RU2042811C1

RU2042811C1 - Sampler for formation tester

Info

Publication number: RU2042811C1
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Сухачев; П.С. Лапшин; Ю.Н. Исаев; П.Г. Хомяков
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: well testing. SUBSTANCE: sampler for formation tester has pulse valve, and seats of sampling chamber and intake and discharge valves are made in form of cylindrical stages of large and small diameters. Made in sampling chamber above seats are upper and lower hydraulic cylinders with openings in their lower parts with inner diameter corresponding to large diameters of valves. Pulse is located in sampling chamber for interaction with upper face of upper hydraulic cylinder. Circular grooves of valves are made in form of trapeziums with small base being on valve surface. EFFECT: higher reliability of sampler operation due to prevention of valve sealing rings from washing out. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к испытанию скважин, бурящихся на нефть и газ. The invention relates to the mining industry, in particular to testing wells drilled for oil and gas.

Известен пробоотборник для испытания пластов (1), включающий корпус, пробоотборную камеру с впускным и выпускным клапанами, жестко соединенными между собой полым штоком, механизм удержания клапанов в открытом и закрытом положениях, впускной клапан заглушен и выполнен с радиальным клапаном, сообщающим через байпасный клапан, выполненный в его седле, полость штока с надклапанной полостью, а в седле выпускного клапана выполнен выпускной канал с обратным клапаном, сообщающий пробоотборную камеру с надклапанной полостью. A well-known sampler for testing formations (1), comprising a housing, a sampling chamber with inlet and outlet valves rigidly interconnected by a hollow stem, a mechanism for holding valves in open and closed positions, the inlet valve is plugged and made with a radial valve communicating through the bypass valve, made in its saddle, the stem cavity with nadklapannym cavity, and in the saddle of the exhaust valve is made of the exhaust channel with a check valve, which communicates the sampling chamber with nadklapannym cavity.

Недостатком пробоотборника является то, что в случае открытия впускного клапана испытателя пластов во время спуска испытательного оборудования в скважину в момент посадок инструмента данный пробоотборник срабатывает еще до начала испытания, в результате чего происходит некачественный отбор пробы пластового флюида. The drawback of the sampler is that if the formation tester’s inlet valve is opened while the test equipment is being lowered into the well at the time the tool is planted, this sampler is triggered even before the test starts, resulting in poor-quality formation fluid sampling.

Известен пробоотборник для испытателя пластов (2), содержащий корпус, внутри которого размещена проточная пробоотборная камера с впускным и выпускным клапанами, жестко связанными между собой штоком и выполненными на них кольцевыми канавками под верхние и нижние уплотнения, взаимодействующие с седлами клапанов, причем общее количество кольцевых канавок под уплотнения на каждом из клапанов превышает число устанавливаемых на клапан уплотнений. A known sampler for a formation tester (2), comprising a housing inside which a flow-through sampling chamber with inlet and outlet valves, rigidly interconnected by a rod and annular grooves made on them for upper and lower seals interacting with valve seats, the total number of annular the grooves for the seals on each of the valves exceeds the number of seals installed on the valve.

Недостатком пробоотборника является то, что при спуске пробоотборника в скважину весь приток бурового раствора из подпакерного пространства в надпакерное осуществляется через полость пробоотборника и в случае потока бурового раствора большой интенсивности происходит вымывание резиновых уплотнителей клапанов, что нарушает герметизацию устройства. The drawback of the sampler is that when the sampler is lowered into the well, the entire influx of drilling fluid from the sub-packer space into the over-packer is carried out through the cavity of the sampler and, in the case of a high-intensity drilling fluid stream, rubber valve seals are washed out, which violates the sealing of the device.

Целью изобретения является повышение надежности работы пробоотборника за счет предотвращения вымывания уплотнительных колец клапанов. The aim of the invention is to increase the reliability of the sampler by preventing leaching of the sealing rings of the valves.

Пробоотборник для испытателя пластов, содержащий корпус, внутри которого размещена проточная пробоотборная камера с седлами, жестко связанные между собой штоком впускной и выпускной клапаны с верхним и нижним кольцевыми канавками и уплотнениями под кольцевые канавки клапанов, взаимодействующими с седлами последних, дополнительно содержит импульсный клапан, при этом седла пробоотборной камеры и клапаны выполнены в виде цилиндрических ступеней большего и меньшего диаметров, в пробоотборной камере над седлами установлены верхний и нижний гидравлические цилиндры с отверстиями в их нижних частях и внутренним диаметром под большие диаметры клапанов, кроме того импульсный клапан размещен в пробоотборной камере с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего гидравлического цилиндра, кольцевые канавки клапанов выполнены в виде трапеций с меньшими основаниями на поверхности клапанов. A sampler for a formation tester, comprising a housing inside which a flow-through sampling chamber with seats is located, rigidly interconnected by the inlet and outlet valve stem with upper and lower annular grooves and seals for the annular grooves of the valves interacting with the valve seats, further comprises a pulse valve, the seats of the sampling chamber and valves are made in the form of cylindrical steps of larger and smaller diameters; in the sampling chamber, upper and lower hydraulic cylinders with holes in their lower parts and an inner diameter for large valve diameters, in addition, the pulse valve is placed in the sampling chamber with the possibility of interaction with the upper end of the upper hydraulic cylinder, valve annular grooves are made in the form of trapezoid with smaller bases on the valve surface.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пробоотборник в открытом положении; на фиг.2 то же, в закрытом положении. In FIG. 1 shows the proposed sampler in the open position; figure 2 is the same in the closed position.

Пробоотборник для испытателя пластов содержит спускаемый на трубах корпус 1, внутри которого размещена проточная пробоотборная камера 2 с впускным 3 и выпускным 4 клапанами, жестко связанными между собой штоком 5 и выполненными на них кольцевыми канавками под верхнее 6 и нижние 7 уплотнения, взаимодействующие с седлами 8 клапанов 3 и 4, а над ними выполнены гидравлические цилиндры 9 с отверстиями 10. Верхняя часть верхнего гидравлического цилиндра 9 взаимодействует с импульсным клапаном 11. В корпусе 1 пробоотборника установлен обратный клапан 12, обеспечивающий выравнивание давления в подпакерной и надпакерной зонах после закрытия пробоотборной камеры 2. The sampler for the formation tester contains a housing 1, which is run on pipes, inside of which a flowing sampling chamber 2 with an inlet 3 and an outlet 4 valve, rigidly interconnected by a stem 5 and annular grooves made on them under the upper 6 and lower 7 seals interacting with the seats 8, is placed valves 3 and 4, and above them are made hydraulic cylinders 9 with holes 10. The upper part of the upper hydraulic cylinder 9 interacts with an impulse valve 11. A check valve 12 is installed in the housing 1 of the sampler providing pressure equalization in the under-packer and over-packer zones after closing the sampling chamber 2.

Пробоотборник работает следующим образом. The sampler works as follows.

При обычной компоновке испытательного инструмента пробоотборник устанавливается герметично внутри приборного переводника над фильтром. Во время спуска испытательного инструмента в скважину пробоотборник находится в открытом положении (фиг. 1). Буровой раствор проходит через седло 8 впускного клапана 3, полость пробоотборной камеры 2, седло 8 выпускного клапана 4, отверстия 10 гидравлических цилиндров 9, импульсный клапан 11 в подклапанную полость пробоотборника, обеспечивая переток бурового раствора из подпакерной зоны в надпакерную, при этом поток бурового раствора не проходит через уплотнения 6 и 7 клапанов 3 и 4, что повышает надежность работы. In a typical test instrument layout, the sampler is installed hermetically inside the instrument sub over the filter. During the descent of the test tool into the well, the sampler is in the open position (Fig. 1). The drilling fluid passes through the seat 8 of the intake valve 3, the cavity of the sampling chamber 2, the seat 8 of the exhaust valve 4, the holes 10 of the hydraulic cylinders 9, the pulse valve 11 into the sub-valve cavity of the sampler, providing the flow of the drilling fluid from the sub-packer zone to the over-packer, while the drilling fluid flow does not pass through seals 6 and 7 of valves 3 and 4, which increases reliability.

После пакеровки в открытый период испытания пластовый флюид проходит через пробоотборник указанным выше путем, вытесняя из проточной камеры 2 буровой раствор. По окончании испытания, после открытия уравнительного клапана испытателя пластов, гидростатическое давление столба бурового раствора, заполняющего скважину, передается в подклапанную полость пробоотборника, при этом импульсный клапан 11 перекрывает канал между корпусом 1 и гидравлическим цилиндром 9, давление передается на верхнее уплотнение 6 выпускного клапана 4, который перемещается вниз до седла и через шток перемещает впускной клапан 3 также до седла 8. Пробоотборная камера 2 герметизируется, а давление столба бурового раствора передается через отверстие 10 и обратный клапан 12 в подпакерную зону (фиг.2). After packing in the open test period, the formation fluid passes through the sampler in the above manner, displacing the drilling fluid from the flow chamber 2. At the end of the test, after opening the equalization valve of the formation tester, the hydrostatic pressure of the column of the drilling fluid filling the well is transferred to the subvalve cavity of the sampler, while the pulse valve 11 closes the channel between the housing 1 and the hydraulic cylinder 9, the pressure is transmitted to the upper seal 6 of the exhaust valve 4 , which moves down to the seat and through the rod moves the inlet valve 3 also to the seat 8. The sampling chamber 2 is sealed, and the pressure of the column of drilling mud over aetsya through the opening 10 and the check valve 12 in the packer area (2).

Таким образом на клапанный узел пробоотборника действует гидростатическое давление Р_г, которое передается на сечение F₁ выпускного клапана 4 и сечение F₂ впускного клапана 3, причем F₁ > F₂.Thus, the hydrostatic pressure P _g acts on the valve assembly of the sampler, which is transmitted to the cross-section F _{1 of the} exhaust valve 4 and the cross-section F _{2 of the} intake valve 3, with F ₁ > F ₂ .

На клапанный узел пробоотборника также действует забойное давление Р_з, которое передается на сечение F₂ выпускного клапана 4 и сечение F₁ впускного клапана 3.The downhole pressure P _s also acts on the valve assembly of the sampler, which is transmitted to the cross-section F _{2 of the} exhaust valve 4 and the cross-section F _{1 of the} intake valve 3.

В результате действуют две силы, направленные вниз, способствующие надежной герметизации пробоотборной камеры в скважине и на поверхности. As a result, there are two downward forces that contribute to reliable sealing of the sampling chamber in the well and on the surface.

После подъема пробоотборника на поверхность он вынимается из приборного переводника. Через устройство (на чертежах не показано) замеряется давление в пробоотборной камере и пробоотборник транспортируется в стационарную лабораторию. After lifting the sampler to the surface, it is removed from the instrument sub. Through the device (not shown in the drawings), the pressure in the sampling chamber is measured and the sampler is transported to a stationary laboratory.

Использование предлагаемого устройства повышает качество и информативность испытательных работ за счет повышения надежности работы устройства. Using the proposed device improves the quality and information content of the test work by improving the reliability of the device.

Claims

Sampler for a bed tester, comprising a housing inside which a flow-through sampling chamber is located with seats made in the sampling chamber and rigidly interconnected by the inlet and outlet valve stem with upper and lower annular grooves and seals for annular grooves of the valves interacting with the sampling chamber seats characterized in that it is equipped with a pulse valve, and the seats of the sampling chamber and the inlet and outlet valves are made in the form of cylindrical steps of a larger of larger diameters, in the sampling chamber above the seats, upper and lower hydraulic cylinders are made with holes in their lower parts and an inner diameter for large valve diameters, while the pulse valve is placed in the sampling chamber with the possibility of interaction with the upper end of the upper hydraulic cylinder, and the valve annular grooves made in the form of trapezoid with smaller bases on the surface of the valves.