RU209439U1

RU209439U1 - Depth sampler of the flow-piston type with electronic control

Info

Publication number: RU209439U1
Application number: RU2021128812U
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Остроухов; Альберт Фаритович Шарипов; Елена Геннадьевна Бакланова; Олег Валерьевич Харитоново
Original assignee: Публичное акционерное общество "Газпром"
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2021-10-01
Publication date: 2022-03-16

Abstract

Полезная модель относится к области аппаратурного обеспечения нефтяной и газовой промышленности. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности работы глубинного пробоотборника. Глубинный пробоотборник включает в себя приемную камеру и расположенные по обеим ее концам электронные механизмы. Приемная камера представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого расположены переходник и поршень, во внутренних полостях которых расположены соответственно верхний и нижний подпружиненные шток-клапаны. Переходник с верхним шток-клапаном и поршень с нижним шток-клапаном образуют соответственно верхний и нижний клапанные узлы. Между нижним и верхним шток-клапанами расположен металлический сферический перемешивающий элемент. По осям обращенных во внутреннюю полость приемной камеры торцов каждого из шток-клапанов выполнены полусферические проточки, а сами указанные торцы шток-клапанов выполнены конусообразной формы под ответные конусообразные углубления, выполненные соответственно в переходнике и в поршне. Каждый из шток-клапанов отцентрирован в соответствующем клапанном узле конусной втулкой и подпружинен к соответствующему ответному конусообразному углублению, выполненному в поршне и переходнике. Каждый электронный механизм включает в себя цилиндрический переходник с выполненными в нем отверстиями под датчики температуры и давления, внутри которого зафиксирован электропривод, шток-толкатель, подпружиненные элементы питания, шасси с электронной платой, защитный цилиндрический переходник и наконечник-обтекатель. Каждый электропривод оснащен механизмом управления открытием и закрытием соответствующего шток-клапана. С внешней стороны каждого из защитных цилиндрических переходников, под углом к оси конструкции пробоотборника, выполнены промывочные окна, защищенные съемной фильтрационной сеткой от попадания механических примесей в приемную камеру. 6 з.п. ф-лы. 3 ил.The utility model relates to the field of hardware for the oil and gas industry. The technical result is to increase the efficiency and reliability of the deep sampler. The deep sampler includes a receiving chamber and electronic mechanisms located at both ends of it. The receiving chamber is a cylindrical body, inside of which an adapter and a piston are located, in the internal cavities of which, respectively, the upper and lower spring-loaded stem-valves are located. An adapter with an upper stem-valve and a piston with a lower stem-valve form, respectively, the upper and lower valve assemblies. Between the lower and upper stem-valves there is a metal spherical mixing element. Hemispherical grooves are made along the axes of the ends of each of the valve stems facing the internal cavity of the receiving chamber, and the said ends of the stem valves themselves are made cone-shaped for mating cone-shaped recesses made respectively in the adapter and in the piston. Each of the valve stems is centered in the corresponding valve assembly with a cone bushing and is spring-loaded to the corresponding reciprocal cone-shaped recess made in the piston and adapter. Each electronic mechanism includes a cylindrical adapter with holes made in it for temperature and pressure sensors, inside which an electric drive, a pusher rod, spring-loaded batteries, a chassis with an electronic board, a protective cylindrical adapter and a fairing tip are fixed. Each electric actuator is equipped with a mechanism for controlling the opening and closing of the corresponding valve stem. On the outer side of each of the protective cylindrical adapters, at an angle to the axis of the sampler structure, flushing windows are made, protected by a removable filter mesh from mechanical impurities entering the receiving chamber. 6 w.p. f-ly. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области аппаратурного обеспечения нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для отбора представительных проб пластовых флюидов (газоконденсатных и нефтяных систем, а также глубинных проб воды) в процессе испытания скважин и опробования пластов на заданной глубине и по времени.The utility model relates to the field of equipment for the oil and gas industry and can be used to take representative samples of formation fluids (gas condensate and oil systems, as well as deep water samples) in the process of testing wells and testing formations at a given depth and time.

Представительность и качество глубинных проб обеспечивается правильной технологией процесса подготовки скважины к отбору, зависящей от режима работы скважины, и применением пробоотборника, способного отобрать представительную пробу и сохранить ее качество вплоть до ее перевода в установку фазовых равновесий или транспортировочный пробоотборник.The representativeness and quality of deep samples is ensured by the correct technology of the well preparation process for sampling, depending on the well operation mode, and the use of a sampler capable of taking a representative sample and maintaining its quality until it is transferred to a phase equilibrium unit or a transport sampler.

Независимо от типа пробоотборника можно выделить ряд элементов, входящих в его конструкцию: приемная камера - узел пробоотборника, предназначенный для приема глубинной пробы и ее сохранения, включающая клапанные узлы - устройства, отсекающего пробу от внешней среды; механизм управления клапанами - устройство, управляющее работой пробоотборника (открытие и закрытие клапанов приемной камеры) при отборе пробы; устройство для крепления проволоки, на которой производится спуск прибора в скважину; переводные головки, предназначенные для вскрытия приемной камеры и перевода пробы установку фазовых равновесий или транспортировочные пробоотборники, для дальнейшего ее хранения и исследования.Regardless of the type of sampler, a number of elements included in its design can be distinguished: receiving chamber - a sampler assembly designed to receive a deep sample and store it, including valve assemblies - a device that cuts off the sample from the external environment; valve control mechanism - a device that controls the operation of the sampler (opening and closing the valves of the receiving chamber) during sampling; a device for fastening the wire, on which the device is lowered into the well; transfer heads designed to open the receiving chamber and transfer the sample to the installation of phase equilibria or transport samplers for its further storage and research.

По видам, характеру и эксплуатационным особенностям основных узлов можно выделить три типизации глубинных пробоотборников: по принципу заполнения приемной камеры, по способу срабатывания механизма управления клапанами и по конструкции приемной камеры. Базовой является типизация пробоотборников по принципу заполнения приемной камеры, в соответствии с которой выделяют проточные, всасывающие (поршневые) и проточно-поршневые типы.According to the types, nature and operational features of the main units, three typifications of deep samplers can be distinguished: according to the principle of filling the receiving chamber, according to the method of actuation of the valve control mechanism and according to the design of the receiving chamber. The basic is the typification of samplers according to the principle of filling the receiving chamber, according to which flow, suction (piston) and flow-piston types are distinguished.

Пробоотборники с проточной (открытой) приемной камерой спускают в скважину с открытыми клапанами, камера непрерывно промывается восходящим потоком флюида. Поток флюида свободно проходит через камеру, клапаны закрываются лишь после достижения заданной глубины. Известно большое количество конструкций, но в настоящее время они применяются все реже из-за того, что в процессе перевода пробы из глубинного пробоотборника в установку фазовых равновесий, часть углеводородных компонентов пробы растворяется в гидравлической жидкости, изменяя исходный состав пробы. Также применение подобных устройств ограничено флюидами с малой вязкостью (в том числе, маловязкими нефтями).Samplers with a flow-through (open) receiving chamber are lowered into the well with open valves, the chamber is continuously flushed with an upward flow of fluid. The fluid flow freely passes through the chamber, the valves are closed only after reaching a predetermined depth. A large number of designs are known, but at present they are used less and less due to the fact that in the process of transferring a sample from a deep sampler to a phase equilibrium unit, part of the hydrocarbon components of the sample dissolves in the hydraulic fluid, changing the initial composition of the sample. Also, the use of such devices is limited to low-viscosity fluids (including low-viscosity oils).

Для пробоотборников всасывающего типа характерно то, что приемная камера в таких приборах во время спуска закрыта и открывается на заданной глубине для отбора пробы, либо открывается раньше запланированной глубины при наличии избыточного давления, тем самым не обеспечивая полноценную промывку камеры флюидом.For suction-type samplers, it is typical that the receiving chamber in such devices is closed during descent and opens at a given depth for sampling, or opens earlier than the planned depth in the presence of excess pressure, thereby not providing full flushing of the chamber with fluid.

Известен пробоотборник для взятия глубинных проб пластовой жидкости из скважин с цилиндрической заборной камерой и разделительным поршнем. Верхний приемный клапан заборной камеры встроен в корпус, а канал под ним перекрыт плунжерным затвором, сопряженным с телескопическим штоком поршня пьезопривода. Нижний клапан, предназначенный для перетока масла из балластной камеры, выполнен таким образом, что обеспечивает переток с заранее заданной скоростью. (SU 128660 А, «Пробоотборник», заявитель - Мамуна В.Н. и др., МПК G01N 1/14, опубл. 1960).Known sampler for taking deep samples of reservoir fluid from wells with a cylindrical intake chamber and separating piston. The upper intake valve of the intake chamber is built into the body, and the channel under it is blocked by a plunger gate coupled to the telescopic piston rod of the piezo drive. The bottom valve designed for oil flow from the ballast chamber is designed in such a way that it provides flow at a predetermined rate. (SU 128660 A, "Sampler", applicant - Mamuna V.N. et al., IPC G01N 1/14, publ. 1960).

Несмотря на простоту конструкции, к недостаткам известного устройства можно отнести: невозможность промывки приемной камеры флюидом (характерно для всех непроточных конструкций), наличие балластной камеры, которая удлиняет и усложняет конструкцию, чувствительность пьезопривода и балластной жидкости к тщательности их подготовки перед отбором пробы с целью обеспечения перетока буферной жидкости в балластную камеру, что снижает практичность устройства, отсутствие перемешивающего устройства, сложность подбора балластной жидкости под рабочие давления и температуры, от которой зависит скорость перетока балластной жидкости в связи с тем, что при повышении давления и температуры балластная жидкость вспенивается и переток в таком случае затруднен.Despite the simplicity of the design, the disadvantages of the known device include: the impossibility of flushing the receiving chamber with fluid (typical for all non-flow structures), the presence of a ballast chamber, which lengthens and complicates the design, the sensitivity of the piezoelectric actuator and ballast liquid to the thoroughness of their preparation before sampling in order to ensure buffer liquid overflow into the ballast chamber, which reduces the practicality of the device, the absence of a mixing device, the difficulty of selecting ballast liquid for operating pressures and temperatures, which determines the ballast liquid overflow rate due to the fact that with increasing pressure and temperature, the ballast liquid foams and overflows into in such a case is difficult.

Известен скважинный пробоотборник, содержащий пробоотборную камеру, верхний и нижний клапаны герметизации пробы, верхнее и нижнее промывочные окна, гидравлическую систему управления клапанами, поршня-мультипликатора и штока, жестко связанного с верхним клапаном. Причем верхний клапан выполнен в виде дифференциального поршня с продольным и радикальным каналами в верхней части, а поршень-мультипликатор выполнен с продольным каналом, через который проходит шток, имеющий в верхней части головку для взаимодействия с поршнем-мультипликатором. (SU 751981 А, «Скважинный пробоотборник», заявитель - Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин, МПК Е21В 49/02, опубл. 30.07.1980).Known downhole sampler containing a sampling chamber, upper and lower sample sealing valves, upper and lower flush windows, a hydraulic valve control system, a piston-multiplier and a rod rigidly connected to the upper valve. Moreover, the upper valve is made in the form of a differential piston with longitudinal and radical channels in the upper part, and the multiplier piston is made with a longitudinal channel through which the rod passes, having a head in the upper part for interacting with the multiplier piston. (SU 751981 A, "Borehole sampler", applicant - All-Union Research and Design Institute for Geophysical Research of Geological Exploration Wells, MPK E21B 49/02, publ. 30.07.1980).

Существуют глубинные пробоотборники, которые совмещают в себе два признака проточного и всасывающего типов - так называемые проточно-поршневые пробоотборники. Конструкция таких пробоотборников позволяет произвести отбор пробы на глубине по принципу проточного типа, когда камера находится в открытом положении в момент спуска прибора до точки отбора пробы, и закрыть клапаны приемной камеры с задержкой по времени, а перевод проб пробы выполнить по принципу поршневого типа пробоотборника, тем самым исключить контакт рабочей жидкости с отобранным флюидом.There are deep samplers that combine two features of flow and suction types - the so-called flow-piston samplers. The design of such samplers allows sampling at depth according to the flow type principle, when the chamber is in the open position at the moment the device is lowered to the sampling point, and to close the receiving chamber valves with a time delay, and sample transfer is performed according to the principle of a piston type sampler, thereby eliminating the contact of the working fluid with the selected fluid.

Известен пробоотборник поршневой глубинный ППГ-3, который состоит из наконечника, нижнего и верхнего клапана, поршня, цанги, распорного шара, рычага, толкателя, пружины и штифта (Алиев Э.Ш., Виноградов К.В., Определение давления насыщения пластовой нефти непосредственно на забое скважины. - Азербайджанское гос. изд-во нефт. и науч.-техн. литературы. - Баку, 1960, с. 45-47).Known piston deep sampler PPG-3, which consists of a tip, lower and upper valve, piston, collet, spacer ball, lever, pusher, spring and pin (Aliev E.Sh., Vinogradov K.V., Determination of saturation pressure of formation oil directly at the bottom of the well - Azerbaijan State Publishing House of Oil and Scientific and Technical Literature - Baku, 1960, pp. 45-47).

Существенными недостатками известного пробоотборника является трудоемкость обслуживания, связанная со сложностью конструкции, низкая надежность работы, а также громоздкость конструкции, связанная с наличием нефункциональных элементов, таких как трос, незакрепленная цанга и клапан с жестко укрепленным шаром.Significant disadvantages of the known sampler are the complexity of maintenance associated with the complexity of the design, low reliability, and bulky design associated with the presence of non-functional elements such as a cable, loose collet and a valve with a rigidly reinforced ball.

Известен глубинный пробоотборник, содержащий: цилиндрический полый корпус, который включает в себя приемную камеру, подпружиненный верхний клапан, поршень со встроенным в его осевую проточку подпружиненный нижний клапан, уплотнительные узлы, штоки клапанов для удержания пробы в пробоотборнике, стопорный механизм для удержания поршня с нижним клапаном в момент отбора пробы в неподвижном положении, перемешивающее устройство, расположенное между верхним и нижним клапанами, наконечник под проволоку и нижний наконечник-обтекатель с отверстиями для прохождения флюида. Для отбора скважинной жидкости глубинный пробоотборник оснащают механизмами управления верхним и нижним клапанами, предварительно отсоединив от конструкции пробоотборника наконечник под проволоку и нижний наконечник-обтекатель. При навинчивании механизма управления происходит смещение подпружиненных клапанов камеры во внутреннюю полость конструкции и удержание их в таком положении в момент спуска в скважину и отбора пробы, т.е. пробоотборник работает по проточному типу. На заданной точке отбора глубинной пробы в скважине срезаются тарированные штифты механизма и штоки клапанов под действием пружин возвращаются в исходное положение, поджимая верхний и нижний клапан к посадочным местам в виде конусных поверхностей. Пробоотборник с отобранной пробой извлекают из скважины. Для перевода пробы из приемной камеры пробоотборника отсоединяют с двух сторон пробоотборника механизмы управления клапанами, фиксирующую втулку поршня, и устанавливают на его место герметичную заглушку для предотвращения попадания буферной жидкости в приемную камеру в момент перевода пробы. Пробоотборник работает по поршневому типу. (RU 2333358 С2, «Глубинный пробоотборник», патентообладатель - ООО «Газпром ВНИИГАЗ», МПК Е21В 49/08, опубл. 10.09.2008)A deep sampler is known, containing: a cylindrical hollow body, which includes a receiving chamber, a spring-loaded upper valve, a piston with a spring-loaded lower valve built into its axial groove, sealing assemblies, valve stems to hold the sample in the sampler, a locking mechanism to hold the piston with the lower valve at the time of sampling in a stationary position, a mixing device located between the upper and lower valves, a tip for wire and a lower tip-fairing with holes for fluid passage. To take the well fluid, the deep sampler is equipped with control mechanisms for the upper and lower valves, having previously disconnected the tip for the wire and the lower tip-fairing from the sampler structure. When the control mechanism is screwed on, the spring-loaded valves of the chamber are displaced into the internal cavity of the structure and held in this position at the time of descent into the well and sampling, i.e. the sampler works on a flow type. At a given point of sampling in the well, the calibrated pins of the mechanism are cut off and the valve stems return to their original position under the action of springs, pressing the upper and lower valves to their seats in the form of conical surfaces. The sampler with the selected sample is removed from the well. To transfer the sample from the receiving chamber of the sampler, the valve control mechanisms and the piston fixing sleeve are disconnected from both sides of the sampler, and a sealed plug is installed in its place to prevent the buffer liquid from entering the receiving chamber at the time of sample transfer. The sampler works on a piston type. (RU 2333358 C2, "Deep sampler", patent holder - LLC "Gazprom VNIIGAZ", MPK E21B 49/08, publ. 10.09.2008)

Недостатком данного глубинного пробоотборника является то, что закрытие клапанов пробоотборника осуществляется механическим механизмом управления клапанами, принцип которого заключается в подборке тарированных штифтов под определенное давление для каждой конкретной скважины, процесс довольно трудоемкий и требует длительной подготовки пробоотборника к работе. Тарированные штифты не дают полной гарантии, что камера закроется на точно заданной глубине, а также точной последовательности закрытия клапанов сначала нижнего, а затем верхнего. Кроме того, в данной конструкции невозможна выдержка на глубине отбора для промывки пробоотборной камеры. Конструкция клапанов приемной камеры не обеспечивает точного центрирования штоков клапанов, на которых расположены уплотнительные элементы, тем самым может быть нарушена герметизация приемной камеры. Расположенные во внутренней полости конструкции приемной камеры пружины препятствуют прохождению флюида через внутреннюю полость приемной камеры, тем самым ухудшая циркуляцию флюида внутри приемной камеры в момент спуска и нахождения в точке отбора пробы. Конфигурация промывочных окон, выполненных под прямым углом к оси конструкции камеры, препятствует прохождению восходящего потока скважинной жидкости сквозь внутреннюю полость камеры. Отсутствие возможности регистрации параметров давления и температуры в момент обора пробы не дают возможности оценить, при каких параметрах был произведен отбор пробы и соответствуют ли условия отбора, предварительно проведенным гидродинамическим исследованиям, на основании которых была выбрана точка отбора.The disadvantage of this downhole sampler is that the sampler valves are closed by a mechanical valve control mechanism, the principle of which is to select calibrated pins for a certain pressure for each specific well, the process is rather laborious and requires a long preparation of the sampler for operation. Calibrated pins do not give a full guarantee that the chamber will close at exactly the specified depth, as well as the exact sequence of closing the valves first lower and then upper. In addition, in this design, it is impossible to hold at the sampling depth for washing the sampling chamber. The design of the receiving chamber valves does not provide precise centering of the valve stems on which the sealing elements are located, thereby the sealing of the receiving chamber may be violated. The springs located in the inner cavity of the receiving chamber design prevent the passage of fluid through the internal cavity of the receiving chamber, thereby impairing the circulation of the fluid inside the receiving chamber at the time of descent and being at the sampling point. The configuration of the flush windows, made at right angles to the axis of the chamber structure, prevents the passage of the upward flow of well fluid through the internal cavity of the chamber. The inability to register the pressure and temperature parameters at the time of sampling does not make it possible to assess under what parameters the sampling was carried out and whether the sampling conditions correspond to the preliminary hydrodynamic studies, on the basis of which the sampling point was chosen.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание глубинного пробоотборника проточно-поршневого типа, обеспечивающего устранение указанных выше недостатков.The technical problem to be solved by the claimed technical solution is the creation of a deep sampler of the flow-piston type, which eliminates the above disadvantages.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, является повышение эффективности и надежности работы глубинного пробоотборника за счет: обеспечения надежной герметизации глубинного пробоотборника после отбора пробы, обеспечения тщательной промывки приемной камеры перед отбором пробы, возможности регистрации параметров давления и температуры в момент отбора пробы и осуществления контроля за термобарическими условиями отбора пробы с привязкой к календарному времени и сохранением полученной информации, сокращения времени подготовки глубинного пробоотборника к последующему отбору пробы.The technical result, to which the claimed technical solution is directed, is to increase the efficiency and reliability of the downhole sampler due to: ensuring reliable sealing of the downhole sampler after sampling, ensuring thorough flushing of the receiving chamber before sampling, the possibility of recording pressure and temperature parameters at the time of sampling and monitoring the thermobaric conditions of sampling with reference to calendar time and storing the information received, reducing the time for preparing the deep sampler for subsequent sampling.

Указанный технический результат достигается за счет создания глубинного пробоотборника проточно-поршневого типа с электронным управлением, который состоит из приемной камеры с подсоединенными к ней с двух ее концов электронными механизмами, при этом приемная камера представляет собой цилиндрический корпус, в котором расположены переходник, в полости которого установлен подпружиненный верхний шток-клапан, и поршень, в полости которого установлен подпружиненный нижний шток-клапан, между обращенными во внутреннюю полость приемной камеры торцами верхнего и нижнего шток-клапанов расположен сферический перемешивающий элемент, причем указанные торцы верхнего и нижнего шток-клапанов выполнены конусообразной формы под ответные посадочные конусообразные углубления, выполненные соответственно в поршне и в переходнике, при этом по оси указанных торцов верхнего и нижнего шток-клапанов выполнены полусферические проточки, которые при совмещении друг с другом образуют сферу, имеющую радиус, превышающий радиус сферического перемешивающего элемента, при этом переходник с верхним шток-клапаном и поршень с нижним шток-клапаном образуют соответственно верхний и нижний клапанные узлы, причем каждый из шток-клапанов отцентрирован в соответствующем клапанном узле конусной втулкой с промывочными отверстиями и подпружинен к соответствующему ответному посадочному конусообразному углублению соответственно поршня и переходника, каждый из электронных механизмов включает в себя цилиндрический переходник с выполненными в нем отверстиями под датчики температуры и давления, внутри которого зафиксирован электропривод, оснащенный механизмом управления открытием и закрытием соответствующего шток-клапана, шток-толкатель, подпружиненные элементы питания, шасси с электронной платой, защитный цилиндрический переходник и наконечник-обтекатель, при этом с внешней стороны каждого из защитных цилиндрических переходников, под углом к оси конструкции пробоотборника, выполнены промывочные окна, защищенные съемной фильтрационной сеткой от попадания механических примесей, каждый из механизмов управления открытием и закрытием шток-клапанов выполнен с возможностью преобразования вращательного движения выходного вала редуктора электропривода в поступательное движение штока-толкателя и оснащен встроенными в него конечными выключателями, контролирующими конечное положение штока-толкателя в моменты плавного открытия и закрытия шток-клапанов.The specified technical result is achieved by creating a deep sampler of a flow-piston type with electronic control, which consists of a receiving chamber with electronic mechanisms connected to it at its two ends, while the receiving chamber is a cylindrical body in which an adapter is located, in the cavity of which a spring-loaded upper stem-valve is installed, and a piston, in the cavity of which a spring-loaded lower stem-valve is installed, between the ends of the upper and lower stem-valves facing the internal cavity of the receiving chamber, there is a spherical mixing element, and the said ends of the upper and lower stem-valves are made cone-shaped forms for reciprocal landing cone-shaped recesses, made respectively in the piston and in the adapter, while along the axis of the said ends of the upper and lower stem valves, hemispherical grooves are made, which, when combined with each other, form a sphere having a radius exceeding th radius of the spherical mixing element, while the adapter with the upper stem-valve and the piston with the lower stem-valve form, respectively, the upper and lower valve assemblies, each of the valve stems being centered in the corresponding valve assembly with a conical bushing with flushing holes and spring-loaded to the corresponding mating landing cone-shaped recess, respectively, of the piston and adapter, each of the electronic mechanisms includes a cylindrical adapter with holes made in it for temperature and pressure sensors, inside which an electric drive is fixed, equipped with a mechanism for controlling the opening and closing of the corresponding stem-valve, a pusher stem, spring-loaded elements power supply, a chassis with an electronic board, a protective cylindrical adapter and a fairing tip, while on the outer side of each of the protective cylindrical adapters, at an angle to the axis of the sampler structure, flushing windows are made, protected by a removable filter mesh from the ingress of mechanical impurities, each of the control mechanisms for opening and closing the valve stem is designed to convert the rotational movement of the output shaft of the electric drive gearbox into the translational movement of the pusher rod and is equipped with built-in limit switches that control the end position of the pusher rod at the moments of smooth opening and closing stem valves.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в глубинном пробоотборнике электронные механизмы выполнены таким образом, что они обеспечивают запуск в работу электроприводов по времени.The specified technical result is also achieved due to the fact that in the deep sampler the electronic mechanisms are designed in such a way that they provide the start of the electric drives in time.

Также, указанный технический результат достигается за счет того, что в заявленном глубинном пробоотборнике в электронных механизмах расположены датчики давления и температуры.Also, the specified technical result is achieved due to the fact that pressure and temperature sensors are located in the electronic mechanisms in the claimed deep sampler.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что в заявленном глубинном пробоотборнике сферический перемешивающий элемент, расположенный между обращенными во внутреннюю полость приемной камеры конусообразными торцами верхнего и нижнего шток-клапанов, выполнен металлическим.In addition, the specified technical result is achieved due to the fact that in the claimed deep sampler, the spherical mixing element located between the cone-shaped ends of the upper and lower stem-valves facing the internal cavity of the receiving chamber is made of metal.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что в заявленном глубинном пробоотборнике в качестве элементов питания, установленных в электронных механизмах, использованы элементы питания литий-тионилхлоридный и сульфурид-хлоридный.In addition, the specified technical result is achieved due to the fact that in the claimed deep sampler, lithium-thionyl chloride and sulfuride chloride batteries are used as batteries installed in electronic mechanisms.

Указанный технический результат также достигается за счет того, что в заявленном глубинном пробоотборнике упомянутые электронные механизмы выполнены в автономном варианте исполнения с наконечником под проволоку.The specified technical result is also achieved due to the fact that in the claimed deep sampler, the mentioned electronic mechanisms are made in a stand-alone version with a wire tip.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что в заявленном глубинном пробоотборнике упомянутые электронные механизмы выполнены в кабельном варианте исполнения с возможностью передачи сигнала по геофизическому кабелю.In addition, the specified technical result is achieved due to the fact that in the claimed downhole sampler, the mentioned electronic mechanisms are made in a cable version with the possibility of signal transmission via a geophysical cable.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, на которых изображены:The essence of the claimed technical solution is illustrated by drawings, which show:

Фиг. 1 - глубинный пробоотборник проточно-поршневого типа с электронным управлением, верхняя часть;Fig. 1 - depth sampler of a flow-piston type with electronic control, upper part;

Фиг. 2 - глубинный пробоотборник проточно-поршневого типа с электронным управлением, средняя часть;Fig. 2 - depth sampler of flow-piston type with electronic control, middle part;

Фиг. 3 - глубинный пробоотборник проточно-поршневого типа с электронным управлением, нижняя часть.Fig. 3 - depth sampler of flow-piston type with electronic control, lower part.

Глубинный пробоотборник содержит приемную камеру с подсоединенными к ней двумя электронными механизмами. Приемная камера представляет собой цилиндрический корпус 1, с одной стороны которого установлен переходник 2 с внешними канавками под уплотнительные кольца 3, в одном из торцов переходника 2 выполнено посадочное конусообразное ступенчатое углубление 4 с промывочными отверстиями 5 по образующей конуса, а в самом переходнике 2 выполнено сквозное осевое отверстие. Приемная камера со стороны переходника 2 оснащена также конусной втулкой 6, вкрученной с внешнего торца переходника 2, с промывочными отверстиями 7 по образующей конуса, посадочным местом под пружину 8 и осевым отверстием. В переходнике 2 установлен верхний шток-клапан 9, один торец 10 которого, обращенный во внутреннюю полость приемной камеры, выполнен конусообразной формы, с выполненной в нем канавкой под уплотнительное кольцо 11. В указанном торце 10, по его оси, выполнена полусферическая проточка 12. Также, в приемной камере со стороны переходника 2 установлена втулка 13, фиксирующая пружину 8. Внутри цилиндрического корпуса 1 приемной камеры также расположен поршень 14 с внешними канавками под уплотнительные кольца 15, при этом в одном из торцов поршня 14 выполнено посадочное ступенчатое углубление 16 конусообразной формы с промывочными отверстиями 17 по образующей конуса, а в самом поршне 14 выполнено сквозное осевое отверстие. В поршне 14 размещен нижний шток-клапан 18, один торец 19 которого, обращенный во внутреннюю полость приемной камеры, выполнен конусообразной формы, при этом в указанном торце 19, по его оси, выполнена полусферическая проточка 20. Также, в приемной камере со стороны поршня 14 установлена конусная втулка 21 с промывочными отверстиями по образующей конуса и с осевым отверстием, пружина 22, втулка 23, фиксирующая пружину 22, а также втулка-фиксатор 24, вкрученная в поршень 14 и упирающаяся в винт-ограничитель 25, установленный на определенном расстоянии от торца цилиндрического корпуса 1 приемной камеры. Между указанными обращенными во внутреннюю полость приемной камеры торцами верхнего и нижнего шток-клапанов 9 и 18 размещен металлический перемешивающий элемент 26 сферической формы. При совмещении друг с другом полусферических проточек, выполненных по оси обращенных во внутреннюю полость приемной камеры конусообразных торцов верхнего и нижнего шток-клапанов, образуется сферическая полость, радиус которой превышает радиус расположенного между указанными торцами перемешивающего сферического элемента.The deep sampler contains a receiving chamber with two electronic mechanisms connected to it. The receiving chamber is a cylindrical body 1, on one side of which an adapter 2 is installed with external grooves for sealing rings 3, in one of the ends of the adapter 2 there is a landing cone-shaped stepped recess 4 with flushing holes 5 along the generatrix of the cone, and in the adapter 2 itself there is a through axial hole. The receiving chamber on the side of the adapter 2 is also equipped with a conical sleeve 6, screwed from the outer end of the adapter 2, with flushing holes 7 along the generatrix of the cone, a seat for the spring 8 and an axial hole. In the adapter 2, an upper stem-valve 9 is installed, one end 10 of which, facing the internal cavity of the receiving chamber, is made of a conical shape, with a groove made in it for the sealing ring 11. In the specified end 10, along its axis, a hemispherical groove 12 is made. Also, in the receiving chamber on the side of the adapter 2, a sleeve 13 is installed, which fixes the spring 8. Inside the cylindrical body 1 of the receiving chamber, there is also a piston 14 with external grooves for the sealing rings 15, while in one of the ends of the piston 14 there is a landing stepped recess 16 of a cone-shaped shape with flushing holes 17 along the generatrix of the cone, and in the piston 14 itself a through axial hole is made. In the piston 14 there is a lower stem-valve 18, one end 19 of which, facing the internal cavity of the receiving chamber, is made of a conical shape, while in the specified end 19, along its axis, a hemispherical groove 20 is made. Also, in the receiving chamber from the side of the piston 14, a conical sleeve 21 is installed with flushing holes along the generatrix of the cone and with an axial hole, a spring 22, a sleeve 23 fixing the spring 22, as well as a sleeve-retainer 24 screwed into the piston 14 and abutting against the screw-limiter 25, installed at a certain distance from end of the cylindrical body 1 of the receiving chamber. Between the indicated ends of the upper and lower stem valves 9 and 18 facing the internal cavity of the receiving chamber, a metal mixing element 26 of spherical shape is placed. When hemispherical grooves are aligned with each other, made along the axis of the cone-shaped ends of the upper and lower stem valves facing the internal cavity of the receiving chamber, a spherical cavity is formed, the radius of which exceeds the radius of the mixing spherical element located between the said ends.

Переходник 2 с верхним шток-клапаном 9 и втулкой 6 образуют верхний клапанный узел, при этом верхний шток-клапан 9 установлен в полости переходника 2 через осевые отверстия переходника 2 и конусной втулки 6, и притягивается своим торцом 10 к ответному посадочному конусообразному углублению 4 переходника 2 посредством пружины 8, расположенной между конусной втулкой 6 и фиксирующей пружину 8 втулкой 13.The adapter 2 with the upper stem-valve 9 and the sleeve 6 form the upper valve assembly, while the upper stem-valve 9 is installed in the cavity of the adapter 2 through the axial holes of the adapter 2 and the conical bush 6, and is attracted by its end 10 to the mating cone-shaped recess 4 of the adapter 2 by means of a spring 8 located between the conical bushing 6 and the bushing 13 fixing the spring 8.

Поршень 14, нижний шток-клапан 18 и конусная втулка 21 образуют нижний клапанный узел, при этом нижний шток-клапан 18 установлен в полости поршня 14 через внутренние отверстия поршня 14 и конусной втулки 21 и притягивается своим торцом 19 к ответному посадочному конусообразному углублению 16 поршня 14 посредством пружины 22, расположенной между конусной втулкой 21 и фиксирующей пружину 22 втулкой 23.The piston 14, the lower stem-valve 18 and the conical sleeve 21 form the lower valve assembly, while the lower stem-valve 18 is installed in the cavity of the piston 14 through the internal holes of the piston 14 and the conical sleeve 21 and is attracted by its end face 19 to the reciprocal landing cone-shaped recess 16 of the piston 14 by means of a spring 22 located between the cone bushing 21 and the bushing 23 fixing the spring 22.

Каждый из шток-клапанов 9, 18 точно отцентрирован в соответствующем клапанном узле соответствующей конусной втулкой 6, 21 с промывочными отверстиями и подпружинен к соответствующему ответному посадочному конусообразному углублению 4 и 19 переходника 2 или поршня 14.Each of the valve stems 9, 18 is precisely centered in the corresponding valve assembly by the corresponding conical bushing 6, 21 with flushing holes and is spring-loaded to the corresponding mating cone-shaped recess 4 and 19 of the adapter 2 or piston 14.

Каждый из двух электронных механизмов содержит: цилиндрический переходник 29 с каналами под датчик давления 30 и датчик температуры 31; шасси 32 с электронной платой; подпружиненные элементы питания типа А (литий-тионилхлоридная) 33 и типа С (сульфурил-хлоридная) 34; интерфейсный разъем 35 и 36; защитный кожух 37; электропривод 39, зафиксированный в переходнике 29 и соединенный через муфту с винтовой парой (не показано), при этом каждый электропривод 39 оснащен механизмом управления открытием и закрытием соответствующих шток-клапанов 9, 18, преобразующим вращательное движение выходного вала редуктора (на чертежах не показан) электропривода 39 в поступательное движение штока-толкателя 40, конечное положение которого точно контролируется контактными переключателями (не показано) в моменты плавного открытия и закрытия соответствующих шток-клапанов; наконечник-обтекатель (он же защитный колпачок для разъема) 38, а также защитный цилиндрический переходник 41 для нижнего электронного механизма управления шток-клапаном 9 и защитный цилиндрический переходник 42 для верхнего электронного механизма управления шток-клапаном 18 и уплотнительные кольца 43 - 46. Кроме того, указанные механизмы управления открытием и закрытием шток-клапанов оснащены встроенными в них конечными выключателями (на чертежах не показаны).Each of the two electronic mechanisms contains: a cylindrical adapter 29 with channels for pressure sensor 30 and temperature sensor 31; chassis 32 with electronic board; spring-loaded batteries type A (lithium thionyl chloride) 33 and type C (sulphuryl chloride) 34; interface connector 35 and 36; protective cover 37; electric drive 39, fixed in adapter 29 and connected through a coupling with a screw pair (not shown), while each electric drive 39 is equipped with a mechanism for controlling the opening and closing of the corresponding stem valves 9, 18, which converts the rotational movement of the output shaft of the gearbox (not shown in the drawings) the electric actuator 39 into the translational movement of the pusher rod 40, the end position of which is precisely controlled by contact switches (not shown) at the moments of smooth opening and closing of the corresponding valve stems; tip-fairing (it is also a protective cap for the connector) 38, as well as a protective cylindrical adapter 41 for the lower electronic control mechanism of the stem-valve 9 and a protective cylindrical adapter 42 for the upper electronic control mechanism of the stem-valve 18 and sealing rings 43 - 46. In addition In addition, these mechanisms for controlling the opening and closing of stem valves are equipped with limit switches built into them (not shown in the drawings).

С внешней стороны каждого из защитных цилиндрических переходников 41 и 42 выполнены промывочные окна 27 для лучшей промывки приемной камеры перед отбором проб, причем указанные промывочные окна 27 выполнены под определенным углом к оси конструкции пробоотборника и закрыты съемным фильтром 28.On the outer side of each of the protective cylindrical adapters 41 and 42, flushing windows 27 are made for better flushing of the receiving chamber before sampling, and these flushing windows 27 are made at a certain angle to the axis of the sampler structure and are closed with a removable filter 28.

У электронного механизма, расположенного со стороны верхнего шток-клапана 9, разъем закрыт колпачком 47, к которому присоединяется наконечник 48 под проволоку, в качестве которого, в свою очередь, может быть установлен переходник под кабельный наконечник или под геофизический прибор.At the electronic mechanism located on the side of the upper stem-valve 9, the connector is closed with a cap 47, to which a wire lug 48 is attached, which, in turn, can be an adapter for a cable lug or a geophysical instrument.

Электронные механизмы могут быть выполнены как в автономном варианте исполнения с наконечником под проволоку, так и в кабельном варианте исполнения с возможностью передачи сигнала по геофизическому кабелю.Electronic mechanisms can be made both in a stand-alone version with a wire tip, and in a cable version with the ability to transmit a signal over a geophysical cable.

Электронные механизмы отличаются друг от друга присоединительным размером защитных цилиндрических переходников к приемной камере. Кроме того, электронные механизмы обеспечивают запуск электроприводов в работу по времени.Electronic mechanisms differ from each other in the connecting size of the protective cylindrical adapters to the receiving chamber. In addition, electronic mechanisms provide start-up of electric drives in time.

Работа заявленного глубинного пробоотборника осуществляется следующим образом.The work of the claimed deep sampler is carried out as follows.

В персональный компьютер устанавливают необходимое для управления пробоотборником программное обеспечение (EnergyAvtonom) и производят настройку соединения, после чего с каждого из электронных механизмов снимают колпачок 47 разъема и наконечник-обтекатель 38 и подключают одновременно через интерфейсные разъемы 35, 36 персональный компьютер (через USB) при помощи интерфейсного кабеля (на чертежах не показан). Осуществляют запуск обмена данными с глубинным пробоотборником, синхронизируют данные электронных механизмов с персонального компьютера и производят настройку режима отбора пробы по времени, установив дискретность измерения параметров давления и температуры на момент спускоподъемных операций и отбора пробы.The software required to control the sampler (EnergyAvtonom) is installed in the personal computer and the connection is configured, after which the cap 47 of the connector and the fairing tip 38 are removed from each of the electronic mechanisms and the personal computer is connected simultaneously via interface connectors 35, 36 (via USB) with using an interface cable (not shown in the drawings). The data exchange with the downhole sampler is started, the data of electronic mechanisms are synchronized from a personal computer and the sampling mode is set in time, setting the discreteness of measuring pressure and temperature parameters at the time of tripping and sampling.

Отсоединяют электронные механизмы от персонального компьютера, со стороны разъемов устанавливают колпачок 47 разъема и наконечник-обтекатель 38. Монтируют электронные механизмы с обоих концов приемной камеры пробоотборника. По установленному порогу времени электронные механизмы запускают в работу электроприводы 39. Штоки 40 электронных механизмов выдвигают в крайнее положение, смещая таким образом шток-клапаны 9 и 18 приемной камеры во внутреннюю полость и удерживая их в таком положении. На пробоотборник устанавливают наконечник 48 с проволокой и производят спуск пробоотборника в точку отбора пробы. В момент спуска пробоотборника в точку отбора пробы приемная камера находится в открытом положении, в связи с чем флюид проходит сквозь внутреннюю полость камеры. В точке отбора пробы спуск пробоотборника останавливают, и пробоотборник выдерживают в точке отбора в течение времени, достаточного для полного замещения скважинного флюида, поступившего в камеру пробоотборника. Сначала закрывают нижний шток-клапан 18 приемной камеры, а затем - верхний шток-клапан 9. Время закрытия нижнего шток-клапана 18 после выдержки пробоотборника в точке отбора пробы и время задержки закрытия верхнего шток-клапана 9 приемной камеры задаются с помощью программного обеспечения при формировании задания на отбор пробы.The electronic mechanisms are disconnected from the personal computer, the cap 47 of the connector and the fairing tip 38 are installed on the side of the connectors. The electronic mechanisms are mounted at both ends of the receiving chamber of the sampler. According to the set time threshold, the electronic mechanisms start the electric drives 39. The rods 40 of the electronic mechanisms are extended to the extreme position, thus shifting the valve stems 9 and 18 of the receiving chamber into the internal cavity and holding them in this position. A tip 48 with a wire is installed on the sampler and the sampler is lowered to the sampling point. When the sampler is lowered to the sampling point, the receiving chamber is in the open position, and therefore the fluid passes through the internal cavity of the chamber. At the sampling point, the descent of the sampler is stopped, and the sampler is kept at the sampling point for a time sufficient to completely replace the well fluid that has entered the sampler chamber. First, the lower stem-valve 18 of the receiving chamber is closed, and then the upper stem-valve 9. The closing time of the lower stem-valve 18 after the sampler has been held at the sampling point and the delay time for closing the upper stem-valve 9 of the receiving chamber are set using software at formation of a task for sampling.

При закрытии приемной камеры нижний 18 и верхний 9 шток-клапаны прижимают к конусным поверхностям переходника 2 и подвижного поршня 14 под действием пружин 8 и 22 соответственно. За счет того, что шток-клапаны 9 и 18 одновременно прижимаются по двум поверхностям металл-металл и металл-уплотнительное кольцо, дальнейшее смещение шток-клапанов 9 и 18 при перепаде давлений в момент подъема пробоотборника происходить не будет, сохраняя объем приемной камеры постоянным.When closing the receiving chamber, the lower 18 and upper 9 stem valves are pressed against the conical surfaces of the adapter 2 and the movable piston 14 under the action of springs 8 and 22, respectively. Due to the fact that the valve stems 9 and 18 are simultaneously pressed against two metal-to-metal and metal-to-seal ring surfaces, further displacement of the stem valves 9 and 18 with a pressure drop at the moment of sampler lifting will not occur, keeping the volume of the receiving chamber constant.

При извлечении пробоотборника из скважины отсоединяют электронные механизмы от приемной камеры. С электронных механизмов считывают информацию, подключив их с помощью интерфейсного кабеля к персональному компьютеру. Полученные данные визуализируются в виде графика распределения давления и температуры по стволу скважины и в табличном формате. Момент закрытия верхнего шток-клапана 9 камеры (точка отбора пробы) отмечен специальной меткой.When extracting the sampler from the well, the electronic mechanisms are disconnected from the receiving chamber. Information is read from electronic mechanisms by connecting them with an interface cable to a personal computer. The obtained data is visualized in the form of a graph of the distribution of pressure and temperature along the wellbore and in a tabular format. The moment of closing the upper stem-valve 9 of the chamber (sampling point) is marked with a special mark.

Применение программно-управляемых электронных механизмов в сборе с приемной камерой обеспечивает плавное открытие шток-клапанов 9 и 18, что исключает возможность заклинивания резьбового соединения между электронным механизмом и приемной камерой в момент преодоления усилия сжатия пружин для открытия шток-клапанов 9 и 18, а также обеспечивает плавное закрытие шток-клапанов 9 и 18, исключает резкий удар шток-клапана 9 или 18 о соответствующее посадочное место переходника/поршня, сохраняя тем самым целостность уплотнительного кольца. Раздельное управление открытием и закрытием шток-клапанов приемной камеры с помощью электронных механизмов позволяет производить закрытие шток-клапанов 9 и 18 камеры с разницей по времени, что актуально для отбора проб в двухфазном потоке (время закрытия устанавливает оператор при формировании задания на отбор пробы).The use of software-controlled electronic mechanisms assembled with the receiving chamber ensures smooth opening of stem valves 9 and 18, which excludes the possibility of jamming of the threaded connection between the electronic mechanism and the receiving chamber at the moment of overcoming the force of spring compression to open stem valves 9 and 18, as well as ensures smooth closing of stem valves 9 and 18, eliminates a sharp impact of stem valve 9 or 18 on the corresponding seat of the adapter/piston, thereby maintaining the integrity of the sealing ring. Separate control of the opening and closing of the stem valves of the receiving chamber using electronic mechanisms makes it possible to close the stem valves 9 and 18 of the chamber with a time difference, which is important for sampling in a two-phase flow (the closing time is set by the operator when forming the task for sampling).

Наличие датчиков давления и температуры в электронных механизмах позволяет контролировать, при каких термобарических условиях была открыта камера и отобрана проба (момент закрытия верхнего клапана камеры), а также сохранить полученные данные для экспорта в другие программы с целью обработки полученной информации. Кроме того, наличие датчиков давления и температуры позволяет осуществлять контроль за термобарическими условиями отбора пробы с привязкой к календарному времени.The presence of pressure and temperature sensors in electronic mechanisms makes it possible to control under what thermobaric conditions the chamber was opened and the sample was taken (the moment of closing the upper valve of the chamber), as well as to save the obtained data for export to other programs in order to process the received information. In addition, the presence of pressure and temperature sensors makes it possible to control the thermobaric conditions of sampling with reference to calendar time.

Встроенные в электронные механизмы конечные выключатели (концевики) ограничивают перемещение винтовой пары, приводимой в движение электроприводом, тем самым повышается надежность работы электронных механизмов и увеличивается ресурс работы элемента питания, от которого осуществляется управление электроприводом.The limit switches (limit switches) built into electronic mechanisms limit the movement of the screw pair driven by the electric drive, thereby increasing the reliability of the electronic mechanisms and increasing the service life of the battery from which the electric drive is controlled.

Ступенчатое конусообразное посадочное углубление в переходнике/поршне, ответное обращенному во внутреннюю полость приемной камеры конусообразному торцу соответствующего шток-клапана обеспечивает одновременную посадку соответствующего шток-клапана по первому внутреннему конусу с переходником/поршнем (металл-металл) и герметизацию приемной камеры по второму внутреннему конусу (резиновое кольцо-металл) для исключения возможности дальнейшего смещения соответствующего шток-клапана и, следовательно, исключает возможность изменения внутреннего объема камеры и снижения давления в приемной камере при возникающем перепаде давлений в процессе подъема пробоотборника.A stepped cone-shaped seating recess in the adapter/piston, which responds to the cone-shaped end of the corresponding stem-valve facing the internal cavity of the receiving chamber, ensures simultaneous fit of the corresponding stem-valve along the first inner cone with the adapter/piston (metal-to-metal) and sealing the receiving chamber along the second inner cone (rubber ring-metal) to exclude the possibility of further displacement of the corresponding stem-valve and, therefore, excludes the possibility of changing the internal volume of the chamber and reducing the pressure in the receiving chamber when a pressure drop occurs in the process of lifting the sampler.

Верхний и нижний шток-клапаны приемной камеры, установленные в осевые отверстия переходника/поршня и конусной втулки, точно отцентрированы, тем самым исключен перекос шток-клапана в момент закрытия приемной камер после отбора пробы, и повышается надежность герметизации приемной камеры.The upper and lower stem-valves of the receiving chamber, installed in the axial holes of the adapter/piston and cone bushing, are precisely centered, thereby eliminating the misalignment of the stem-valve at the moment of closing the receiving chambers after sampling, and increasing the reliability of the sealing of the receiving chamber.

У шток-клапанов, по осям торцов, обращенных во внутреннюю полость приемной камеры, выполнена проточка в виде полусферы, данная конфигурация позволяет максимально сохранить полезный внутренний объем приемной камеры. Сферический металлический перемешивающий элемент при нахождении поршня максимально близко к верхнему клапану располагается во внутренних полусферических поверхностях шток-клапанов, которые вместе образуют сферу.The stem valves, along the axes of the ends facing the internal cavity of the receiving chamber, have a groove in the form of a hemisphere, this configuration allows you to maximize the useful internal volume of the receiving chamber. The spherical metal mixing element, when the piston is as close as possible to the upper valve, is located in the inner hemispherical surfaces of the valve stems, which together form a sphere.

Независимое управление верхним и нижним шток-клапанами позволяет рассинхронизировать по времени момент закрытия шток-клапанов приемной камеры.Independent control of the upper and lower stem valves makes it possible to desynchronize in time the moment of closing the receiving chamber stem valves.

Промывочные окна выполнены с внешней стороны каждого из защитных цилиндрических переходников под углом к оси пробоотборника по направлению восходящего потока с целью улучшения циркуляции флюида через внутренний объем приемной камеры. Фильтры, закрывающие промывочные окна, выполнены как съемный элемент, что обеспечивает простоту обслуживания в случае, если фильтр засорился, либо замену на другой фильтр (например, с более мелкой ячейкой).Flushing windows are made on the outer side of each of the protective cylindrical adapters at an angle to the axis of the sampler in the direction of the upward flow in order to improve fluid circulation through the internal volume of the receiving chamber. The filters that cover the flushing windows are made as a removable element, which ensures ease of maintenance in case the filter is clogged, or replacement with another filter (for example, with a smaller mesh).

Перемешивающее устройство, расположенное во внутренней полости приемной камеры между верхним и нижним шток-клапанами, выполнено в виде металлического шарика (сферического элемента), благодаря чему достигается лучшее перемешивание отобранной жидкости внутри камеры при подготовке пробы к ее переводу в установку фазовых равновесий или транспортировочный пробоотборник.The mixing device, located in the internal cavity of the receiving chamber between the upper and lower stem valves, is made in the form of a metal ball (spherical element), due to which the best mixing of the selected liquid inside the chamber is achieved when preparing the sample for its transfer to the phase equilibrium unit or transport sampler.

В корпусе шасси (установленных в электронных механизмах) выполнены отверстия под элементы питания, каждый из которых зафиксирован подпружиненными контактами, что позволяет оперативно произвести замену элементов питания, сняв внешний защитный кожух. Разделенное питание электроники и электропривода повышает надежность работы пробоотборника.In the chassis body (installed in electronic mechanisms) there are holes for batteries, each of which is fixed with spring-loaded contacts, which allows you to quickly replace the batteries by removing the outer protective cover. Separated power supply for electronics and electric drive increases the reliability of the sampler.

Интерфейсный разъем, размещенный с торца шасси, позволяет осуществить беспрепятственный доступ к нему за счет отсоединения колпачка разъема (или наконечника-обтекателя) от защитного цилиндрического переходника. Разработанное программное обеспечение позволяет одновременно подсоединить к персональному компьютеру два электронных механизма, для задания режима работы, в результате чего исключается ошибка оператора при задании временного параметра отбора пробы для верхнего и нижнего электронных механизмов, а также снижаются временные затраты на подготовку пробоотборника к работе для последующего отбора.The interface connector, located at the end of the chassis, allows easy access to it by detaching the connector cap (or fairing tip) from the protective cylindrical adapter. The developed software allows you to simultaneously connect two electronic mechanisms to a personal computer to set the operating mode, which eliminates operator error when setting the sampling time parameter for the upper and lower electronic mechanisms, and also reduces the time spent on preparing the sampler for operation for subsequent sampling. .

Заявленный глубинный проточно-поршневой пробоотборник с электронным управлением может применяться для отбора представительных проб пластовых флюидов при проведении промысловых исследований. Устройство пробоотборника предусматривает качественное хранение пробы в герметичной приемной камере вплоть до перевода пробы в установку фазовых равновесий или транспортировочный пробоотборник. Поршневое исполнение приемной камеры с перемешивающим элементом позволяет не только гомогенизировать пробу перед исследованиями, но также оценить ее качество путем измерения давления насыщения непосредственно в пробоотборнике при подключении лабораторного насоса высокого давления.The claimed downhole flow-piston sampler with electronic control can be used to collect representative samples of reservoir fluids during field research. The device of the sampler provides for high-quality storage of the sample in a sealed receiving chamber until the transfer of the sample to the installation of phase equilibria or a transport sampler. The piston design of the receiving chamber with a mixing element allows not only to homogenize the sample before research, but also to evaluate its quality by measuring the saturation pressure directly in the sampler when a high-pressure laboratory pump is connected.

Практическая значимость глубинного проточно-поршневого пробоотборника с электронным управлением связана с его универсальностью по отношению к отбираемому флюиду, обеспечением представительного отбора глубинной пробы и качества пробы, точностью момента срабатывания по времени, надежностью, простотой обслуживания и эксплуатации.The practical significance of an electronically controlled downhole flow-piston sampler is related to its versatility in relation to the sampled fluid, ensuring representative sampling of the downhole sample and sample quality, accuracy of the time of operation, reliability, ease of maintenance and operation.

Claims

1. A depth sampler of a flow-piston type with electronic control, consisting of a receiving chamber with electronic mechanisms connected to it at both ends, while the receiving chamber is a cylindrical body in which an adapter is located, in the cavity of which a spring-loaded upper stem-valve is installed , and a piston, in the cavity of which a spring-loaded lower stem-valve is installed, between the ends of the upper and lower stem-valves facing the inner cavity of the receiving chamber there is a spherical mixing element, and the said ends of the upper and lower stem-valves are made of a cone-shaped shape for reciprocal landing cone-shaped recesses , made respectively in the piston and in the adapter, while hemispherical grooves are made along the axis of the indicated ends of the upper and lower stem valves, which, when combined with each other, form a sphere having a radius exceeding the radius of the spherical mixing element, while the transition k with an upper stem-valve and a piston with a lower stem-valve form, respectively, the upper and lower valve assemblies, each of the valve stems being centered in the corresponding valve assembly by a cone bushing with flushing holes and spring-loaded to the corresponding mating cone-shaped recess, respectively, of the piston and adapter, each of the electronic mechanisms includes a cylindrical adapter with holes made in it for temperature and pressure sensors, inside which an electric drive is fixed, equipped with a mechanism for controlling the opening and closing of the corresponding stem-valve, a pusher stem, spring-loaded batteries, a chassis with an electronic board, a protective a cylindrical adapter and a tip-fairing, while on the outer side of each of the protective cylindrical adapters, at an angle to the axis of the sampler structure, flushing windows are made, protected by a removable filter mesh from mechanical impurities, each of the mechanisms for controlling the opening and closing of the stem-valves is made with the possibility of converting the rotational movement of the output shaft of the electric drive reducer into the translational movement of the pusher stem and is equipped with limit switches built into it that control the end position of the pusher stem at the moments of smooth opening and closing of the stem-valves.

2. Deep sampler according to claim 1, characterized in that the electronic mechanisms are designed in such a way that they provide start-up of electric drives in time.

3. Deep sampler according to claim 2, characterized in that pressure and temperature sensors are located in the electronic mechanisms.

4. Deep sampler according to claim 3, characterized in that the spherical mixing element located between the ends of the upper and lower stem valves facing the inner cavity of the receiving chamber is made of metal.

5. Deep sampler according to claim 4, characterized in that lithium-thionyl chloride and sulfuride chloride batteries are used as batteries installed in electronic mechanisms.

6. Deep sampler according to claim 5, characterized in that the electronic mechanisms are made in an autonomous version with a wire tip.

7. Downhole sampler according to claim 5, characterized in that the electronic mechanisms are made in a cable version with the ability to transmit a signal via a geophysical cable.