполняет полость камеры 38 объемом Vg при давлении Р , которое контролиоуют по манометру 41. При этом к)лнчество газа в камере 38 равно V, жидкости - v.

а сумма объемов V и Vj известна из конструктивных параметров камеры 38. Затем рычаг 37 переводят в наклонное положение и выводят камеру 38 из струи фонтана. Кран 44 открывают между пробоотборными камерами 38 и 40, газ частично переходит из камеры 38 в дополнительную камеру 40, и в системе устанавливается новое давление Р| .

Процентное содержание газа в пробе определяют следующим образом.

Первоначальное состояние газа в камере 38 до ее сообщения с камерой 39 запишется в виде уравнения универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная температура.

После открытия крана 44 и расширения газа будем иметь (V + V, )Р RT. Приравнивая левые .части последних уравнений, получим (V , )Р, , откуда v; V,P, /Р.-Р, ;

объем V , приведенный к атмосфер1

ному давлению равен . .Тоггд у -f

да процентное отношение q газа в пробе запишется в виде

5 V /V

100%. 1 (Р.-Р, )V,

СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ И ГАЗА ИЗ СКВАЖИНЫ, включающий введение в иccлeдye fyю зону основной пробоотборной камеры и заполнение ее газожидкостной средой , замер давления пробы и последующее сообщение основной пробоотборной камеры с дополнительной пробоотборной камерой, о т .л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения безопасности отбора пробы путем дистанционного определения процентного содержания газа в газожидкостной смеси открыто фонтанирующей скважины, после заполнения газожидкостной средой основной пробоотборной камеры последнюю выводят из исследуемой зоны, а после сообщения основной и дополнительной пробоотборных камер производят дополнительный замер давления в обеих камерах, причем процентное Содержание газа в пробе определяют из выражения Р, PjV, ({-.. , ,,. V CPj-PO объемы основной и где Vj и У„ дополнительной пробоотборных камер; Р. и Р. давление пробы в основной пробоотборной камере и обеих пробоотборных камерах после их соединения. CD

Фиг.г

фиг,