Пробоотборник для испытателя пластов

Пробоотборник для испытателя пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОТГИСАЙИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и 726319

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05,01.77 (21) 2438642/22-0 с присоединением заявки ¹„— (23) П риоритет—

Опубликовано 05.04.80. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 08,04.80 (51) М. Кл, E 21 В 49/02

Государственный комитет

СССР пв делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243. .68(088,8) (72) Автор изобретения

В. С. Александров

Краснодарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (7l) Заявитель (54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к испытаниям скважин с помощью испытателей пластов, на трубах, а именно к устройствам для отбора герметичной пробы пластового флюида в подпакерном пространстве сква5 жин.

Известен пробоотборник для испытания пластов, включающий корпус и подпружиненные верхний и нижний клапаны, находящиеся в открытом положении до и во время отбора флюида (1).

Известен также пробоотборник для испытателя пластов, включающий корпус и подпружиненные верхний и нижний кла паны, находящиеся в закрытом положении во время спуска пробоотборника в скважину (21, Недостаток известных пробоотборников состоит в том, что он работает в зависимости от испытателя пластов. Поэтому в условиях большого объема подпакерного пространства, малой продолжительнос» ти открытого периода испытания и слабого притока из пласта, когда пластовая проба не успевает подняться к месту установки пробоотборника, он оказывается неработоспособным.

Целью изобретения является повышение надежности отбора пробы пластовой жидкости в подпакерном пространстве скважины за счет обеспечения независимости работы пробоотборника от испытателя пластов.

11ель достигается тем, что нижний клапан снабжен фиксирующим механизмом для запирания клапана в закрытом положении после отбора пробы пластовой жидкости, выполненным в виде толкателя, жестко связанного с клапаном и имею- щего на боковых вертикальных плоскостях пазы, и подпружиненных запирающих элементов с крутыми и пологими срезами, установленных с возможностью движения вдоль и вокруг собственной оси и с воз-. можностью взаимодействия с пазами толка теля. На фиг. 1 показан пробоотборник в исходном положении; на фиг. 2 - р1зрез

726319

А-А фиг. 1; на фиг. 3 - запирающие эле менты в исходном положении; на фиг. 4запирающие элементы в рабочем положении.

Пробоотборник содержит корпус 1, два переводника 2 с боковыми отверсти- ями 3 и три клапана, каждый из которых имеет седло 4, тарель 5, пружину 6, нажимные гайки 7.и резиновые уплотнительные кольца 8 и 9. Нижний клапан, кроме того, оборудован фиксирующим механизмом, запирающие элементы 10 которого расположены в радиальных пазах

11, выполненных в вертикальных стойках 12. Стойки 12 закреплены винтами

13 на горизонтальном кольце 14 и винтами 15 в цилиндрическом кожухе 16, который соединен с седлом клапана на резьбе 1 7.

Запирающие элементы подпружинены по оси пружинами 18, а по окружностй пружинами 19, у которых нижний конец закреплен на штырях 20, а верхний соединен с гибкой нитью 21, укрепленной

I в средней части запирающих элементов.

Гибкая нить свободно проходйт через отверстие 22 в стойках 12. Запирающие элементы имеют крутой 23 и пологий 24 срезы. На верхнюю часть тарелки клапа1 на навернут толкатель 25 в виде короткого цилиндрического стержня, симмет"рично усеченного двумя боковымй вертикальными плоскостями 26, в нижней час ти которых просверлены боковые пазы

27. Плоскости 26 расположены -перпендикулярно осям запирающих элементов.

Толкатель оборудован ограничителем 28 хода.

Углы срезов на запирающих элементах

:подобраны с таким расчетом, что на кру. том срезе горизонтальная составляющая усилия толкателя значительно больше усилия пружины 18, а йа пологом срезе горизонтальная составляющая практически отсутствует.

Каждый клапан. устанавливают в замковом соединении труб хвостовика: в нижнюю гладкую часть муфты 29 вставляют седло и затем жестко фиксируют торцовой поверхностью переводника 2.

8 верхней и нижней части корпуса 1 для перевода пластовой пробы в контейнер иМеются пробки 30 и 31 с резиновыми уплотнительными кольцами 32.

Между собой пробки соединены каналом

33. для предупреждения попадания по сторонних предметов при транспортировании пробоотборник закрывают колпачками

34 и 35.

Пробоотборник работает следующим образом.

При спуске пробоотборника перед установкой верхнего клапана корпус 1 заполняют буровым раствором. В процессе спуска в скважине все клапаны пробоотборника закрыты под действием упругих сил пружин 6. Запирающие элементы 10 в исходном положении повернуты вокруг своей оси па 180, поэтому они под действием упругой силы пружин 19 стремятся повернуться в обратную сторону.

Зтому препятствует толкатель 25, который нижними гранями упирается в поверхность крутого среза 23.

Пробоотборник устанавливают в скважине так, чтобы его средний клапан на20 ходился против кровли испытуемого пласта.

В процессе притока из пласта флюид вытесняет буровой раствор из подпакер"ного кольцевого пространства. При этом образуется разность гидростатического давления столба бурового раствора в корriyce 1 и столба пластового флюида в к кольцевом пространстве в пределах вызс соты корпуса 1. Под действием разности давления преодолевается усилие пружины

6 нижнего клапана пробоотборника и он открывается. Одновременно с этим толкатель 25 движется вниз. Как только боковые пазы 27 на толкателе 25 оказыз ваются ниже крутого среза 23, заостренные концы запирающих элементов 10 располагаются на гладкой вертикальной

/ поверхности 26, которая не препятствует

4О их повороту., Поэтому запирающие элементы 1 0 под действием упругой силы 1.

d пружин 19 повертываются на 180 вокруг собственной оси, после чего срезы

2 3 и 24 меняются местами. Как толь- ко открывается нижний клапан, буровой раствор из корпуса 1 истекает через затопленные отверстия 3 нижнего переводника 2 и смешиваются в кольцевом пространстве с пластовым флюидом. Освобождающееся пространство в корпусе 1 заполняется через боковые отверстия 3 верхнего переводника 2 и средний клапан жидкостью из кольцевого пространства.

Сначала это буровой раствор, затем смесь раствора с пластовым флюидом.

С течением времени плотность смеси уменьшается и в корпус поступает все более чистый пластовый флюид. Верхний клапан пробоотборника предупреждает

726319 отвинчивают на 2-3 оборота нижнюю пробку 30, переводят пробу в контейнер и направляют на анализ. 5 стекание бурового раствора из полобти выше расположенных труб хвостовика в корпус 1.

Процесс заполнения корпуса прекраща ется, когда разность гидростатического давления столбов жидкости в пробоотбор нике и за ним становится равной нулю, т. е. когда корпус и кольцевое пространство заполнены чистым пластовым флюи дом.

После этого нижний и средний клана ны закрываются под действием упругих сил пружин 6. При этом, когда толкатель

25 перемещается в верхнее исходное -по ложение, запирающие .элементы 10 под

15 действием упругих сил пружин 18 выдвигаются из пазов 11 и их пологие срезы

24 заходят в боковые пазы 27 и запи рают герметично тарель 5 нижнего кла20 пана. Тарель 5 среднего клапана закры-" та также герметично под действием давления пробы пластового флюида и пружи ны 6.

Таким образом, с помощью предложен25 ного пробоотборника пластовая проба отбирается качественно и запирается -на= .дежно. В процессе подъема пробоотборника на поверхность обеспечивается герметичность пластовой пробы.

После подъема пробоотборника верх нюю пробку 31 выворачивают и вместо нее подсоединяют трубопровод от насоса, а вместо нижней пробки 30 трубопро вод от контейнера. После отвинчивания на несколько оборотов верхней пробки

31 замеряют давление пробы, а затем

Формула изобретения

1. Пробоотборник для испытания плас тов, содержащий корпус и подпружиненные верхний и нижний клапаны, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности отбора пробы пластовой жидкости в подпакерном пространстве скважинь1 за счет обеспечения независимости работы пробоотборника от испытателя пластов, нижний клапан снабжен фиксирующим механизмом для запирания клапана в закрытом положении после отбора пробы пластовой жидкости.

2. Пробоотборник по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что фиксирующий механизм выполнен в виде толкателя, жестко связанного с нижнйм клапанои и имеющего на боковьнс вертикальных плоскостях пазы, и подпружиненных запирающих элементов с крутыми и пологими срезами, установленных с возможностью движения вдоль и вокруг собственной оси и взаимодействующих с па« замы толкателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 3207223, кл. 166-163, оцублик. 19 65.

2. Авторское свидетельство СССР

%163557, кл. E 21 В 49/ОО, 1963 (п рототип) .

726319

А -A

f2

ss

33

Составитель В. Никулин

Редактор Г. Бельская Техред Н, Бабурка Корректор Ю, Макаренко

Заказ 1812/51 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4