Пробоотборник Советский патент 1987 года по МПК E21B49/08 

Впускное отверстие 6 каждой ПК 5 закрыто затвором 10, закрепленным на. размещенном в центральном канале корпуса приводном штоке 2, и сообщено сифонной трубкой 9 с лолостью ПК 5. Выпускное отверстие 7 ПК 5 сообщено через пневмоклапан 11 с полостью штока 2. Его нижний конец заглушен, а верхний сообщен с пневмосистемой, с которой соединены сообщенные между собой пневмофиксаторы и пакеры 3. Для

1

Изобретение относится к исследованию скважин и может быть использовано при гидрогеологических исследованиях водоносных пластов.

Пель изобретения - повышение достоверности отбираемой пробы.

На фиг. 1 изображен пробоотборник, опущенный в скважину, общий вид на фиг. 2 - конструкция пневмоклапана; на фиг, 3 - устройство одной из секций пробоотборника.

Корпус пробоотборника представляет ообой ряд отстоящих друг от друга и расположенных одна под другой секций 1 (фиг.1). Через канал, проходящий по центру секций 1, пропущен полый приводной шток 2, На каждой секции 1 снаружи установлен надувной пакер 3, соединенный воздухоподающей трубкой 4 с источником сжатого газа, (не показана). Внутри каждой секции 1 корпуса установлена пробоотборная камера 5. Возможна установка нескольких пробоотборных камер 5 в каждой секции корпуса, что позволяет отобрать несколько проб из одного слоя жидкости одновременно, т.е. получить одновременно основной и контрольный образец пробы. В верхней части каждой пробоотборной камеры 5 выполнено впускное 6 и выпускное 7 отверстия В дне каждой секции 1 корпуса также выполнено отверстие 8, которое герметично соединено сифонной трубкой 9 с впускным отверстием 6 пробоотборной камеры 5, установленной в данной секции 1 корпуса, (в случае установки в секции 1 корпуса нескольких пробоотборных камер 5, каждая из них соединена при помощи отдельного сифоускорения отбора пробы в скважинах с малым водопритоком между секциями установлены эластичные емкости 15, сообщенные с источником сжатого воздуха. При отборе пробы нагнетают и отсасывают воздух ерез шток 2, освобождая ПК 5 от воздуха. Затем паке- руют пакером 3, рассеивая скважину на слои. Из каждого слоя отбирают образец в отдельную ПК 5 и закрывают затвором 10. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

на 9 с отверстием 8 в дне секции 1 . корпуса), Нижний конец приводного полого штока 2 заглушен, а верхний подключен к пцевмосистеме - источни- ку сжатого газа или вакуумному насосу (не показаны). Отверстие 8 в дне секции 1 корпуса соединено с конической кольцевой канавкой и снабжено кольцевым затвором 10, закрепленным на-полом приводном штоке 2. Выпускное отверстие 7 проэоотборной камеры 5 при помощи гибкого шланга сообщено со штоком 2 и снабжено пневмоклапа- ном 11, выполненным в виде установ- ленного в жестких направляюшгих 12 поршня 13 (фиг.2), снабженного полым эластичным, например, резиновым фиксатором 14 (пневмофиксатором), который связан с источником сжатого газа. В случае выполнения пробоотборника с дополнительными эластичными полыми емкостями 15 их устанавливают между секциями 1 корпуса и подсоединяют к пневмосистеме. Внутри емкостей 15 установлены гильзы 16, вставленные в литые отверстия этой емкости.

Подключение пневмоклапанов к штоку 2 осуществляется с помощью гибкого вакуумного шланга 17, который не препятствует перемещению штока 2 и не образует перегибов при перемещении данного штока (фиг.З).

Пробоотборник работает следующим образом.

Для определения стратификации загрязняющих ингредиентов по стволу скважины, пробуренной в водоносном пласте и оборудованной обсадной колонкой с заглушкой и фильтром, опускают на заданную глубину пробоотборник.

По полому приводному штоку 2 подают сжатьй воздух, который попадает в пневмоклапан 11. Под действием разности сил давления поршень 13 пнев- моклапана 11 перемещается, открывая выпускное отверстие 7 пробоотборной камеры 5, После зтого откачивают воздух из полого эластичного фиксатора

14, который, сжимаясь, фиксирует nop-ig жение в полом штоке поддерживается шень 13 в данном положении, фиксируя пневмоклапан 11 в открытом положении. Затем производят откачку воздуха из полого приводного штока 2, освобождая пробоотборные камеры 5 от заполняющего их воздуха, при этом разряжение в полом приводном штоке 2 поддерживается меньшим, чем разрежение в полом эластичном фиксаторе 14, что позволяет удерживать пневмоклапан 11 в от- 2о крытом положении. Далее в полый эластичный фиксатор 14 и одновременно в пакеры 3 нагнетают воздух, закрывают вакуумированные пробоотборные камеры 5 и расчленяют столб скважинной жидкости на слои. Перед пакеровкой профиксаторах 14 и трубах 4, что позво ляет удержать пневмоклапаны 11 в от крытом положении. Далее по трубам 4 g в эластичные фиксаторы 14 и одновре менно в пакеры 3 нагнетается воздух Поршни 13, сдвигаясь в сторону поло штока 2 по направляющим 12, закрыва ют вакуумиро ванные камеры 5, перекр вая подключенные к выпускным отверстиям 7 перпендикулярные патрубки (фиг.2) пневмоклапанов.

После заполнения пробоотборных камер 5 полый шток 2 поднимают, при 25 этом затворы 10 перекрывают отверстия 8 в дне секций 1 корпуса. Прои водят распакеровку и поднимают пробоотборник из скважины. В случае вы полнения пробоотборника с дополнител 30 ными эластичными полыми емкостями 1 в момент отбора пробы в эти емкости 15 подают от пневмосистемы воздух. Емкости 15 расширяются и выталкивают скважинную жидкость из межпакерного пространства в пробоотборные камеры 5.

изводят выдержку во времени для установления физико-химического равновесия в скважине. После этого опускают приводной шток 2, который, проскальзывая в центральном канале относително секдий 1 корпуса, зажатых неподвижно относительно стенок скважины пакерами, опускает затворы 10 и открывает отверстия 8 в дне секций 1 корпуса. Жидкость, заполняющая скважину, за счет разницы давления поступает по сифонам 9 в пробоотборные камеры 5. При этом в каждую данную пробоотборную камеру 5 поступает жидкость из слоя, заключенного между пакером 3, установленным на данной секции 1 корпуса, и пакером 3, установленным на нижележащей секции 1.

Пневмоклапан работает следующим образом.

Давление, оказываемое сжатым воздухом, который подается по полому штоку 2, а затем через малые патрубки, подключенные перпендикулярно к нему (фиг.З), и гибкие вакуумные шланги 17 передается на поршни 13 с кольцами (последние изображены в виде шести маленьких прямоугольников фиг.2). В связи с этим поршни 13 с кольцами сдвигаются вправо (у правого пневмоклапана), у левого - влево до упора направляющих 12. После этого откачивают рзоздух через трубки 4

из полых эластичных фиксаторов 14, которые, сжимаясь, полностью обтягивают и принимают форму хвостовых частей поршней 13 (фиг,2), фиксируя их в данном положении. Затем производят откачку воздуха из полого приводного штока 2, освобождая камеры 5 от запол- няюш;его их воздуха, при этом разряg жение в полом штоке поддерживается о

фиксаторах 14 и трубах 4, что позволяет удержать пневмоклапаны 11 в открытом положении. Далее по трубам 4 g в эластичные фиксаторы 14 и одновременно в пакеры 3 нагнетается воздух. Поршни 13, сдвигаясь в сторону полого штока 2 по направляющим 12, закрывают вакуумиро ванные камеры 5, перекрывая подключенные к выпускным отверстиям 7 перпендикулярные патрубки (фиг.2) пневмоклапанов.

После заполнения пробоотборных камер 5 полый шток 2 поднимают, при 5 этом затворы 10 перекрывают отверстия 8 в дне секций 1 корпуса. Производят распакеровку и поднимают пробоотборник из скважины. В случае выполнения пробоотборника с дополнитель- 0 ными эластичными полыми емкостями 15 в момент отбора пробы в эти емкости 15 подают от пневмосистемы воздух. Емкости 15 расширяются и выталкивают скважинную жидкость из межпакерного пространства в пробоотборные камеры 5.

Вариант компановки пробоотборника с дополнительными эластичными емкостями, 15 предусматривается для отбора проб из скважин малого диаметра, пройденных в слабоводообильных отложениях, или из отдельных интервалов вскрытого геологического разреза,ха- рактеризуюш 1хся указанной водообиль- ностью.

Б этих случаях может возникнуть следующая ситуация.

Объем воды, заключенный между нижней плоскостью пакера 3 и верхней плоскостью затвора 10, не заполняет полностью камеру 5. В связи с этим необходимо ускорить отбор пробы,подняв оставшуюся в изучаемом интервале воду к отверстию 8. А чтобы не вызвать перемешивание жидкости, раздутие емкости 15 следует осуществлять с медленной скоростью и с соблюдением следующего условия: в процессе отбора пробы не должно быть отрыва зеркала

5

0

5

0

5

отбираемой воды от отверситий

В данном случае дополнительные эластичные емкости 15 не способствуют перемешиванию пробы и снижению .ее качества, так как процесс отбора пробы непрерывен и в ламинарном режиме.

Формула изобретения

1, Пробоотборник, включающий узел подвески с закрепленным в его нижней части корпусом, в центральном канале которого размещен польш приводной шток и установленные одна под другой кольцевые пробоотборные камеры с впускными отверстиями, пакер, закрепленный с внешней стороны корпу- са, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности отбираемой пробы, он снабжен затвором кольцевой формы, сифонной трубкой, пневмоклапаном с эластичным пневмо-

фиксатором и пневмосистемой, причем корпус выполнен в виде отдельных отстоящих друг от друга секций, в каждой из которых установлены про- боотборная камера и пакер, впускное отверстие каждой пробоотборной камеры закрыто затвором, закрепленным на приводном штоке, и сообщено сифонной трубкой с полостью пробоотборной камеры, а выпускное отверстие последней сообщено через пневмоклапан с полостью приводного штока, нижний конец которого заглушен, при этом полости пневмофиксаторов и пакеров сообщены между собой и пневмосистемой, с которой сообщен также верхний конец приводного штока.

- 2. Пробоотборник по п, 1, о т л и- чающийся тем, что, с целью ускорения отбора пробы в скважинах с малым водопритоком, он снабжен эластичными емкостями, установленными между секциями корпуса и сообщенными с источником сжатого газа.

Изобретение относится к области исследования скважин и м,б. использовано при гидрогеологических исследованиях водоносных пластов. Цель изобр етения - повышение достоверности отбираемой пробы. Пробоотборник содержит узел подвески с закрепленным в его нижней части корпусом. Он выполнен в виде отдельных отстоящих друг от друга секций. Внутри каждой секции установлена пробоотборная камера (ПК) 5, а снаружи пакер 3. Возможна установка нескольких ПК 5, (Л СА со сд Gf5 I;D

/5

Фиг.2

Составитель Е. Самойленко

Редактор М, Бланар

Техред В.Кадар

Заказ 4027/28Тираж 532Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Шароши