Пробоотборник для испытателя пластов Советский патент 1980 года по МПК E21B49/02 

(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к испытаниям скважин с помощью испытателей пластов на трубах, а именно к устройствам для отбора герметичной пробы пластового флюида в подпакерном пространстве сква жин. Известен пробоотборник для испытания пластов, включающий корпус и подпружиненные верхний и нижний клапаны, находящиеся в открытом положении до и во время отбора флюида |lj. Известен также пробоотборник для испытателя пластов, включающий корпус и подпружиненные верхний и нижний клапаны, находящиеся в закрытом положении во время спуска пробоотборника в скважину J2. Недостаток известных ттробоотборнико Состоит в том, что он работает в зависи мости от испытателя пластов. Поэтому в условиях большого объема подпакернр- го пространства, малой продолжительности открытого периода испытания и слабо го притока из пласта, когда пластовая проба не успевает подняться к месту установки пробоотборника, он оказывается неработоспособным. Целью изобретения является повышение надежности отбора пробы пластовой жидкости в подпакерном пространстве скважины за счет обеспечения независимости работы пробоотборника от испытателя пластов. Цель достигается тем, что нижний : клапан снабжен фиксирующим механизмом для запирания клапана в закрытом положении после отбора пробы пластовой жидкости, выполненным в виде толкателя, жестко связанного; с Клапаном и Л1меющего на боковых вертикальных плоскостях пазы, и подпружиненных запирающих элементов с крутыми . и пологими срезами, установленных с возможностью движения вдоль и вокруг собственной оси и с возможностью взаимодействия с пазами толкателя. На фиг. 1 показан пробоотборник в исходном положении; на фиг. 2 рпзрез

А-А фиг, 1; на фиг. 3 - запирающие эле-; менты в исходном положении; на фиг. 4запирающие элементы в рабочем положеннни,

Пробоотборник содержит корпус 1, два переводника 2 с боковыми отверстиями 3 и три клапана, каждый из которых имеет седло 4, тарель 5, пружину б, нажимные гайки 7.и резиновые уплотниейьные кольца 8 и 9, Нижний клапан, роме того, оборудован фиксирующим механизмок, запирающие элементы 10 которого расположены в радиальных пасзах 11, в Ё 1полнённых в вертикальных стойках 12. Стойки 12 закреплены винтами 13 на горизонтальном кольце 14 и вин тами 15 в цилиидрическом кожухе 16, оторый соединен с седлом клапана на езьбе 17.

Запирающие элёменты подпружинены по оси, пружинами 18; а по окружности пружинами 19, у Которых нижний конец закреплен на штырях 2О, а верхний соединен с гибкой нитью 21, укрепленной в средней части запирающих элементов. Гибкая нить свободно проходит через отверстие 22 в стойках 12, Запирающие элементы имеют крутой 23 и пйлогий 24 срезы. На верхнюю часть тарелкк клапана навернут толкатель 25 в виде короткого цйййнДрическЬгб стержня; 1;имйетрйчно усеченного двумя бокоЬымкс вертикальными плоскостями 26, в нижней части которых просверлены боковые пазы 27. Плоскости 26 расположены пбрпен дикулярно осям запирающих элементов. Толкатель оборудован ограничителем 28 хода. : Углы срезов на запирающих элементах подобраны с таким расчетом, что на крутом срезе горизонтальная составляющая усилия толкателя значительно больше усилия пружины 18, а на пологом срезе горизонтальная составляющая практичес- ки отсутствует.

Каждый клапан устанавливают в замковом соединении труб хвостовика: в нижнюю гладкую часть муфты 29 вставляют седло и затем жестко фиксируют торцовой поверхностью переводника 2.

В верхней и нижней части корпуса 1 для перевода пластовой пробы в контейнер имеются пробки 30 и 31 с резиновыми уплс тнительными кольцами 32. Между собой пробки соединены каналом 33. Для предупреждения попадания поСттэрЬнНйх предметов при транспортироваНИИ пробоотборник закрывают колпачками 34 и 35.

Пробоотборник работает следующим образом. :...

При спуске пробоотборника перед установкой верхнего клапана корпус 1 заполняют буровым раствором. В процессе спуска в скваж;ине все клапаны пробоотборника закрыты под действием упругих сил пружин 6. Запирающие элементы 10 в исходном положении повернуты вокруг своей оси на 180 , поэтому они под действием упругой силы пружин 19 стремятся повернуться в обратную сторону. тому препятствует толкатель 25, коорый нижними гранями упирается в пиверхность крутого среза 23.

Пробоотборник устанавливают в скважине так, чтобы его средний клапан находился против кровли испытуемого пласта.В процессе притока из пласта флюид вытесняет буровой раствор из подпакер него кольцевого пространства. При этом образуется разность гидростатического давления столба бурового раствора в корпусе 1 и столба пластового флюида в к кольцевом пространстве в пределах высоты корпуса 1. Под действием разности давления преодолевается усилие пружины 6 нижнего клапана пробоотборника и он открывается. Одновременно с этим толкатель 25 движется вниз. Как только бокоЁые пазы 27 На толкателе 25 оказываются ниже крутого среза 23, заостренные концы запирающих элементов 10 располагаются на гладкой вертикальной поверхности 26, которая не препягствует их повороту, . Поэтому запирающие элементы. Ю под действием упругой сгшы ir пружин 19 повертываются на 180 вокуг собственной оси, после чего срезы 23 и 24 меняются местами. Как только открывается нижний клапан, буровой раствор из корпуса 1 истекает через затопленные отверстия 3 нижнего переводника 2 и смешиваются в кольцевом пространстве, с пластовым флюидом. (Освобождающееся пространство, в корпусе 1 заполняется через боковые отверстия 3 верхнего переводника 2 и средний клапан жидкостью из кольцевого пространства. Сначала это буровой раствор, затем смесь раствора- с пластовым флюидом. С течением времени плотность смеси уменьшается и в корпус поступает все более чистый пластовый флюид, 13ерхний клапан пробоотборника предупрождпет отекание бурового раствора из полости выше расположенных труб хвостовика в корпус 1. Процесс заполнения корпуса прекраща4ется, когда разность гидростатического давления столбов жидкости в пробоотборнике и за. ним становится равной нулю, т. е. когда корпус и коЛьцевое пространство заполнены чистым пластовым флюи- После этого нижний и средний клапаны закрываются под действием упругих сил пружин 6. При этом, когда толкатель 25 перемещается в исходное йОложение, запирающие .элементы 10 под действием упругих сил пружий 18 выдвигаются из пазов 11 и их пологие срезы 24 заходят в боковые пазы 27 и запи- рак)т герметично тарель 5 нижнего Клйпана. Тарель 5 среднего клапана закрыта также герметично под действием давления пробы пластового флюида и пружины 6. Таким образом, с помощью предложен ного пробоотборника пластовая проба от бирается качественно и заПираетс Я .дежно. В процессе подъема пробоотборника на поверхность обеспечивается герметичность пластовой пробь. После подъема пробоотбГорника верх- нюю пробку 31 выворачивают и вместо нее подсоединяют трубопровод от насоса, а вместо нижней пробки 30 - трубопровод от контейнера. После отвинчиваний на несколько оборотов верхней пробки 31 замеряют давление пробы, а затем 196 отвинчивают на 2-3 оборота нижнюю пробку ЗО, переводят пробу в контейнер и направляю на анализ. Формула изобретения 1.Пробоотборник .для испытания , содержащий корпус и подпружиненные верхний и нижний клапаны, отличающийся тем, что, с целью овышения надёжности отбора пробы пластовой жидкости в подпакерном пространстве кважинь за счет обеспечения независимоси работы пробоотборника 6т испытателя пластов, нижний клапан снабжен фиксирующим механизмом для запирания laniaна в закрытом положении после отбора пробы пластовой жидкости. 2.Пробоотборник по п. 1, о т л и - чающейся тем, что фиксирующий механизм выполнен в &иде толкателя, кестко связанного с нижним клапаном и имек)щего ни 6okoBux вертикальных плоскостях пазы, и тюйпружиненных запнрающйх элементов с крутыми и пологими срезами, уйтааовл нйых с возможностью вдоль и вокруг собственной оси и взаимодействующих с пазами толкатели. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 32О7223, кл. 166-163, опублик. 1965. 2,Авторское свидетельство СССР №l63i557, кл. Ё 21 В 49/00, 1963 (прототип).

чччччч

ue.f

в

/