Пробоотборник для испытателяплАСТОВ Советский патент 1981 года по МПК E21B49/02 

(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для отбора глубинных проб и применяется в комплекте с испытательным инструментом.

Известны пробоотборники для отбора глубинных проб, применяемые в комплекте с испытателем пластов в процессе испытания скважин.

Известен пробоотборник для испытателя пластов, содержащий верхний переводник, щток и клапан. Отличительной особенностью этого пробоотборника является то, что нижняя часть з°апорно-поворотного клапана оборудована пробоотборной камерой, состоящей из патрубка, дополнительного пробкового клапана и узла отбора жидкости и газов, т. е. запорно-поворотный клапан выполняет две функции; запорного органа и пробоотборника. Верхним запирающим узлом пробоотборной камеры служит пробка запорного клапана, являющаяся неотъемлемой частью запорно-поворотного клапана. Для закрытия верхнего запирающего узла пробоотборника необходимо проводить вращение бурильной колонны, так как этого

требует конструкция запорно-поворотного клапана 1.

Однако в скважинах, имеющих наклоннонаправленный или осложненный ствол, практически невозможно проворачивать бурильный инструмент, находящийся под нагрузкой (от 6 - 8 до 20 т), необходимой для удержания пакерующего резинового элемента в распакованном состоянии вследствие больших сил трения в местах соприкосновения колонны труб со стенками скважины. Поэтому закрыть верхний запирающий узел этого пробоотборника не всегда возможно и, следовательно, не всегда возможно отобрать пробу пластового флюида.

Известен также пробоотборник для испытателей пластов, который устанавливается в приборном переводнике, находящемся под испытателем пластов и приводится в действие полым щтоком испытателя. Пробоотборник содержит гильзу с системой уплотнений и перепускных отверстий, пружину возврата гильзы в исходное положение, компенсатор давления, подпружиненный поршень, размещенный в пробоотборной камере, заполненной жидкостью, причем подпоршневая полость также заполнена жидкостью и связана каналом с подпоршневой полостью компенсатора давления 2. Основным недостатком этого (как и предыдущего) пробоотборника является зависимость его работы от испытателя пластов, так как пробоотборник устанавливается в приборном переводнике, находяш,емся под испытателем пластов. В процессе спуска пробоотборника в скважину окна корпуса и гильзы не сов.меш,ены. Для пере.мешения гильзы относительно корпуса для совмещения перепускных отверстий и прохода через них и гильзу жидкости из пласта шток испытателя пластов толкает через гайки штангу, жестко соединенную с гильзой. В этом случае весь поток пластовой жидкости идет через трубу, совмещенные отверстия, пробоотборную камеру и поднимается по бурильным трубам. Известен также пробоотборник для испытателя пластов, содержащий корпус, концентрично установленную в корпусе пробоотборную камеру с впускным и выпускным золотниковыми клапанами и гильзу, прикрепленную к выпускному клапану, причем пробоотборная камера подпружинена относительно корпуса. Пробоотборник встроен в испытатель пластов и приводится в действие полым штоком испытателя. Спуск пробоотборника в скважину производят с закрытыми перепускными отверстия.ми, в результате чего внутри пробоотборной ка.меры давление равно атмосферному 3. После установки пробоотборника на отбор и открытие золотниковых перепускных отверстий для прохода жидкости через контейнер внутри пробоотборника возникает большой перепад между давлением на забое скважины, создаваемым промывочной жидкостью и атмосферным давлением в контейнере пробоотборника, что может привести к разрушению уплотнительных элементов контейнера. В этом случае пробу жидкости отобрать невозможно. Кроме того, (как и в предыдущем пробоотборнике) для перемеш.ения золотниковых устройств для прохода жидкости через контейнер пробоотборника шток испытателя пластов нажимает на толкатель, и вся нагрузка, примерно 8 - 20 т, необходимая для установки пакера, воспринимается пружиной возврата. От воздействия этой нагрузки пружина возврата в лучшем случае деформируется, а в худшем разрушается. При деформации пружины возврата после окончания испытания возможен неполный подъем гильзы в первоначальное положение, а в результате этого - неполное закрытие перепускных отверстий и, следовательно, нарушение герметичности отобранной пробы. Все это снижает надежность работы пробоотборника. Цель изобретения - повышение надежности работы пробоотборника. Указанная цель достигается тем, что он снабжен полым штоком, установленным в верхней части корпуса и связанным с последним шлицевым соединением, а в гильзе выполнены боковые каналы, приче.м верхний конец гильзы размещен в полости щтока и имеет фиксатор верхнего положения, а щток подпружинен относительно корпуса. На фиг. 1 а изображен пробоотборник, верхняя часть; на фиг. 16 - то же, нижняя часть; на фиг. 2 а - то же, в рабочем положении; на фиг. 26 - то же, в момент закрытия клапанов; на фиг. 2 в - то же, в закрыто.м положении. Пробоотборник состоит из муфты 1, соединенной с граненым штоком 2, головки 3, переводников 4 и 5, последовательно соеди енных между собой и с корпусом 6. С частью корпуса 6 последовательно соединены переводник 7 и ниппель 8. На гильзу 9 надета амортизационная пружина 10, в верхней части гильзы 9 имеется фиксатор 11, а в нижней части - отверстия 12, предназначенные для перетока жидкости и выравнивания давления между надпакерной и подпакерной зонами в процессе спуска пробоотборника и подъеме его из скважины. Гильза 9 через клапан 13, имеющий отверстия 14 и установленный во втулке 15 с отверстиями 16, соединена с трубкой 17. служащей камерой для сохранения герметизированной пробы пластового флюида, клапаном 18 и клапаном 19, имеющи.м отверстия 20. С наружной стороны клапанов 13 и 19 имеются неподвижные втулки 15 и 21 с отверстиями 16 и 22. Клапан 19 соединен с узлом 23 отбора пробы, включающем в себя заглушку 24 и игольчатый вентиль 25. Герметизация узлов пробоотборника осуществляется уплотнительными резиновыми кольцами. Пробоотборник работает следующим образогу. Перед спуском пробоотборника в скважину (см. фиг. 1) отверстия 14 и 20 клапанов 13 и 19 совмещают с отверстиями 16 и 22 неподвижных втулок 5 и 2L Муфту 1 с граненым штоком 2 покещают в верхнее положение и подпира;от амортизационной пружиной 10. Фиксатор 11 сжимают и утопляют внутри штока 2. В таком положении -производят спуск пробоотборника в скваж.ику. В процессе спуска в скважину (см. фиг. 2 а) переток жидкости (бурового раствора) из подпакерного пространства происходит через ниппель 8, совмещенные отверстия 20 и. 22, трубку 17, совмещенные отверстия 14 и 16, отверстие 12, гильзу 9 и далее через уравнительный клапан испытателя пластов в затрубное пространство. После достижения забоя скважины при установке пакера (см. фиг. 26) в процессе перемещения бурильного инструмента вниз муфта 1 со щтоком 2 перемещаются в нижнее положение до упора на головку 3, пружина 10 сжимается, фиксатор И выходит из внутренней полости штока и разжимается в посадочном пазу муфты 1.

После открытия впускного и закрытия уравнительного клапанов испытателя пластов Пластовым флюид поступает через совмещенные отверстия 22 и 20 неподвижной втулки 21 и клапана 19, внутреннюю полость трубки 17, служащей камерой пробоотборника, совмещенные отверстия 14 и 16 клапана 13 и неподвижной втулки 15, отверстие 12 гильзы .9 и далее в бурильные трубы.

После окончания испытания скважины при снятии пакера (см. фиг. .2 в) в процессе перемещения бурильного инструмента вверх муфта 1 со щтоком 2 перемещаются в верхнее положение, увлекая за собой с помощью фиксатора 11, зафиксированного в посадочном пазу муфты 1, подвижные детали 9, 13, 17 и 19 пробоотборника. При этом отверстия 14 и 20 перекрываются в неподвижных втулках 15 и 21. Таким образом, внутри трубки 17 отсекается герметизированная проба, пластового флюида. После подъема пробоотборника на поверхность через узел 23 отбора проб производится перевод пробы в контейнер.

Таким образом, предложенная конструкция пробоотборника позволяет отсекать герметичную пробу пластового флюида в пробоотборной камере путем вертикального перемещения бурильного инструмента без его вращения, что дает возможность применения его в скважинах, имеющих наклоннонаправленный или осложненный стволы.

Отбор пластового флюида при испытании скважин, имеющих наклонно-направленный или осложненный ствол, дает возможность определять характер насыщения испытываемых интервалов, что значительно повышает геологическую эффективность при испытании скважин трубными испытателями пластов.

Формула изобретения

Пробоотборник для испытателя пластов, включающий корпус, концентрично установленную в корпусе пробоотборную камеру с впускным и выпускным золотниковыми клапанами и гильзу, прикрепленную к выпускному клапану, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен полым щтоком, установленным в верхней части корпуса и связанным с последним щлицевым соединением, а в гильзе выполнены боковые каналы, причем верхний конец гильзы размещен в полости штока и имеет фиксатор верхнего положения, а шток подпружинен относительно корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10

n

n

A

фиг.1

К

/2

П

/

Z3

Ei:2

)7