Устройство для отбора глубинных герметизированных проб при испытании пластов Советский патент 1980 года по МПК E21B49/02 

FioBJioHU о возможностью взаимоддействия руг с другом, а шток клапана нижней амеры установлен на опоре. При этом опора выполнена в виде цилиндра внутри которого на пружине установен подвижный элемент с промывочныи каналами.

На фиг. 1 изображено устройство (первый вариант исполнения), на фиг. 2 - то же, второй вариант исполнения.

В состав устройства входят фильтры 1 и 2, приемные камеры 3, переходники 4 и 5 с установленными в них подпружиненными клапанами б, снабженными направляющими штоками 7, 8, и игольчатые клапаны 9. В целях обеспечения герметизации в местах соединения переходников с приемными камерами, фильтрами и между собой установлены уплотнительные элементы 10.

Монтаж устройства производят посекционно, последовательно присоединяя к приемным камерам 3 переходники 4,5, в которые предварительно устанавливают, клапаны 6.

. Соединение секциГ между собой осуществляют посредством переходников 4 и 5, имеющих соответствующие присоединительные резьбы. При этом клапаны 6, расположенные в промежуточных переходниках, устанавливают в упор, фиксируя их в открытом положении, к обеспечивают тем .самым сообщение внутренних полостей приемных камер разных секций, в промежуточных переходниках 5 устанавливают игольчатые клапаны 9.

В концевых переходниках, присоединенных К нижней и верхней приемным камерам, устанавливают подпружиненные клапаны с удлиненными направляющими штоками. При этом необходимо, чтобы .усилие предварительного поджаткя пружин 11 превьплало силу тяжести устройства в сборе. К концевым переходникам также присоединяют фильтры 1 и 2.

После сборки устройства для отбора глубинных проб в рабочее положение, соответствующее ,фиг.1, производят отжатие одного из торцовых герметизируюсцих клапанов и заполняют внутреннюю полость устройства балластной жидкостью, например, насьощенным раствором NaCB. Ус -ройство монтируют в приборном переводнике 12, размещенном в коммоновке испытательного инструмента под испытателем пластов.

При этом устройство для отбора проб устанавливают на опору, размещенную в ниппеле 13 бурильного замка и вк-лючающую корпус 14, пружину сжатия 15, пробку 16 и попый шток 17,

Устройство для отбора глубинных проС работает с.гтелуктчим образом.

После спуска комплекта истгытательного инструмента в призабойную зону скважины под действием осевой нагрузки, создаваемой весом колонны бурительных труб, производят перемещение штока пластоиспытателя с целью установки пакера, закрытия уравнительног и открытия приемного клапанов. При перемещении шток пластоиспытателя вступает во взаимодействия с герметизирующей системой устройства для отбора глубинных проб.

В результате этого взаимодействия происходит телескопическое перемещение направляющих штоков 8 в клапанах фильтров 1 и 2 и открытие герметизирующих клапанов,установленных в концевых переходниках устройства. При совмещении торцов направляющих штоков с торцами фильтров осевая нагрузка через наружные детали устройства передается на полый шток 17 опоры, и дальнейшее движение штока пластоиспытателя сопровождается сжатием пружины 15.

Таким образом, в течение всего периода испытания выделенного объекта устройство для отбора глубинных проб остается открытым, через него при вызове притока может осуществляться прямоточное движение пластового флюида,поступившего в подпакерную зону из пласта, с полным замещением жидкости, ранее заполнявшей устройство. При этом пластовая жидкость циркулирует через каналы опоры (детали 14, 16, 17) нижнего фильтра 2, открытые клапаны и внутренние полости переходников и приемных камер устройства, выходит из него через каналы верхнего фильтра 1 поступает в пластоиспытатель и направляется далее в бурильные трубы. По окончании испытания объекта перемещением щтока пластоиспытателя вверх выводят его из взаимодействия с герметизирую1- ей системой устройств и обеспечивают отсечку пробы пластового флюида поступившего в приемные камеры устройства в последний период притока.

Устройство для отбора глубинных проб транспортируют на поверхность в закрытом положении вместе с пластоиспытателем.

На поверхности к одному из торцовых герметизирующих клапанов подключают устройство для контроля герметичности и измерения давления глубинной пробы. После выполнения указанной операции производят частичный демонтаж устройства для отбора глубинных проб и подготовку герметизированных проб к транспортированию и лабораторной обработке. С этой целью на несколько оборотов раскрепляют резьбы, соединяющие промежуточные переходники, установленные между приемными камерами, обеспечивая тем самым закрытие герметизирующих клапанов и одновременно с этим сохраняя герметичность внутренних полостей, расположенных между ними.

Затем к игольчатым клапанам,размещенным в промежуточных переходниках, подсоединяют газоотводящую магистраль, связанную с газосборной емкостью. При последующем открытии игольчатых клапанов обеспечивают разгрузку избыточного давления в полостях, расположенных между герметизирующими клапанами, перекрывающими осевые каналы промежуточных переходников. После снижения Давления до атмосферного в полостях, расположенных между герметизируюи ими клапанами игольчатые клапаны устанавливают в исходное положение, производят разъединение резьб промежуточных переход НИКОВ и отделение секций устройства для отбора проб друг от друга. В состав каждой секции входят приемная камера 3, переходники 4 и 5 с клапанами б, штоками 7,8 и уплотнительным элементами 10. Таким образом, каждая секция устройства для отбора глубинн проб представляет собой автономный контейнер, снабженный двумя торцовыми клапанами, позволяющими присоединять его к аппаратуре для исследован пластовых жидкостей и газов.

Для приведения секций в транспортное положение к переходникам присоединяют на резьбе специальные защитны колпаки, предохраняющие герметизирующие клапаны от воздействия вибрации и ударных нагрузок. При этом от концевых секций предварительно отделяют фильтры 1 и 2.

Возможен и другой вариант конкретного выполнения настоящего предло;;ения. В этом случае осуществляют сборку автономных секций устройства, каждая из которых включает фильтры 1 переводники 4, подпружиненные клапаны со штоками 8 и приемные камеры 3.

При монтаже устройства автономные секции последовательно устанавливают в приборном переводнике 12 (см.фиг.2 Работа устройства в скважине и приведение его в транспортное положение

производятся таким же образом, как и при его компоновке в соответствии с фиг.1. Единственным принципиальным отличием в данном случае является устранение необходимости выполнения операций по отделению герметизированных приемных камер друг от друга после извлечения устройства на поверхность, так как между отдельными секциями отсутствует жесткая связь. Использование устройства для отбора глубинных проб при испытании пластов обеспечивает получение следующих технико-экономических преимуществ: повышение надежности работы герметизирующей системы в призабойной зоне, улучшение качества отбора проб пластовых флюидов, повышение технологичности обработки глубинных проб.

Формула изобретения

1.Устройство для отбора глубинных герметизированных проб при испытании пластов, содержащие фильтры последовательно установленные приемные камеры, переходники и систему клапанов, отличающеес тем, что, с целью повышения надежности его работы в призабойной зоне и улучшения качества отбора

проб пластовых флюидов, оно снабжено подпружиненной опорой, а клапаны выполнены подпружиненными и со штоками, выступающими за торцы фильтро на величины хода клапанов, причем штоки клапанов смежных камер установлены с возможностью взаимодействия друг с другом, а шток клапана нижней камеры установлен на опор

2.Устройство по П.1, отличающее ся тем; что опора выполнена в виДе цилиндра, внутри которого на пружине установлен подвижный элемент с промывочными каналами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3384170, кл. 166-3, опублик. 1968.

2.Авторское свидетельство СССР 569893, кл. G 01 N 1/04, 1975 (прототип).