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

(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к пробоотборникам для испытателя пластов, используемым при испытании нефтяных и газовых скважин,5

Известен пробоотборник для испытателя пластов, широкое применение которого при испытании нефтяных и rasoBfcix скважин подтвердило надежное обеспечение им отбора и подъема на to дневную поверхность герметизированных проб пластового флюида. Это устройство состоит из корпуса, впускного клапана, выпускного клапана, полого заглушенного штока, пробоотборной камеры, образованной корпусом, седлами клапанов и штоком, и механизма удержания клапанов в открытом и закрытом положении 1 ,

Шток выполнен с радиальным кaнaлoм,2Q размещенным между уплотнениями. В нижней части штока выполнено отверстие , соединяющее его полость с полостью пробоотборной камеры.

Посел подъема на дневную поверх- 25 ность пробоотборник отсоединяется от других узлов испытательного оборудования, с помощью специального устройства замеряется давление в его пробоотборной KaMejie и производится пере- JQ

вод пластовой пробы под давлением в контейнер.

Для перевода пробы в контейнер необходимо закрепить пробоотборник в вертикальном положении, загем путем закачки в пробоотборую камеру несмешивающейся с отобранным пластовым флюидом жидкости поднять давление в пробоотборной камере выше давления насыщения отобранной жидкости газом и при этом давлении, продолжая закачку, вытеснять пробу в контейнер.

Применяемая для этих целей ртуть является высокотоксичным веществом и неудобна в работе. Нетоксичный жидкий сплав металла очень .дорог и еще; не производится в достаточных количествах.

При сливе из пробоотборной камеры ртути или нетоксичного жидкого металлического сплава после вытеснения пробы неизбежны их потери, следовательно, либо эта операция должна очень дорого стоить, либо необходимо иметь для перевода пробы в контейнер специально оборудованное помещение,

После срабатывания пробоотборника для испытателя пластов уплотнения разобщают его внутренюю полость с

робоотборной камерой и для создания авления в ней и закачки в нее жидости необходимо иметь специальные аналы и соединения с ними, что созает дополнительные трудности при зготовлении и использовании проботборника, и, в конечном итоге, сииает надежность работы.

Цель изобретения - повышение наежности работы пробоотборника.

Поставленная цель достигается тем, Q то пробоотборник.снабжен разделительным поршнем, установленным в пробоотборной камере ниже впускного канала, причем подпоршневая полость сообщается с полостью штока через впускной г канал при крайнем нижнем положении штока.

На., фиг. 1 изображен пробоотборник для испытателя пластов в открытом положении, общий вид на фиг. 2 - 20 пробоотборник в закрытом положении к моменту закачки жидкости для перевода пробы в контейнер, общий вид; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 , на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2. 25

Пробоотборник состоит из корпуса, включающего детали 1, 2, 3 и 4, седла 5 впускного клапана, седла 6 выпускного клапана, полого заглушенного штока, состоящего из деталей 7 и JQ 8, разделительного поршня 9, пробоотборной камеры 10, образованной корпусом, седлом б выпускного клапана, штоком 7 и разделительным поршйем 9, и вспомогательной камеры 11, образо- , ванной корпусом, седлом 5 впускного клапана, штоком 7 и разделительным поршнем 9.

В седле б выпускного клапана выполнены канал 12 с размещенным в нем обратном клапаном 13, сообщающий про- 40 боотборную камеру с надклапанной полостью 14 в процессе спуска пробоотборника в скважину и испытания пласта, и байпасный канал 15, сообщающий полость 16 внутри с надклапан- 45 ной полостью 14 при подъеме пробоотборника.

Шток выполнен с радиальным каналом 17, размещенным между уплотнениями. 13 и 19, уплотнением 20 и про- JQ точкой (кольцевой канавкой) 21. В нижней части штока вы.полнено отверстие 22, соединяющее его полость 16 с полостью 10 пробоотборной камеры. Шток располагается в центральном отверстии 23 корпуса, подпружинен пру- жиной 24 с целью удержания его в исходном положении в случае повышения давления в надпакерном пространстве в процессе спуска испытательного оборудования в скважину.

Седло 5 впускного клапана содержит уплотнение 25 штока.

Разделительный поршень 9 содержит уплотнения 26 и 27 штока внутренней поверхности корпуса.65

В теле корпуса размещены стопорны механизм 28, служащий для удержания штока в нижнем положении после закрытия пробоотборной камеры, и устройство 29, обеспечивающее замер давления в пробоотборной камере и выход из нее пластового флюида при его вытеснении с помощью разделительного поршня 9 путем закачки жидкости во внутреннюю полость пробоотборника.

Каналы 12 и 15 седла выпускного клапана совместно с полостью 16, радиальным каналом 17, отверстием 22, уплотнениями 19 и 20 штока и уплотнением 27 разделительного поршня составляют клапанную систему пробоотборника.

Пробоотборник работает следующим образом.

В компоновке испытательного оборудования он устанавливается под испытателем пластов и спускается в скважину собранным так, как показано на фиг. 1.

При спуске буровой раствор из подпакерного пространства проходит через отверстия 16 и 22 в штоке через полость 10 пробоотборной камеры и далее через канал 12 и обратный клапан 13 седла выпускного клапана в надклапанную полость 14 и к уравнительным отверстиям испытателя пластов.

Радиальный канал 17 в штоке и байпасный канал 15 в седле выпускного клапана, а также полость 10 пробоотборной камеры и байпасный канал 15 при спуске разобщены соответственно уплотнениями 18 и 20.

Радиальный канал 17 изолирован от надклапанной полости 14 уплотнением 19. Выступ 8 удерживает шток от перемещения вверх под действием потока бурового раствора. Проточка 21 находится выше стопорного устройства 28. Разделительный поршень 9 удерживается в крайнем нижнем положении благодаря разности давлений в камерах 10 и 11.

Со стороны пробоотборной камеры 10 на поршень 9 действует давление столба бурового раствора, заполняющего скважину, а со стороны вспомог,ательной камеры 11 - атмосферное дав.ление.

После пакеровки пластовый флюид проходит через устройство указанным выше путем перемещения бурового раствора при спуске. При этом в начальный период испытания из пробоотборной камеры 10 вытесняется буророй раствор, после чего камера остается заполненной пластовым флюидом. За счет разности давлений в камерах 10 и 11 разделительный поршень 9 по прежнему удерживается в его крайнем нижнем положении .

По окончании испытания при открытии отверстий уравнительного клапана испытателя пластов жидкость, заполняющая скважину, стремится переместиться из надпакерной зоны в noflnaKepHsno зону. Этому перемещению препятствует обратный клапан 13.

Под действием перепада давления в верхней и нижней полостях устройства шток (детали 7 и 8), сжимая пружину 24, перемещается вниз. При этом, отверстие 22 перемещается вниз и оказывается между уплотнением 27 разделительного поршня 9 и уплотнением 25 седла 5 впускного клапана, сообщая камеру 11 с полостью 16 штока (детали 7 и 8), а канал 12 разобщается с пробоотборной камерой 10 уплотнением 20.

После закрытия пробоотборной камеры 10 при дальнейшем движении штока (детали 7 и 8) вниз радиальный канал 17 совмещается с байпасным каналом 15, обеспечивая выравнивание давления в подпакерной и надпакерной зонах скважины при снятии пакера с места пакеровки и подъеме испытательного оборудования.

На разделительный поршень 9 после выравнивания давления действует давление стобла жидкости, заполняющей скважину, и он перемещается вверх, сжав пластовый флюид до гидростатического давления в скважине. Одновременно с совмещением каналом 15 и 17 срабатывает стопорный механизм 28, что в дальнейшем предотвра1чает перемещение штока вверх, движение штока вниз ограничивается благодаря упору его нихшего торца в торец корпуса.

В таком положении пробоотборник с отобранной чистой, герметизированной пробой пластового флюида поднимается на. дневную поверхность.

Для перевода пробы в контейнер в верхнюю и нижнюю присоединительные

резьбы пробоотборника вворачиваются заглушки 30 и 31.

К одной из заглушек подсоединяется гидравлический пресс или насос, с помощью которого во внутреннюю полость t пробоотборника закачивается жидкость, которая свободно заполняет ее и через отверстие 22 попадает во вспомогательную камеру 11, действуя на разделительный поршень 9, вытесняющий пробу в контейнер через отверстие в устройстве 29.

Использование предлагаемого пробоотборника позволит повысить надежность его работы, и, кроме того, повысить достоверность отбираемой пробы.

Формула изобретения

Пробоотборник для испытателя пласQ тов, содержащий корпус, полый заглушенный шток с впускным и перепускным каналами, впускной и выпускной клапаны, пробоотборную камеру, образованную корпусом, седлами клапанов и штоком, канал для выпуска пробы из

5 пробоотборной камеры и механизм удержания клапанов в открытом и закрытом положениях, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен разделительным поршнем, установленным в пробоотборной камере ниже впускного канала, причем подпоршневая полость сооб1цается с полостью штока через впускной канал при крайнем нижнем положении 5 штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.1

/4

Закачка жидкости

Фиг. 2

28

В-В

выход пробы