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

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для отбора пробы и применяется вместе с испытателем пластов, используемым, при испытании нефтяных и газовых скважин. Известен пробоотборник для испытателей пластов, содержащий пробоотборную камеру с размещенным в ней поршнем, гильзу с системой уплотнений и перепускных отверстий, и компенсатор давления, состоящий из цилиндра и поршня-разделителя 13 Открытие пробоотборной камеры осуществляется воздействием впускного клапана испытателя пластов на гил зу. Однако не все испытатели пластов имеют такое конструктивное решение, которое позволяло бы впускному клапа ну взаимодействовать с расположенными ниже его узлами. Следовательно, данный пробоотборник имеет ограничен ное применение. Кроме того, этот про боотборник не позволяет получить нес колько изолированных друг от друга проб, взятых в различные периоды испытания или из различных интервалов испытаний за один спуск испытателя пластов в скважину. Известен также пробоотборник для испытателей пластов, включающий корпус, пробоотборную камеру с впускным и выпускным клапанами, жестко со-единенными между собой полым штоком, и механизм удержания клапанов в открытом и закрытом положении. Управление работой пробоотборника осуществляется посредством перепада давления, что позволяет использовать его со всеми известными конструкциями испытателей пластов 2. Однако данный пробоотборник не позволяет получить несколько изолированных друг от друга проб, взятых в различные периоды испытания или из различных интервалов испытания за один спуск испытателя пластов в скважину. Известен также пробоотборник для испытателя пластов, включающий корпус, полый шток и несколько про,боотборных камер, расположенных равномерно по окружности вокруг полого штока и имеющих впускные отверстия для поочередного впуска проб в каждую из пробоотборных камер. Данный пробоотборник позволяет отобрать несколько изолированных проб с различных интервалов испытания З .

Однако расположение камер вокруг Ытока равномерно по окружности на одном уровне значительно снижает объ ем каждой камеры, из-за чего достовеность пробы снижается, а кроме того, пробоотборная камера открывается одновременно с открытием запорного клапана пробоотборника, из-за чего в не может попасть проба, загрязненная буровым раствором, что также снижает достоверность проб.

Цель изобретения - повышение достоверности проб.

Указанная цель достигается тем, что пробоотборник снабжен тормозной камерой со штоком, расположенной в верхней части корпуса, а пробоотбор- ные камеры выполнены кольцевыми и расположены друг над другом, причем впускные отверстия пробоотборных - камер перекрыты приемными втулками, закрепленными срезными элементами в корпусе и имеющими фиксаторы для закрепления на полом штоке после отсечения пробы в соответствующей пробоотборной камере, а шток пробоотборника жестко связан со штоком тормозной камеры.

На фиг. 1 изображен пробоотборник для испытателей пластов в момент его спуска в скважину, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - то же, в момент отсечения пробы в первой пробоотборной камере; на фиг. 3 - то же, в момент подъема из скавжины.

Пробоотборник состоит из корпуса 1, пробоотборных камер 2-4 с впускными отверстиями 5-7, приемных втулок 8-10, расположенных между пробоотборными камерами и полым штоком 11, Жеско связанным со штоком 12 тормозной камеры 13. В теле корпуса 1 размещены стопорные механизмы 14-16 служащи для предотвращения перемещения вверх соответственно приемных втулок 8-10 в процессе закрытия пробоотборнкх камер 2-4, а также срезная шпилька

17,удерживающая приемную втулку 9 от перемещения при наполнении пробо- отборной камеры 2, срезная шпилька

18,удерживающая приемную втулку 10 от перемещения при последовательном наполнении пробоотборных камер 2, 3. В приёмной втулке 8 выполнен впускной канал 19, размещенный между уплотнениями 20 и сообщенный, в процессе спуска, пробоотборника в скважину, с впускным, каналом 21 полого штока 11, при этом впускной канал 19 изолирован от впускного отверстия 5 уплотнениями 22. В приемной втулке 9 выполнен впускной канал 23 размещенный между уплотнениями 24 и сообщенный, в процессе.спуска пробоотборника в скважину, с впускным каналом 25 полого штока 11, при этом впускной канал 23 изолирован от впускного отверстия 6.уплотнениями 26. В приемной втулке 10 выполнен впускной канал 27, размещенный между уплотнени ями 28 и сообщенный в процессе спуска пробоотборника в скважину с впускным каналом 29 полого штока 11, при этом впускной канал 27 изолирован от впускного отверстия 7 уплотнениями 30. Приемные втулки 8-10 снабжены шариковыми замками 31-33, служащими для жесткой фиксации их относительно полого штока 11 после отсечения проб соответственно в пробоотборных камеpax 2-4.

На наружной поверхности полого ufroKa 11 выполнены канавки 34-36, составляющие .пару соответственно шариковым замкам 31-33 при их совмещении.

Полость, образованная между полым штоком 11 и приемными втулками 8-10 заполнена жидкостью и герметизируется плавающим поршнем 37, необходимее,; для выравнивания давления в полости с давлением окружающей среды. Уплотнения 38-40 предотвращают попадание жидкости из полости в пробоотборные камеры 2-4. Уравновешенность приемных втулок 8-10 в указанной полости достигается с помощью выполненных в них перепускных каналов 41-43 (изображены пунктирными линиями).

В тормозной камере 13, служащей для предотвращения открытия пробоотборных камер раньше открытия (или совместно с открытием) испытателя пластов, размещен поршень 44 с уплотнением 45. Между штоком 12 тормозной камеры и поршнем 44 образован лабиринтный канал 46.

Пробоотборник работает следующим образом.

В компановке испытательного оборудования пробоотборник устанавливается под испытателем пластов и спускается в скважину собранным (как показано на фиг. 1).

При спуске буровой раствор из межпакерного пространства через фильтр проходит по сквозному каналу полого штока 11 и штока 12 к уравнительнмч отверстиям испытателя пластов. Впускные отверстия 5-7 при этом изолированы от впускных каналов 19, 23, 27 цри помощи уплотнений 22, 26, 30.

После пакеровки разгружают бурильный инструмент для открытия клапана испытателя пластов (не показан -) . При этом жидкость из пласта через фильтр. по сквозному каналу полого штока 11 пробоотборника и через открывшийся приемный клапан испытателя пластов поступает в бурильные трубы. В начальные 5-7 мин открытого периода пробоотборная камера 2 не открывается, это достигается с помощью регулируемой тормозной камеры 13 пробоотборника. Задержка открытия пробоотборной камеры 2 по отношению к открытию испытателя пластов необходимо для тогр, чтобы исключить попадание в него глинистого раствора из межпакерного пространства в начальный момент открытого периода испытания. Лишь после того, как пласт поработает 5-7 мин., поршень 4 тормозной камеры 13 переместится в свое крайнее нижнее положение, при этом впускные каналы 19 и 21 совпадут с впускными отверстиями 5 пробоотборной камеры 2 и произойдет ее заполнение, верхний торец приемной втулки 8 окажется ниже стопорного механизма 14, а нижний торец приемной втулки дойдет до верхнего торца втулки 9. В это время приемные втулки 9 и 10, зафиксированные соответственно срезными шпильками 17 и 18, остаются на месте.

После выдержки необходимого времени стояния на первом протоке создают натяжку на бурильный инструмент, в результате закрывается испытатель пластов (для получения кривой восстановления давления), полый шток 11 пробоотборника перемещается вверх, а приемная втулка 8 остается на месте, зафиксированная стопорным механизмом 14.

Как. только поршень 44 тормозной камеры 13 займет крайнее верхнее положение, шариковый замок 31 совпадает с канавкой 34, жестко зафиксировав тем самым приемную втулку В относительно полого штока 11. При этом влускные каналы 19 и 21 изолируются друг от друга уплотнениями 20 {см. фиг. 2). В таком положении пробоотбоника заканчивается первый открытый период испытания (или испытание первого объекта).

При втором открытом периоде (или испытании второго объекта) операции повторяются как и при испытании первого объекта. Разгружают бурильный инструмент для открытия испытателя пластов. Тормозная камера 13 пробоотборника срабатывает, как и в перво случае, через мин. после того, как откроется испытатель пластов., Лишь после того, как пласт поработает указанное бремя, откроется пробоотборная камера 3 и произойдет ее заполнение. Полый шток 11 с жестко связанной с ним приемной втулкой 8 перемещается вниз, оказывая давление на приемную ВТУЛКУ 9, при этом срезается шпилька 17 и приемная втулка 9 сместится до положения, когда впускные каналы 23, 25 совпадут с впускными отверстиями б, верхний торец приемной втулки 9 займет положение ниже стопорного механизма 15, а нижний торец втулки 9 дойдет до упора в верхний торец приемной втулки 10.

После выдержки необходимого времени стояния на притоке создают натяжку на бурильный инструмент, при этом закрывается испытатель пластов (для тюлучения кривой восстановления давлечия), полый шток 11 и приемная втулка 8 перемещаются вверх/ а приемная втулка 9 остается на месте, зафиксированная стопорным механизмом 15. Как только поршень 44 тормоэноП камеры 13 займет свое крайнее верхнее положение, шариковый замок 32 совпадет с канавкой 35 на полом штоке 11, после чего прием.чая втулка 9 будет жестко соединена с полым штоком 11. Впускные каналы 23 и 25 изолируются друг от друга уплотнениями 24. Поступающий флюид из пласта от0секается в пробоотборной камере 3.

Все операции по открытию пробоотборной камеры и отсечению пробы в ней проводят аналогично, как для камеры 3.

5

На фиг. 3 показан пробоотборник после завершения отбора трех изолированных друг от друга проб. Количество пробоотборных камер может быть увеличено добавлением нужного числа

0 секций и выбирается по плану на испытание скважины.

Применение предлагаемого пробоотборника позволит получать изолированные пробы повышенного объема и более чистые в каждый период испытания,

5 что повысит информативность о насыщенности испытиваемых пластов. Кроме того, применение предлагаемого пробоотборника с испытательным оборудованием без опоры на забой и имеющим

0 возможность за один спуск испытывать несколько пластов позволяет получать изолированные друг от друга пробы из этих пластов.

35

Формула изобретения

Пробоотборник для испытателя пластов, включающий корпус, полый шток и пробоотборные камеры с впускными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности проб, он снабжен тормозной камерой со штоком, расположенной в верхней части корпуса, а пробоотборные камеры выполнены кольцевыми и расположены друг над другом, причем впускные отверстия пробоотборных камер перекрыты приемными втулками, закрепленными срезными элементами в корпусе и имеющими фиксаторы для закрепления на полом штоке после отсечения пробы в соответствующей пробоотборной камере, а шток пробоотборника жестко связан со штоком тормозной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 314887, кл. Е 21 В 49/02, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 601405, кл. Е 21 В 49/02, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР 670723, кл. Е 21 В 49/02, 1977.

/3

J7

фиг-1

/

/.

J/

w

//.

37

43,

1Ь