Скважинный пробоотборник Советский патент 1982 года по МПК E21B49/08 

1

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для взятия проб с различных глубин из одной скважины без неоднократных спуско-подъемов при исследовании скважин..

Известны глубинные пробоотборники, берущие пробы с одной глубины, состоящие из камеры с тарельчатым клапаном, спускаемые в скважину на тросе, открывающие в определенный момент в скважине с помощью силового механизма в виде часового ПД-3 и ПД-i, воздействующего на рычаг спускового устройства 1.

Пробоотборники бывают двухкамерные, спускаемые в скважину с открытой камерой, однокамерные, спускаемые в скважину с открытой камерой, однокамерные, спускаемые в скважину с закрытой камерой.

Применение таких пробоотборников требует для взятия пробы с различной глубины при исследовании скважины с целью определения концентрации состава жидкости производить столько спуско-подъемов пробоотборника, сколь ко замеряемых глубин.

Известен скважинный пробоотборник, включающий цилиндрический корпус с впускными отверстиями, расположенные друг над другом пробоотборные камеры

10 с впускными каналами с расположенными в них впускными клапанами. В данном пробоотборнике в качестве впускных клапанов применены отражатели 2.

Недостатком известного пробоотбор15ника является то, что спуск его в скважину осуществляется на многокилометровом токопроводящем кабеле с использованием дорогостоящей геолого20каротажной машины, для чего требуется отдельный пульт управления. Это усложняет конструкцию и резко ограничивает возможность широкого использования пробоотборника, тем самым снижая надежность работы. Кроме того, использование взрывов для открытия клапанов делает работу с пробоотборником опасной, особенно в нефтяной среде, и вызывает загрязнение отбираемой пробы продуктами взрыва, что в конечном счете снижает качество отбираемой пробы и надеж ность работы пробоотборника. Цель изобретения - повышение надежности работы и качества отбираемой пробы. Указанная цель достигается тем, что скважинный пробоотборник, включа ющий цилиндрический корпус с впускны ми отверстиями, расположенные друг над другом пробоотборные камеры с впускными каналами с расположенными в них впускными клапанами, снабжен часовым поворотным механизмом с при водным валиком и стаканом, концентрично установленным на опорном подшипнике внутри цилиндрического корпуса и взаимодействующим с привод|Нмм валиком часового механизма, а п боотборные камеры расположены внутр |стакана, причем впускные отверстия корпуса выполнены ступенчатыми, рас положены в одной диаметральной плос кости с соответствующими впускными каналами пробоотборных камер и смещены относительно последних на разные углы, а впускные клапаны пробоотборных камер выполнены в виде под пружиненных рамок с подпружиненным шаровым запорным элементом и толкателем, расположенным с возможностью взаимодействия со ступенчатым отвер стием корпуса. На фиг. 1 показана верхняя часть пробоотборника, разрез; на фиг. 2 нижняя часть пробоотборника; на фиг. 3 показан узел клапана (разр А-А). Пробоотборник состоит из корпуса 1, представляющего собой цилиндр с впускными отверстиями 2, расположен ными по образующей цилиндра. Внутрь корпуса вставлен стакан 3 разделенный на несколько изолирован ных пробоотборных камер k в зависимости от числа глубин, с которых бе рется проба. Пробоотборные камеры А разделены перегородками 5, уплотненными прокладками 6. Перегородки 5 по-середи не имеют цилиндрическую канавку 7, 9 4 куда входит упор 8, ввинченный в стенку стакана 3. Снизу стакана 3 установлен упорный подшипник , поджимаемый наконечником 10. Пробоотборные камеры k имеют впускные каналы 11 , расположенные на разных образующих цилиндрической поверхности стакана 3, в которых вставлены клапаны 12 соединяющие камеры k с наружным пространством. Впускные отверстия 2 выполнены ступенчатыми со скосами13 по бокам и лежат на одной образующей корпуса 1 . Каналы 1 1 камер при вращении последних могут совпадать каждое только с одним или двумя из отверстий цилиндра, причем .в одно и то же время - только одно или два одной только камеры. Сверху стакана 3 имеется ушко 1, к которому на оси 15 крепится вилка - приводной валик 16 часового поворотного механизма 17. Механизм 17 изолирован перегородкой 18. Для восприятия реактивного момента опора 19 часового механизма 17 входит в продольный паз 20 втулки 21, а последняя прикреплена к корпусу 1 винтом 22. Через упорный подшипник 23 шпенек и пружину 25 вся система сверху поджата втулкой 26, на последнюю навинчен колпачок 27 для креп ления его к тросу (не показан), на котором устройство опускается в скважину. Для предотвращения осевого смещения стакана 3 предусмотрен винтупор 28, входящий в канавку корпуса 1 Клапан 12 состоит из втулки 29, соединенной с камерой k на резьбе и образующей впускного канала. Внутри втулки 29 имеется рамка 30 с подпружиненным пружиной 31 шаровым запорным элементом 32, которая в свою очередь поджимается пружиной 33 и гайкой-седлом З. Рамка 30 оканчивается толкателем 35, причем пружина 31 сильнее пружины 33. Клапан 12 герметизирован прокладками Зб и 37. Для регулирования угла сдвига впускных каналов 11 в стакане 3 предусмотрен винт 38, ввинчиваемый в одно из радиальных отверстий перегородки 5. Отверстия 8 корпусе 1 закрыты фильтрами 39. Устройство работает следующим образом. Заводят часовой механизм 17 через люк в корпусе 1 (не показан) и собирают пробоотборник так, чтобы отвер|стия 2 в корпусе 1 и каналы 11 в камерах были сдвинуты на углы (по дуre окружности цилиндра), примерно пропорциональные глубинам скважины, с которых берутся пробы. Причем отверстия 2 в корпусе 1 и в камерах 4 друг относительно друга должны быть расположены так, чтобы по мере вращения камер А они могли последовател но совпадать. Спускают пробоотборник в скважину до первой глубины, на которой часовой механизм 17 совмещает каналы 11 первой камеры А с отверсти ем 2 в корпусе 1. время спуска пробоотборника несколько меньше времени вращения камеры до совпадения первых отверстий. Пробоотборник выдерживают на данном уровне скважины с тем, что бы камера запопнилась. Открытие клапана 12 для заполнения камеры производится следующим образом. До совмещения отверстий 2 и каналов 11 толкатель 35 упирается во внутреннюю стенку корпуса 1, давит на пружину 31 и прижимает запорный элемент 32 к своему седлу. При этом пружина 33 сжата, а камера закрыта Как только толкатель 35 попадает в отверстие 2 корпуса 1, пружина 33, преодолев силу давления жидкости на элемент 32, поднимает рамку 30 в сбо ре с элементом 32 и отрывает последний от седла. Камера i открывается. При дальнейшем вращении стакана 2 и, следовательно, камеры k толкатель 35 упирается в наклонный скос 13 отверстия 2 корпуса 1 и утапливается. Запорный элемент 32 садится на седло и закрывает уже заполнившуюся жидкостью камеру k. Продолжают спуск пробоотборника да лее до следующей глубины, на которой часовой механизм 17 должен совместить каналы 11 следующей камеры с соответствующими отверстиями 2 в корпусе 1 и т. д. После заполнения всех камер на всех глубинах стакан 3 с закрытыми всеми каналами 11 упирается в винт-упор 28, вращение его приостанав ливается, в таком положении извлекают пробоотборник на поверхность земли. Отвинчивают наконечник 10, затем 9 U« отвинтив винт 28 и постепенно поворачивая стакан 3, сливают пробы из каждой секции в соответствующую емкость. Для следующего спуска заводят снова часовой механизм 17 и собирают пробоотборник. Данный пробоотборник позволяет повысить надежность работы по отбору нескольких проб с различных глубин скважины и повысить качество отбираемых проб. Формула изобретения Скважинный пробоотборник, включающий цилиндрический корпус с впускными отверстиями, расположенные друг над другом пробоотборные камеры с впускными каналами с расположенными в них впускными клапанами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и качества отбираемой пробы, он снабжен часовым поворотным механизмом с приводным валиком и стаканом, концентрично установленным на опорном подшипнике внутри цилиндрического корпуса и взаимодействующим с приво дным валиком часового механизма, а пробо отборные камеры расположены внутри стакана, причем впускные отверстия корпуса выполнены ступенчатыми, расположены в одной диаметральной плоскости с соответствующими впускными каналами пробоотборных камер и смещены относительно последних на разные углы, а впускные каналы пробоотборных камер выполнены в виде подпружиненных рамок с подпружиненным шаровым запорным элементом и толкателем, расположенным с возможностью взаимодействия со ступенчатым отверстием корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Жуков А. И. и др. Эксплуатация нефтяных месторождений. М., ISS, с. 1U1. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Е 21 В , 1975.

27

//

//