SU1004628A1 - Глубинный пробоотборник - Google Patents

Description

(54) ГЛУБИННЫЙ ПРОБООТБОРНИК

Изобретение относитс  к нефт ной промьаиленности, в частности к устройствам дл  отбора глубинных проб пластовых вод и водорастворенных газов. Устройство может быть использовано также дан отбора проб нефти и газа.

Дл  исследовани  пластовых систем , вскрываемых глубокими и сверхглубокими скважинами, требуютс  устройства, работоспособные в услови х высоких давлений и температур на забое скважин. К числу таких уст ройств относ тс  пробоотборники дл  отбора флюидов, насыщающих пластовые системы.

Большинство из известных пробо- отборников рассчитано иа рабочее давление 30 МПа, что позвол ет отбирать пробы только в скважинах глубиной до 3000-3500 м.

Известен пробоотборник на рабочее давление 100 МПй, который содержит камеру дл  отбЪра пробы, снабженную конусными клапанами, подпружиненными пружинами и св занными между ообой замком, и механизм дл  клапанов, состо щий из емкости, поршн , обратного клапана и собачки,.

удерживак дей клапаны в открытом состо нии при;спуске в скважину til.

Недостаток этого устройства состоит в том, что при отборе пробы ево надо поднимать на 25-30 м от точки отбора дл  того, чтобы сработал механизм, закрывающий клапаны. Так как этот пробоотборник приподнимаетс  в открытом состо нии, то

10 происход ща  при подъеме прсллывка его приемной камеры может приводить к изменению состава пробы. Кроме того, известный пробоотборник имеет недостаточный полезный объем приемной камеры - 400 см и удельную емкость - 2,0 (отношение полезного объема к длине устройства).

Известен также пробоотборник, работоспособный при давлении 50 МПа,.

20 но предназначенный в основном дл  отбора глубинных проб нефти. Он содержит приемную и балластную камеру, пьезоприводС силовым штоком, фор клапан и запирающий клапан 2.

25

Claims (3)

1. Недостатком этого пробоотборника  вл етс  небольшой объем приемной камеры - 300 см (удельна  емкость 1,7 см /см), что требует не30 однократных спуско- подъемных операций дл  набора пробы в объеме, дос. таточном дл  анализа физико-химических свойств пластовых вод и вод растворенных газов. Кроме того, устройство имеет довольно сложную конструкцию, трудоемко в изготовле нии и обслуживании. Наиболее близким к предлагаемом  вл етс  глубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхними и нижними клапанами, нижний и верхний клапаны, соединенные с штоком шарнирно, соедин ющим кла паны между собой, запорный механизм жестко закрепленный на приемной камере и выключающий корпус и подвижную втулку, взаимодействующую с двум  подпружиненными защелками, и приводной механизм в виде посыльного груза. Пробоотборник опускают в скважину с открытыми клапанами, которые удерживаютс  защелками. При достижении пробоотборником заданной глубины по проволоке посылаетс  груз. Ударом груза по втулке привод тс  в движение защелки, освобождающие клапаны. Клапаны под действием возвратной пружины отсекают жидкость, наход щуюс  в приемной ка мере. Полезный объем приемной камеры - 1000 см, удельна  емкость 5 ,0 3 .. Недостатком известного пробоотборника  вл етс  невозможность его применени  в скважинах глубиной свы ше 2500-3000 м, так как посыльный груз из-за сильного нат жени  прово локи прижимаетс  к стенкам скважины и не доходит до прибора. Таким образом известный пробоотборник не позвол ет производить отбор проб в глубоких и сверхглубоких скважинах , требуетс  повторный спуск и . подъем пробоотборника, что снижает производительность отбора проб в глубоких и сверхглубоких скважинах Цель изобретени  - повышение про изводительности при отборе проб в глубоких и сверхглубоких скважинах Поставленна  цель достигаетс  тем, что глубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхним и нижним клапанами и штоко шарнирно соедин ющим клапаны между собой, запорный механизм, жестко закрепленный на приемной камере и включающий корпус и подвижную втулку , взаимодействующую с двум  подпружинениыми защелками, и приводной механизм, снабжен дополнительным подпружиненным штоком с прорезью и расположенным в прорези ПсШЬцем , закрепленным в подвижной втулке , а приводной механизм выполнен в виде гидравлического реле времени причем, дополнительный шток распо.ложен в корпусе запорного механизма с возможностью взаимодействи  с поршнем гидравлического реле времени . Такое устройство обеспечивает отбор проб в любой точке ствола глубоких и сверхглубоких скважин. Устройство работоспособно в скважинах как по спущенным, так и подн тыми лифтовыми трубами. Благодар  большому полезному объему приемной камеры - 1000 удельной емкости 4,5 см 3/см исключаетс  необходимость многократных спуско-подъемных операций по набору требуемого объема проб пластовой воды и водорастворенного газа, т.е. значительно сокращаетс  врем  исследовани  скважин. На-фиг. 1 изображена верхн   часть глубинного пробоотборника; на фиг. 2 - нижн   часть глубинного пробоо борника; на фиг. 3 - укрупненный вид запорного механизма при открытых клапанах; на фиг. 4 - укрупненный вид запорного механизма при закрытых клапанах. Пробоотборник содержит приемную камеру 1, в которой установлены верхний и нижний клапаны 2 и 3, подпружиненные пружиной 4, шток 5, шарнирно соедин ющий клапаны 2 и 3 между собой, запорный механизм, включающий корпус б и две подпружиненные защелки 7, и гидравлическое реле времени 8. В нижнем клапане 3 выполнено отверстие 9, которое перекрываетс  игольчатым клапаном 10. На корпусе б запорного механизма установлена с возможностью перемещени  по корпусу 6 втулка 11 со штифтом 12, вход щим в прорезь 13 штока 14, подпружиненного пружиной 15. Верхний клапан 2 .посредством своей юбки 16 свободно входит в корпус 6 запорного механизма. Поршень 17 гидравлического реле времени посредством штока 14 св зан со втулкой 11. Гидравлическое реле времени В ; включает рабочую А и приемную Б камеры с поршн ми 18 и 19, разделитель 20 с обратным клапаном 21 и гидросопротивлением 22, переходник 23 с поршнем 17. Сверху на корпус камеры А наворачиваетс  головка 24 дл  креплени  пробоотборника к проволоке глубинной лебедки. Поршень 17 со стороны запорного механизма и поршень 18 со стороны головки 24 не изолированы от воздействи  внешней среды. Диаметр поршн  17 меньше диаметра поршн  18. Защелки 7 подпружинены пружинами 25 и установлены в корпусе 6 на ос х 26 Пробоотборник работает следующим образом. При Сборке гидравлического реле времени 8 в камеру Л -чаливают масло поршни 18 и 19 став т в верхнее положение (показано пунктиром), а торец поршн  17 упирают в торец поршн  19. Пробоотборник опускают в скважину- в открытом состо нии: верхний и нижний клапаны 2 и 3 смещены по при емной камере 1 вниз, пружина 4 сжата , защелки 7 запорного механизма сжаты и перекрывают обратный ход клапанам 2 и 3 (фиг. 3). Отверстие 9 перекрыто игольчатым клапаном 10. При спуске пробоотборника жидкость,. наход ща с  в стволе скважины, че-, рез открытые клапаны 2 и 3 поступает в приемную камеру 1 и промывает ее. При спуске прибора в скважину давление .столба жидкости в стволе скважины давит на поршни 18 и 17, Однако из-за разности площадей поперечных сечений этих поршней камеры А и Б испытывают разное давление Под действием перепада давлени  пор шень 48 приходит в движение и вытес н ет масло из камеры А через гидрс сопротивление 22 в камеру Б. Заполн   камеру Б, масло передвигает пор шень 19, который в свою очередь двигает поршень 17 и через него про вигает шток 17. Как только торец прорези 13 штока 14 дойдет до штифта 12 св занного со втулкой 11, по ледн   начнет надвигатьс  на конические срезы защелок 7, поворачива  их вокруг осей 26. В результате вра щени  защелки сход т с торца юбки 16 верхнего клапана. Под действием пружины 4 соединенные штоком 5 клапаны 2 и 3 вт гиваютс  на свои посадочные места в приемной камере (фиг. 4),отсека  жидкость, заключен ную в ней. Дл  извлечени  пробы из приемной камеры после подъёма пробоотборника из скважины достаточно отвернуть игольчатый клапан 10, который откро ет выпускное отверстие 9, и после снижени  давлени  в приемной камере 1- открыть верхний клапан
2. 2. Использование данного пробоотборника позвол ет сократить врем  исследовани  скважин и числа спуско-подъемных операций дл  отбора проб жидкости из скважины, что в конечном счете обеспечивает экономию эксплуатационных затрат на проведение исследований . Формула изобретени  Глубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхним и нижним клапанами и штоком, шарнирно соедин ющим клапаны между .собой, запорный механизм, жестко закрепленный на приемной камере и |Включающий корпус и подвижную втулку , взаимодействующую с двум  подпружиненными защелками, и приводной механизм, отличающийс   тем, что, с целью повьа ени  производительности при от.боре проб в глубоких и сверхглубоких скважинах, он снабжен дополнительньни подпружиненным штоком с прорезью и расположенным в прорези пальцем, укрепленным в подвижной втулке, а приводной механизм выполнен в виде гидравлического реле времени, причем дополнительный подпружиненный шток расположен в корпусе зсшорного механизма с возможностью взаимодсйств1   с поршнем гидравлического реле времени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Алиев Ш.Н. и др. Пробоотборник ПГ-1000, - Нефт ное хоз йство, 1971, 1, с. 52-53. 2VАвторское свидетельство СССР 252249, кл. Е 21 В 49/08, 1967.
3. 3. Мамуна В.Н.и др. Глубинный пробоотборники и их применение, М., Гостоптехиздат, 1961, с. 50-51 (прототип).

   2f

   It

   -iS