Пробоотборник
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетсммх
Социалистических
Республик ()832083 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.12.74 (21) 2083455/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл.3
Е 21 В 49/02
Гееудэрстеенный кемнтет
СССР яо делам изобретений н еткрытий (53) УДК 622.243.68 (088.8) Опубликовано 23.05.81. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 25.05.81 (72) Авторы изобретения
Ю. Н. Луценко и Б. П. Акулинчев
Северо-кавказский научно-исследовательский институт природных газов Министерства газовой промышленности СССР (71) Заявитель (54) ПРОБООТБОРНИК
Изобретение относится к опробированию скважин, а более конкретно — к устройствам для отбора глубинных проб жидкости с газом.
В практике промысловых исследований широко используются пробоотборники с проточной камерой, например ПД вЂ” 3М (1) .
В них используются клапанные устройства самоуплотняющейся конструкции, где седло клапана выполнено с коническим посадочным местом, а тарелка клапана имеет кольцевую проточку для уплотнительного тороидального кольца.
Эта конструкция обладает рядом существенных недостатков, главным из которых является необходимость использования фильтров тонкой очистки, так как попадание твердых частиц между седлом и тарелкой клапана ведет к нарушению герметичности камеры пробоотборника, а использование фильтров резко ухудшает промываемость камеры чем снижается качество и достоверность отбираемых проб. Под действием перепада давлений и температур происходит остаточная деформация тороидальных колец, что при открывании клапана на поверхности ведет к срыву кольца. Давление, необходимое для открытия клапана в 2 — 4 раза больше давления в камере.
Известен также пробоотборник, включающий корпус с пробоотборной камерой, управляющий механизм и запорный механизм, клапан которого состоит из конического седла, тарелки со штоком, на котором выполнен упорный буртик, опорной шайбы, размешенной на штоке тарелки с возможностью перемешения относительно последнего, и уплотнительного кольца, расположенного между тарелкой и опорной шайбой (2) .
Эта конструкция обеспечивает герметизацию пробы при больших перепадах давления, но открытие клапана при перепадах
15 давления, и при переводе пробы на поверхности из пробоотборника, осуществляется с большим трудом, а при малой газонасыщенности, что характерно для минерализованных пластовых вод, практически невозможно открытие клапана аo без его разрушения, что является существенным его недостатком.
Это объясняется тем, что при нажатии на тарелку клапана, жестко опирающуюся на седло и связанную со штоком, на кото832083
Формула изобретения ром находится уплотнительное кольцо и опорная шайба, пробоотборная камера оказывается надежно загерметизированной вплоть до полного выталкивания всего клапанного устройства из седла внутрь полости. Пробоотборная камера в этот момент заполнена пластовой жидкостью с растворенным в ней газом, при этом давление в ней равно пластовому и, как правило, превышает давление насыщения газа, т. е. жидкость имеет низкий (10 — 10 ) коэффициент сжимаемости.
Таким образом, на открытие клапана для перевода пробы потребуется давление в несколько раз превышающее пластовое, что приводит к разрушению клапана, невозможности регулирования перевода пробы, увеличению времени на эту операцию и необходимости излишнего упрочнения корпуса пробоотборника и переводника, все это снижает надежность работы пробоотборника.
Цель изобретения — устранение указанных недостатков и .повышение работы пробоотборника.
Указанная цель достигается тем, что опорная шайба выполнена с кольцевой проточкой на внутренней поверхности под .упорный буртик штока и насажена в коническом седле клапана, а шток тарелки подпружинен относительно корпуса.
На фиг. 1 изображен пробоотборник, с. двумя клапанными устройствами, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — клапанное устройство, в закрытом положении.
Пробоотборник содержит корпус 1, управляющий механизм 2 и клапанные устройства 3 (фиг. 1).
Клапанное устройство (фиг. 2 и 3) состоит из конической опорной шайбы 4, свободно надетой на проточку штока 5 и жестко посаженной на коническое седло 6, уплотнительного кольца 7, на которое упруro опирается тарелка 8 клапана, имеющая цилиндрический упорный буртик 11, входящий в кольцевую проточку 12 опорной шайбы 4. В закрытом положении клапанного устройства пружина 13 обеспечивает прижатие тарелки 8, уплотнительного кольца 7 и опорной шайбы 4 к коническому седлу 6, в верхней части которого имеется цилиндрическая точка под поясок 9 тарелки.
В корпусе 1 имеется пробоотборная камера 14.
Пробоотборник работает следующим образом.
При спуске пробоотборника в скважину клапанные устройства удерживаются управляющим механизмом 2 в открытом положении (фиг. 2), пружины 13 при этом сжаты и жидкость свободно проходит через пробоотборник. На заданной глубине управляющий механизм 2 освобождает шток 5 верхнего клапанного устройства и под действием пружин 13 клапанные.устройства за5
1О
2О
25 зо
4О
55 крываются, при этом шток 5 втягивает тарелку 8, уплотнительное кольцо 7 и опорную шайбу 4 в коническое седло 6. В первый момент (до подъема пробоотборника) под действием пружины 13, а во время подъема прибора и за счет роста перепада давлений (почти постоянное, равное пластовому в пробоотборнике и уменьшающееся до атмосферного — снаружи), уплотнительное кольцо 7 остается постоянно зажатым между тарелкой 8 и опорной шайбой 4, жестко упирающейся в седло 6, чем обеспечивается надежная герметизация пробы даже в условиях ее загрязнения шламом и песком.
После подъема пробоотборника на поверхность производится перевод пробы в контейнер, с целью последующего ее исследования, для чего на клапанное устройство наворачивается специальный переводник.
При нажатии на шток 5 тарелка 8 клапана отжимается от уплотнительного кольца 7 за счет свободного осевого перемещения относительно опорной шайбы 4, обеспечивая предварительное снятие самоуплотнения клапанного устройства. После перемещения тарелки 8 клапана на величину h (фиг. 3) цилиндрический упорный буртик 11 выходит из проточки 12 опорной шайбы 4 и под действием перепада давлений уплотнительное кольцо 7 отрывается от конического седла 6 и происходит разгерметизация клапанного устройства. Таким образом, для разгерметизации клапанного устройства достаточно отжать тарелку 8 клапана на величину h, составляющую около 1 мм, при этом основные уплотнительные элементы (уплотнительное кольцо 7 и опорная шайба 4) остаются неподвижными.
Величина объема сжатия пробы невелика, например в применяемом у нас пробоотборнике она определяется диаметром d цилиндрического буртика 11 (с1 =10 мм) и величиной перемещения h (h = 1 мм) и coc î ° ç тавляет около 0,.08 см (— 0 -Д вЂ” 1é- - 01)
4( при объеме пробоотборника 800 см . Благодаря этому давление открытия клапана превышает давление в камере пробоотборника всего на 6 — 16 кг/см при давлении в пребоотборнике 50 — 100 кг/см", при этом уплотнительные элементы находятся в полной сохранности.
Использование пробоотборников данной конструкции позволяет повысить эффективность глубинных гидрогеологических исследований до 30 /p, резко сокращается процент некачественных проб, улучшается и повышается скорость перевода проб, затраты времени на исследования сокращаются до 12О/p, улучшается сохранность уплотнительных элементов.
Пробоотборник, включающии корпус с пробоотборной камерой, управляющий
832083
Фиа 8 фиг. Г
Ф
Составитель В. Никулин
Редактор А. Шандор Техред А. Бойкас Корректор О, Билак
Заказ 3027/21 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскаи наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 механизм и запорный механизм, клапан которого состоит из конического седла, тарелки со штоком, на котором выполнен упорный буртик, опорной шайбы, размещенной на штоке тарелки, с возможностью перемещения относительно последнего, н уплотнительного кольца, расположенного между тарелкой и опорной шайбой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, опорная шайба выполнена с кольцевой проточкой и насажена в коническом седле клапана, а шток тарелки подпружинен относительно корпуса.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Мамуна В. Н. и др. Глубинные пробоотборники и их применение. М,, Гостоптехиздат, 1961, с. 37 — 40.
2. Авторское свидетельство СССР № 636383, кл. Е 21 В 49/02, 10,12.74.