SU800345A1 - Пробоотборник дл испытател пластов - Google Patents

Description

(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ

Изобретение относитс  к пробоотборникам дл  испытателей пластов, используемых при испытании нефт ных и газовых скважин, а также при гидрогеологических исследовани х и определении газонасыщени  угольных пластов. Известен пробоотборник дл  испытател  пластов, состо щий из корпуса , пробоотборной камеры с впускным и выпускным клапанами, полого штока и механизма удержани  клапанов в открытом и закрытом положени х, при чем в выпускном клапане выполнен ра диальный канал,сообщающий через бай Ъасный канал полость внутри штока с надклапанной полостью 1. В данном пробоотборнике клапанна  система срабатывает только при наличии перепала между давлени ми в налпакерной и подпакерной зонах скважины и при услови х, выход щих за нормы ведени  буровых работ на нефть и газ, например, при гидрогеологических исследовани х и наличии в верхней части ствола скважины поглощающих горизонтов он может оказатьс  непреег/шемым. Имеют место значительные трудное ти в разработке конструкции и техно логии изготовлени  пробоотборника с байпасным каналом дл  испытателей пластов малого диаметра, например ИПГ-65. Известен пробоотборник дл  трубного испытател  пластов, закрытие пробоотборйой камеры в котором происходит при равном давлении в надпакерной и подпакерной зонах скважины , устанавливаемый под пакером. Этот пробоотборник состоит из корпуса , штока, пробоотборной камеры с впускным и выпускным клапанами и механизма удержани  клапанов в открытом и закрытом состо нии, включающего рабочую камеру, сообщающуюс  с надпакерным пространством скважины и пружину дл  закрыти  пробоотборной камеры 2. Недостатками этого пробоотборника  вл ютс  необходимость вывода соединительных коммуникаций по его внутренней полости, расположенной под пакером, к затрубному пространству скважин, расположенному нгщ пакером , и способ закрыти  клапанов с помощью пружины. Указанные недостатки снижают надежность осуществлени  отбора герметизированной пробы пластового флюида и также делают

невозможным воплощение идеи в конструкцию пробоотборника малого диаметра .

Цель изобретени  - повьшение надежности работы пробоотборника.

Указанна  цель достигаетс  тем, что пробоотборник снабжен дифференциальным поршнем и силовым штоком, причем дифференциальный поршень установлен в рабочей камере и св зан одним концом жестко с клапанным штоком, а другим - телескопически с силовым штоком, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещени .

На фиг.1 изображен пробоотборник в исходном положении; на фиг.2 то же, в положении с открытыми впусным и выпускным клапанами; на фиг.Зто же, в положении с закрытыми впусным и выпускным клапанами.

Пробоотборник дл  испытател  пластов содержит корпус, состо щий из деталей 1,2,3.и 4, в котором концентрично размещен клапанный шток Ь с центральным каналом 6 и радиальными отверсти ми 7,8,9.

Между клапанным штоком 5 и корпусом размещена пробоотборна  камера 10, образованна  деталью 3 корпуса и гильзой 11 и ограниченна  с одной стороны впускным клапаном,-1 образованным переводником 4 (его верхней расточенной частью), клапанным штоком 5 с .отверстием 9 и уплотнени ми 12 и 13 и гильзой 11 с отверстием 14, а с другой стороны выпускным клапаном, образованным переводником 2 (его нижней расточенной частью), клапанным штоком 5 с отверстием 7 и с уплотнени ми 15 и 16 и гильзой 11 с отверстием IV.

Над пробоотборной камерой расположена рабоча  камера 18 механизма удержани  клапанов в открытом и закрытом положении. Рабоча  камера 18 разделена дифференциальным поршнем 19 на верхнюю часть 20 и нижнюю 21.

В корпусе 2 выполнено отверстие 22, сообщающее верхнюю полость 20 камеры 18 с затрубным пространством .скважины.

Дифференциальный поршень 19 соединен одним концом жестко с клапанным штоком 5, а другим - телескопически с помощью т ги 23 с т гой 24, котора  жестко соединена со штоком

25раздвижного механизма 26, Т га 24 имеет внешний выступ 27, а т га 23 - внутренний выступ 28.

Корпус 29 раздвижного механизма

26жестко соединен с деталью 1 корпуса пробоотборника. Между штоком 30 и корпусом 29 раздвижного механизма 26 имеетс  шлицевое соединение 31, служащее дл  передачи вращени  узлам, расположенным ниже пробоотборника .

Рассто ние между торцом 32 переводника 33 и торцом 34 корпуса 29 задано меньшим, чем рассто ние межд торцом 35 т ги 24 и торцом 36 дифференциального поршн  19.

В корпусе 2 пробоотборника выполнено стопорное устройство, служащее дл  ограничени  перемещени  дифферен шиального поршн  15 и состо щее из стопора 37 и проточки 38 на дифференциальном поршне 19.

Пробоотборник работает следующим образом.

Устанавливаетс  в компоновке испытательного оборудовани  под испытателем пластов. При спуске буровой раствор, заполн ющий скважину, проходит из подпакерной зоны скважины к уравнительным отверсти м испытател  пластов через осевое отверстие 6 клапанного штока 5 и осевые отверсти  всех вышерасположенных деталей. При этом буровым раствором заполн ютс : через отверстие 8 пробоотборна  камера 10, через отверстие 7 нижн   часть 21 рабочей камеры и через отверстие 22 верхн   часть 20 рабочей камеры. Благодар  этому пробоотборна  камера находитс  в разгруженном состо нии по отношению к внешнему давлению и приводной механизм  вл етс  гидравлически уравновешенным .

Рассто ние между торцом 32 переводника 33 и торцом 34 корпуса 29 раздвижного механизма задано меньшим чем рассто ние между торцом 35 т ги 24 и торцом 36 дифференциального поршн  19, поэтому в случае сжати  пробоотборника при посадках его детали 5, 19 и 23 остаютс  в исходном положении, перемещение их вверх под действием потока бурового раствора ограничиваетс  упором дифференциального поршн  в стопор 37. При пакеровке , под действием осевой механической нагрузки, раздвижной механизм пробоотборника сжимаетс  до упора торца 32 переводника ЗЗ в торец 34 корпуса 29. Выступ 27 т ги 24 удал етс  от выступа 28 т ги 23 и приближаетс  к торцу 36 дифференциального поршн  19.

После пакеровки, закрыти  уравнительного и открыти  приемного клапанов испытател  пластов в полости пробоотборника устанавливаетс  давление столба жидкости, заполн ющей трубы, которое с помощью отверсти  7 устанавливаетс  в нижней части 21 рабочей камеры. Верхн   часть 20 рабочей камеры через отверсти  22 переводника 2 по-прежнему сообщаетс  с затрубным пространством скважины. Благодар  разности давлений в верхней части 20 и нижней части 21 рабочей камеры детали 5, 19 и 23 перемещаютс  вниз до упора выступа 28 т ги 23 в выступ 27 т ги 24 при ее новом,

отличном от исходного, крайнем нижнем положении. Стопорна  деталь стопорного устройства 37 устанавливаетс  в крайнем верхнем положений проточки 38 дифференциального поршн  19. Отверстие 7 клапанного штока 5 ствола совпадает с отверстием 17 гильзы 11 и отверстие 9 совпадает -с отверстием 14 гильзы 11 (фиг.2).

Поток пластового флюида перемещаетс  вверх через осевой канал 6 клапанного штока 5 и через пробоотборную камеру 10, вход  в нее через отверсти  9 и 14 и выход  из отверсти  17 и 7 ,

По окончании первого открытого периода испытани , при закрытии приемно .го клапана испытател  пластов (до открыти  его уравнительного клапана ) пробоотборник раст гиваетс . При этом, с помощью выступа 27 т ги .24 и выступа 28 т ги 23, детали 5, 19 и 23 устанавливаютс  в новое, третье положение (фиг.З), при кото ,ром отверстие 17 гильзы 11 изолируетс  от отверстий 7 и 8 уплотнени ми 15 и 16, а отверстие 14 изолируетс  от отверсти  9 уплотнением 12. Впускной и выпускной клапаны закрыты , пробоотборна  камера изолирована с отсечейной в ней герметизированной пробой пластового флюида.Нижний торец проточки 38 устанавливаетс  против стопора 37, благодар  чему ограничиваетс  перемещение рабочего элемента пробоотборника вверх под действием инерционных усилий. Перемещению рабочего элемента вниз преп тствует упор выступа 28 т ги 23 в выступ 37 т ги 24. В таком положении пробоотборник поднимаетс  на дневную поверхность.

После окончани  подъема с пробортборника снимаютс  (отворачивгиотс ) детали приводного механизма 33, 29, 30,1,25,24 и 23, которые сразу же могут быть наверууты на ранее

использованную его пробоотборную. часть и отправлены дл  проведени  очередной операции по испытанию.

Технико-экономическа  эффективность пробоотборника заключаетс  в обеспечении им надежности отбора герметизированных проб пластового флюида,в том числе при гидрогеологических исследовани х, провод щихс  в скважинах диаметром менее 100 мм, а также при испытании-скважин , имеющих поглощающие горизонты, р асположенные выше пакера.

Конечна  цель применени  пробоотборника - повышение информативности метода испытани  и исследовани  скважин в процессе бурени .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Пробоотборник дл  исгштател  пластов , включающий корпус, клапанный шток, пробоотборную камеру с впускным и выпускным клапанами и механизм удержани  клапанов в открытом и закрытом положении, содержащий рабочую камеру с отверстием, соедин ющим ее с внешним пространством, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы, он снабжен дифференциальным поршнем и силовым

   штоком, причем дифференциальный поршень установлен в рабочей камере и св зан одним концом жестко с клапанным штоком 5, а другим - телескопически с силовым штоком 25,

   установленным в корпусе с возможностью осевого перемещени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское сврщетельство СССР № 601405, кл. Е 21 В 49/02, 1974.
2. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2090481/03, кл. Е 21 В 49/02, 1974.

   г