Глубинный пробоотборник Советский патент 1979 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к глубинным приборам для отбора проб жидкости и может бытьиспользовано в нефтегазовых скважинах. Известны глубинные пробоотборники, включающие пробоотборную камеру с вер ним и нижним клапанами и механизм эау вора для удержания1 лапанов в открытом положении ij. # Данные пробоотборники имеют механи ческий привод для затвора клапанов, который срабатывает только при подъеме прибора, и зацепления рычагов за стыки труб, что является малонадежным и не позволяет отбирать пробы иа строго заданной глубине. Известен также глубинный пробоотбор ник, включающий пробоотборную камеру, верхний клапан, нижний клапан со штоком, блок электропитания с контактами и механизм записи давления с поршнем 2. В известном пробоотборнике своевременность закрытия клапанов кoитpa ируется по записи давления во времени на диаграммном бланке, однако для того, чтобы механизм затвора сработал на нужной глубине отбора пробы, наП1;)Имер против нужного пропластка, прибор настраивается на нужное давление, которое надо предварительно измерить. Пробоотборник дополнительный привод (часовой механизм) и сложное устройство механизма затвора, усложняющие. его конструкцию и снижающие надежность работы. Цель изобретения - повышение надежности работы пробоотборника. Указанная цель достигается тем, что пробоотборник снабжен электромагнитной катушкой, соединенной с блоком электропитания и установленной на верхнем клапане, а верхний конец штока нижнего клапана размещен в электромагнитной катушке, причем, поршень механизма записи давления установлен с возможностью замыкания контактов блока электропитания. На фиг. 1 изображен предложенный пробоотборник, общий вид; на фиг. 2 диаграмма давления и глубины отобранной пробы; на фиг. 3 - диаграмма поинтервального замера давления. , Пробоотборник имеет корпус 1 с отверстием 2 для сообщения с внешним давлением, эластичный разделитель 3 из маслонефтестойкой резины, поршень большого сечения 4, герметизированный манжетой 5, буферную камеру б, порше меньшего сечения 7, герметизированный манжетой 8, квадратный шток 9, геликс ную пружину Ю, сообщаюшуюся с буфер ной камерой 6 капилляр 11, и обгонную муфту 12. На конце штока 9 укреплено перо 13 для .записывания дав ления на диаграммном бланке, помещаемом в барабане 14. Свободно перемеща ющаяся рейка 15 в изоляторе 16 верхним концом контактирует с торцовой частью штока 9, а нижним подключена электропроводом 17 к батарее эпеКтропитания 18. Пружина 19 удерживает в закрьттом положении клапан 20, к которому прикреплена злектромагнитноя катушка 21. Обмотка электромагнитной кату7лки однйм кШИом подключена на массу, а дру гим - к батарее электропитания 18, Внутрь электромагнитной катушки 21 вставлен частично конец стальной тяги 22 от нина1его клапана 23, удерживаемого в закрытом положении пружиной 24. Полости разделителя 3, буферной камеры 6 и геликсной пружины 10 заполнены жидкостью. - --: v.k:.. Шток 9 может иметь любое сечение, например квадратное, позволяющее получать при перемещении вращательное движение от скручивающейся геликсной пружины через обгонную муфту или любое другое устройство принципа храпового механизма. Пробоотборник работает следующим образом. Он опускается в скважину через межтрубное пространство на скребковой проболоке. Наружное давление через отверстие 2 и разделитель 3 дейст вует на поршень 4, перемещая его в бу ферную камеру 6. Вытесняемый из буферной камерь 6 объем жидкости, равный разности объемов поршней большого и мало1О сечений, поступает через капилляр 11 в Геликсную пружину. 1О и раскруЧ1ГВ1ает ее на угол, прямо пропорциональный измеряемому наружному дав лению. Вместе с геликсной пружиной 10 вращается обгонная муфта 12, но перемещающийся вместе с поршнями 4 и 7 квадратный шток 9 не вращается, так как в направлении раскручивания геликсной пружины 10 обг-онная муфта 12делает холостой ход. Перо 13, укрепленное на квадратном штоке 9, записывает возрастающее, давление в виде прямой линии на диаграммном бланке, укрепленном в барабане 14, а шток 9 толкает рейку 15, замыкая при этом электрическую цепь, питающую электромагнитную катушку 21 от батареи электропитания 18. Конец тяги от нижнего клапана 23 втянут в электромагнитную катушку 21. Клапаны 20 и 23 находятся в открытом положении. Пробоотборная камера промывается скважинной жидкостью до нужной глубины, т. е. до остановки прибора. При подъеме пробоотборника от заданной глубины отбора пробы наружное давление снижается, геликсная пружина скручивается, при этом жидкость из полости геликснойпружины 10 вытесняется через капилляр 11 в буферную камеру 6, перемещает в обратном направлении поршни 4 и 7, квадратный шток 9 с пером 13, торец штока 9 отходит от торца рейки 15, размыкая электроцепь, Клапаны 20 и 23 под действием пружин 19 и 24 закрываются. Геликсная пружина 10 через обгонную муфту 12 квадратным зацеплением передает вращательное движение перемещающемуся квадратному штоку 9 с поршнями 4 и 7. Перо 13записывает снижающееся давление по винтовой линии. На диаграмме запись давления и глубины отобранной пробы будет иметь вид, изображенный на фиг. 2. Перед замером поинтервального давления подвижная рейка 15 устанавливается таким образом, чтобы замыкание цепи произошло перед взятием пробы. Прибор опускается в скважину до глубины второго замера Н , затем поднимается до глубины первого замера затем спускается до глубины четвертого замера Н . и поднимается до глубины третьего замера Н и т. д. до глубины отбора пробы. Во время поинтервального замера давления клапаны 20 и 23 находятся в закрытом положении под действием пружин 19 и 24. По мере погружения прибора на все большую глубину под действием давления клапаны 20 и 23 будут открываться. и пробоотборная камера будет заполнять ся жидкостью. Атмосферный воздух из пробоотборной камеры будет вытесняться через верхний клапан. На некоторой глубине перед вэ ятием пробы торец штока 9 дойдет до торца рейки 15 и замкнет электроцепь. Электромагнитная катушка 21 втянет конец тяги 22, откроются клапаны 20 и 23, пробоотборная камера будет промываться скважинной жидкость до глубины отбора пробы. На диаграмме запись поинтервального замера давления и глубины отобранной пробы будет иметь вид, изображенный на фиг. 3. Взаимодействие двухступенчатого пор шня с геликсом через буферную камеру позволяет иметь геликсную пружину малых размеров, в связи с чем габарить прибора уменьшаются, что даст возмож- ность исследовать скважину и отбирать пробы жидкости через межтрубное пространство, не извлекая глубиннонасос- ное оборудование. Скручивание геликса при подъеме пробоотборника позволяет через обгонную муфту вращать поршни с пером, т. е. снижать трение поршней 6 4 в манжетах, а перу делать засечки интервалов глубин. Формула изобретения Глубинный пробоотборник, включающий пробоотборную камеру, верхний клапан, нижний клапан со штоком, блок электропитания с контактами и механизм записи i давления с пфшнем, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности работы, он снабжен электромагнитной катушкой, соединенной с блоком электропитания и установленной на верхнем клапане, а верхний конец штока нижнего клапана размещен в электромагнитной катушке, причем поршень ; механизма записи давления установлен с возможностью замыкания контактов блока электропитания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мамуна В. Н. и др. Глубинные пробоотборники и их применение, М., Гостоптехиздат, 1961, с, 48-49. 2.Информационный листок ВНИИОЭНГ М 4734, 1972 (прототип).

iE

p

ft