Устройство для отбора проб жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01N1/10 

fO

15

20

25

Изобретение относится к пробоотборникам жидкости и может найти применение при испытании водоносных,нефтяных и других видов разведочных скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности пробоотбора в области слабых притоков, надежности и информационной достоверности пробы.

На чертеже изображено устройство, продольный разрез.

Устройство содержит кожух 1 с окнами 2 и 3 для прохода жидкости, в которой вставлены пробоотборные емкости 4 с выступанщими вверх и вниз подпружиненными клапанами и фильтрами и разделительные пружины 5 с таким расчетом, чтобы каждая емкость 4 была взвешена между двумя пружинами 5, В нижней части кожуха закреплена втулка 6 с упором 7 для :ограни- чения перемещения емкостей. Кожух 1 своей верхней частью укреплен на верхнем переводнике 8 приборного отсека испытателя пластов и содержит штангу 9 для сообщения нажимного усилия устройству. Кроме тогО| в про- боотборный отсек входят трубчатьй корпус 10 и нижний переводник 11.

Верхняя втулка конструктивно совмещена с. верхним переводником 8, т,е. верхний переводник вьшолняет дополнительно функции верхней втулки, в том числе функцию направляющего элемента для штанги 9. Кроме того, верхняя втулка (верхний переводник) выполнена в виде камеры высокого давления и образует совместно со штангой гидравлический исполнительный механизм продольного рабочего перемещения. Штанга играет роль плунжера, уплотненного уплотнительным кольцом 12, а ее боковая поверхность совместно с внутренней стенкой камеры образуют цилиндрический кольцевой зазор, заполненный рабочей жидкостью. Плунжер снабжен также наружным клапанным устройством поршневого типа 13, делящим объем зазора на две части - надклапанную (верхнюю) и подкла- панную (нижнняо), Разрешенное направление перетока жидкости - от надкла- панной части к подклапанной, т.е. клапан беспрепятственно пропускает жидкость сверху вниз, В показанном на чертеже примере клапан 13 имеет вид полого поршня, уплотненного по наружной поверхности кольцевым уплот30

35

40

45

55

O

5

0

5

0

5

0

5

5

нением 14,, посаженного внутренней полостью с гарантированным зазором в цилиндрическую проточку на плунжере, и может продольно перемещаться в пределах проточки. Рабочей поверхностью клапана является его верхняя торцовая плоскость, притертая по верхней торцовой поверхности цилиндрической проточки плунжера. На нижней торцовой поверхности клапана имеются поперечные пазы произвольной формы для гарантированного прохода жидкости в нижнем положении поршня. Плунжер снабжен также капиллярообраз- ным Каналом 15, соединяющим надклапанную и подклапанную части между собой. Кроме того, надклапанная часть камеры соединена при помощи канала

16,расположенного в теле переводника 8, с затрубным пространством испытателя пластов.

Нижняя втулка 6 снабжена клапаном

17,расположенным в рабочем канале упора 7, с разрешенным направлением перетока жидкости, совпадающим с направлением пластового притока (т.е. направленным снизу вверх). Нижний переводник 11 снабжен клапаном 18, расположенным между кожухом 1 и трубчатым корпусом 10 приборного отсека, имеющим обратное разрешенное направление перетока (т.е. сверху вниз).

Устройство работает следующим образом .

В процессе работы пр1иборный отсек устанавливают так, чтобы канал 16 верхнего переводника 8 сообщался с затрубным пространством в непосредственной близости к пакеру, несколько вьше его, что позволяет максимально приблизить пробоотборное устрой- ство к испытуемому пласту. После па- керования трубного испытателя пластов и открытия впускного клапана на герметизированный при помощи уплот- нительного кольца 12 плунжер 9 начинает действовать перепад давления. Однако быстрого рабочего перемещения рлунжера не происходит, так как плунжер в своем движении упирается верхней торцовой поверхностью проточки во взвешенньй за счет трения между уплотнительным кольцом 14 и стенкой камеры поршневой клапан 13, закрьшая его. Дальнейшее перемещение штанги 9 замедляется из-за тормозящего воздействия клапана и его скорость регламентируется скоростью перетока рабочей жидкости из подкла- панной части в надклапанную через капиллярообразный канал 15. Так как одновременно с открытием впускного клапана гидравлического испытателя пластов начинается приток пластовой жидкости, а пробоотборные емкости 4 еще закрыты, поток движется в обход емкостей через клапан 17, окно 3,зазор между кожухом I и .корпусом 10, окно 2, отверстие в переводнике 8 в расположенные выше секции испытателя пластов. Это длится до тех пор, пока замедленно перемещающие-ся под действием штанги 9 и сжимающие пружины 5 пробоотборные емкости 4 не встретятся друг с другом (а также с упором 7) выступающими с двух сторон подпружиненными клапанами с фильтрами, что приводит к одновреме нному двухстороннему открытию всех проточных пробоотборных емкостей. После этого направление потока изменяется и он проходит последовательно через все открытие и состыкованны е между собой пробоотборные емкости. Задержка с перемещением штанги 9 позволяет добиться того, что идущие впереди притока глинистый раствор, шлак и песок минуют пробоотборные емкости еще до их открытия.

Закрытие пробоотборного устройства происходит после открытия уравнительного клапана первой сборки гид- равлич.еского испытателя пластов,так как при этом исчезает перепад давления, действующий ни плунжер 9. Под действием сжатых пружин 5 и подпружиненных клапанов пробоотборные емкости начинают раздвигаться, перемещая плунжер 9 в первоначальное положение. Возврат плунжера происходит быстрее и с меньшим усилием, чем его рабочий ход, так как пр и откры-. том клапане 13 жидкость свободно перетекает из надклапанной части в подклапанную.

Однако пробоотборные ёмкости перемещаются несколько замедленно из-з гидравлического сопротивлейия средал, в которой они находятся, в связи с чем закрытие клапанов происходит также не мгновенно. Поэтому возникает опасность загрязнения пробы в емкостях вследствие возникновения обратного перетока скважинной среды в момент открытия уравнительного клапана. Для предотвращения этого служат

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

клапаны 17 и 18: первый препятствует обратному перемещению жидкости через открытые пробоотборные емкости, а второй направляет поток по обходному пути.

Благодаря замене механического привода пробоотборного устройства гидравлическим место установки приборного отсека практически не зависит от места расположения штока впускного клапана первой сборки гидравлического испытателя пластов.Про- боотб ррное устройство может быть максимально приближено к испытуемому пласту, в связи с чем повышается эффективность использования устройства при слабых притоках. Путем замедления скорости рабочего перемещения штанги привода пробоотборное устройство открывается с задержкой, в связи с чем вовнутрь поступает более чистая часть пластового флюида, не загрязняющая фильтры, клапанное устройство и камеры, т.е. Повышаются надежность срабатывания устройства и чистота пробы. Применение клапанов 17 и 18 позволяет избежать загрязнения пробы при обратном перетоке жидкости, что способствует сохранению чистоты пробы, т.е. повышению достоверности получаемой информации.

Фор м у л а изобретения

1. Устройство для отбора проб жидкости из скважины, включающее трубчатый корпус, верхний и нижний переводники, пробоотборные емкости с подпружиненными клапанами и фильтрами, разделительные пружины, кожух с окнами и две втулки - верхнюю со штангой и нижнюю с упором, имеющим сквозной рабочий канал, отличающее ся тем, что, с целью повышения эффективности пробоотбора в области слабых притоков, надежности и информационной достоверности пробы, верхняя втулка выполнена в виде камеры высокого давления, а штанга вьтолнена в виде плунжера, верхняя часть которого размещена в камере с цилиндрическим кольцевым зазором, заполненным рабочей жид- KOCTbio, при этом плунжер снабжен наружным клапанным устройством поршневого типа, установленным с возможностью деления зазора на надклапан5 13106766

ную и подклапанную части, и капилля-втулка выполнена заодно с верхним

рообразным каналом, соединяющим над-переводником,

клапаннук и подклапанную части меж-3. Устройство по п., о т л и ду собой, верхняя втулка выполненачающееся тем, что упор нижс каналом, соединяющим надклаланную5 ней втулки вьтолнен с каналом, снабчасть с объемом скважины.женным клапаном, а нижний переводник

2, Устройство ПОП.1, отли-снабжен клапаном, размещенным между

ч ающе е с я тем, что верхняякожухом и трубчатым корпусом.

Изобретение относится к пробоотборникам жидкости и может найти применение при испытании водоносных, нефтяных и других видов разведочных скважин и позволяет обеспечить повышение эффективности пробоотбора в области слабых притоков и информационной достоверности пробы. Механический привод пробоотборного устройства заменяют гидравлическим, что позволяет максимально приблизить устройство к испытываемому пласту, в связи с чем повышается эффективность пробоотбора при слабых притоках. Применение клапанного устройства 13 поршневого типа обеспечивает задержку открытия емкостей 4, что позволяет исключить загрязнение пробы и фильтров включениями, идущими впереди притока. Снабжение устройства клапанами 17 и 18 позволяет избежать загрязнения пробы при обратном перетоке жидкости. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. S (Л ,« оо 4 05 05