SU1332010A1 - Скважинный пробоотборник - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефт ной пром-ти и предназначено дл  отбора пробы пластовой жидкости при испытании нефт ных и газовых скважин. Цель - повышение надежности в работе и технологичности изготовлени . Пробоотборник содержит полый корпус 1 с входным и сливным отверсти ми и пробоотборной камерой (К) 4. В ней размещен пакет подвижных кольцевых разделительных поршней (П) 9-12 с фиксирующими элементами на наружной поверхности.,В корпусе расположены сливна  К 5, а над П 9-12 - дифференциальный П 6. В верхней части П 6 закреплен полый шток (ПШ) 7. В нем i О)

Description

установлен обратный клапан 8, последовательно сообщающий входное отверстие через радиальное с участками контакта торцовых поверхностей П 9-12. В нижней части П 6 жестко закреплен полый хвостовик. Его площадь поперечного сечени  больше площади поперечного сечени  ПШ 7. В радиальном отверстии хвостовика установлен дополнительный обратный клапан. При перепаде давлени  ПШ 7 перемещаетс .

1

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности и предназначено д.л  отбора пробы пластовой жидкости при испытании нефт ных и газовых скважин испытател ми пластов.

Цель изобретени  - повышение надежности работы и технологичности изготовлени .

На фиг.1 показан скважинный пробоотборник , момент перед спуском в скважину; на фиг,2 - то же, после заполнени  пробоотборной камеры в момент извлечени  пробы из нижней секции; на фиг.З - узел I на фиг,2; на фиг.4 - узел II на фиг.2.

Скважинный пробоотборник состоит из полого корпуса 1, разделенного перегородками 2 и 3 секционной пробоотборной камеры 4, совмещенной с тормозной, сливной камеры 5, дифференциального поршн  6 с полым штоком 7 и полым хвостовиком в нижней части обратного клапана 8, установленного в верхней полости штока 7, пакета подвижных разделительных поршней 9-12, неподвижной гильзы 13, расположенной в сливной камере 5

Дифференциальный поршень 6 размещен над пакетом подвижных разделительных поршней, объем камеры 4 выше дифференциального поршн  6 заполнен в зкой жидкостью 14, например маслом. На каждом подвижном поршне имеетс  фиксирующий элемент 15 (фиг.З), а на внутренней стенке камеры 4 выполнены углублени  16, распо-- ложенные равномерно по винтовой линии . Фиксирукмций элемент 15 выполнен в виде подпружиненного штифта со ско32010

Скорость перемещени  ПШ 7 определ етс  гидравлическим сопротивлением потоку тормозной жидкости, перетекающей в К 5. При совпадении радиального отверсти  с зазором между перегородкой 2 корпуса 1 и П 9 под действием пластовой жидкости П 10-12 будут перемещатьс , пока П 9 не зафиксируетс  относительно корпуса. Жидкость, вытесн ема  П 6 из К А, будет перетекать в К 5. 4 ил.

шенным концом и имеет возможность перемещатьс  под действием пружины в своем гнезде без проворота вокруг своей оси.

Нижний конец двухстороннего штока 7 соединен с корпусом 1 пробоотборника шлицевым соединением 17 j на нижних плоскост х дифференциального и разделительного поршней, кроме нижнего , имеютс  направл юш;ие элементы 18 (фиг.З), а на верхних плоскост х разделительных поршней - соответст- венно углублени  19.

В хвостовике под .пакетом подвижных разделительных поршней выполнен радиальный канал 20 (фиг.4), в котором установлен обратный клапан 21, перекрьшаюш51й сечение этого канала.

Полый шток входит в неподвижную гильзу 13 и имеет возможность перемещатьс  внутри нее.

Сливна  камера 5, в нижней части которой установлено гидравлическое реле 22 времени, св зана с камерой 4 отверстием 23.

При заполнении пластовой жидко- стью камера 4 делитс  подвижными разделительн1ыми поршн ми на секции- полости 24-28 (фиг.2),

Дл  вытеснени  отобранной пробы из камеры 4 последн  .снабжена сливными отверсти ми со штуцерами 29-33, подключаемьми к приемному сосуду 34. Нижн   часть сливной камеры 5 соедин етс  с камерой 4 через отверсти  35 и 36J сообщенные посредством съемной трубки 37, а верхн   часть

сливной камеры 5 имеет отверстие 38,

подключаемое к источнику 39 высокого давлени ,

В компоновке испытательного оборудовани  скважинный пробоотборник устанавливаетс  над испытателем пластов и опускаетс  в скважину (фиг.1) с заглушенными отверсти ми 35 и 36.

Скважинный пробоотборник работает следующим образом.

При запуске скважины в работу (пе риод притока) двухсторонний полый шток 7 под действием перепада давлени , действующего на кольцевую поверхность поперечного сечени  нижней его части, начинает перемещатьс  вверх. Скорость перемещени  штока рассчитьгоаетс  заранее и определ етс  гидравлическим сопротивлением потоку тормозной жидкости, перетекаю- щей через гидравлическое реле 22 времени в сливную камеру 5. После того, как радиальное отверстие 20 совпад - ет с зазором между нижней перегородкой 2 и нижним разделительным порш- нем 9, пакет поршней под действием давлени  вход щей через отверстие 20 пластовой жидкости перемещаетс  вверх до тех пор, пока нижний разделительный поршень 9 не зафиксируетс  относительно корпуса фиксирук цим элементом 15, вошедшим в,свое углубление 16. При этом жидкость 14, вытесн ема  дифференциальным поршнем из камеры 4, перетекает через отверстие 23 и гидравлическое реле 22 времени с заданной скоростью в сливную камеру 5. При дальнейшем перемещении штока отобранна  проба изолируетс  в образовавшейс  секции-полости 24 между нижней перегородкой 2 и разделительным поршнем 9.

По мере дальнейшего перемещени  полого штока радиальное отверстие 20 совпадает с зазором (стыком) между разделительными поршн ми 9 и 10, в результате чего пакет разделительных поршней (за иключением поршн  9) начинает вновь перемещатьс  вверх до момента фиксировани  второго снизу разделительного поршн  10 относительно корпуса при совпадении фиксирующего злемента 15 с соответствующим углублением 16, а затем после смещен1   радиального отверсти  20 вверх и перекрыти  его поршнем 10 втора  проба оказываетс  изолированной в секции- полости 25 между поршн ми 9 и 10.

10

15 0 5 о

0 g

5.

0

5

Аналогичным образом, по мере перемещени  полого штока 7 вверх, заполн ютс  остальные секции-полости 26 и 27 между разделительными поршн ми IО и 1 I и I I и 12.

При дальнейшем перемещении штока вверх дифференциальный поршень 6 вытесн ет жидкость 14. в сливную камеру 5 и образует секцию-полость 28. Как только радиальное отверстие 20 оказываетс  в зоне этой полости, пластова  жидкость заполн ет ее, а дифференциальный поршень 6 доходит до средней перегородки 3 и упираетс  .в нее, вытесн   полностью жидкость 14 в сливную камеру 5.

Во врем  отбора проб величина давлени  пластовой жидкости, протекающей через полый шток дифференциального поршн  и омывающей обратный клапан 21 радиального отверсти  20, бьшает пор дка 10-25 МПа. Давление в зазорах между разделительными поршн ми и в сливной камере 5 равно атмосферному .

Когда радиальное отверстие 20 полого штока при его перемещении совпадает с зазорами между разделительными поршн ми, перепад давлени  на обратном клапане 21 составл ет 10- 25 МПа. Но данный обратный клапан рассчитан на открытие при меньшем перепаде давлени  (до 0,2 МПа). Поэтому часть пластовой жидкости, протекающей в открытый период испытани  из пласта в трубы через полый шток 7 и его основной обратный клапан 8, поступает через радиальное отверстие 20 и его обратный клапан 21 в секции-полости, образуемые разделительными поршн ми при перемещении дифференциального поршн  вверх. После остановки скважины дл  записи кривой восстановлени , давлени  приток жидкости в трубы прекращают, давление в полом штоке снижаетс , при этом обратный клапан 21 на радиальном отверстии 20 под действием давлени  жидкости, наход щейс  в этот момент в секции-полости 28, закрываетс , герметизиру  ее с.пластовой жидкостью. Одновременно создаетс  гидравлический упор, удерживающий дифференциальный поршень со штоком от перемещени  вниз.

Шпицевое соединение 17 штока 7 с корпусом I преп тствует провороту штока при его движении. Наличие фик

сирующих элементов 18 на нижних плоскост х поршн  6, подвижнь1х поршней 10-12 и соответствующих, углублений 19 на верхних плоскост х поршней 9-12 преп тствует провороту пакета поршней относительно друг друга и вокруг штока 7 в момент, когда oi-ш наход тс  в зацеплении. Это обеспечивает точное совпадение фиксирующьгх элементов 15 с углублени ми 16, что гарантирует надежную фиксацию подвижных поршней относительно корпуса.

После подъема пробоотборника на поверхность его отсоедин ют от дру- гих узлов испытательного оборудовани . Извлечение проб из полостей осуществл етс  следующим образом. Сначала извлекают пробу из нижней секции- полости 24. Дл  этого к сливному от- верстию со штуцером 29 присоедин ют приемный сосуд 34, верхнее отверстие

35со штуцером соедин ют с отверстием

36со штуцером трубкой 37, а к штуцеру отверсти  38 сливной камеры 5 подключают источник 39 -ВЫСОКОГО давлени .

После открыти  штуцеров тормозна  жидкость из сливной камеры 5, поступа  по трубке 37, давит на верхнюю плоскость дифференциального поршн  6, который вместе с системой разделительных поршней и пробами находитс  в секци х-полост х 28,27,26 и 25, и перемещаетс  вниз, вытесн   пробу из секции-полости 24 в приемный сосуд 34. При этом фиксирую1цие элементы 15 имеющие скошенные концы, отжимаютс  внутрь своих гнезд, освобожда  разделительные поршни от фиксации.

Когда нижний поршень 9 упираетс  в нижнюю перегородку 2, на манометре источника 39 высокого давлени  повышаетс  давление, что свидетельствует о полном извлечении пробы из нижн€;й полости 24.

Дл  извлечени  пробы из секции- полости 25 к сливному отверстию со штуцером 30 подсоедин ют другой приемный сосуд и осуществл ют вытесне- ние пробы между разделительными поршн ми 9 и 10.

Аналогичным образом производ т Извлечение пробы из других секций- полостей пробоотборной камеры.

Таким образом, когда последн   проба из секции-полости 28 извлечена тормозна  жидкость из сливной камеры 5 перемещаетс  в камеру 4, а диффе5

0

0 5 0

5

0

5

рен1Ц1альный поршень 6 вместе с пакетом разделительных поршней занимают исходное положение.

л

Размещение дифференциального поршн  над раздепительными поршн ми позвол ет уменьшить длину предлагаемого пробоотборника по сравнению с известным , так как отпадает необходимость в отдельной тормозной камере и тормозна  жидкость находитс  в пробоотборной камере 4 над дифференциальным поршнем 6. По мере вытеснени  тормозной жидкости из пробоотборной камеры 4 в сливную 5 при движении дифференциального поршн  с полым штоком освобождающеес  пространство заполн етс  пробами.

Этой же цели способствует наличие обратного клапана 21 на радиальном отверстии 20 полого штока 7. Данный клапан позвол ет загерметизировать последнюю пробу пластовой жидкости при извлечении пробоотборника из скважины-несмотр  на то, что радиальное отверстие его полого штока находитс  в последней секции полости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Скважинный пробоотборник, включающий св занный с колонной труб полый корпус с входным и сливным отверсти ми и пробоотборной камерой, размещенный в последней пакет подвижных кольцевых разделительных поршней с фиксирующими элементами на наружной поверхности , размещенные в корпусе сливную камеру и дифференциальный поршень, в верхней части которого закреплен полый шток с установленным в нем основньпм обратным клапаном, последовательно сообщающим через радиальное отверстие последовательно сообщающее входное отверстие корпуса с участками контакта торцовых поверхностей подвижных разделительных поршней , отличающийс  тем, что, с целью повьшгени  надежности работы и технологичности изготовлени , он снабжен полым хвостовиком, жестко закрепленным к нижней части дифференциального поршн , и снабжен дополнительным обратньм клапаном, при этом площадь поперечного сечени  . хвостовика больше площади поперечного сечени  полого штока, радиальное отверстие выполнено в хвостовике под пакетом подвижных разделительных

   713320108

   поршней, дополнительный обратный кла- ный поршень установлен в пробоотбор- пан установлен в радиальном от- ной камере над пакетом подвижных разверстки хвостовика, а дифференциаль- делительных поршней.

   Ф«г.2

   15.

   .V-

   16фиг . 3

   Фиг.

   Редактор Н.Тупица

   Составитель Е.Самойленко

   Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

   3779/29

   Тираж 532Подписное

   ВНИШШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4