Глубинный пробоотборник

ОПHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii,3 004628 (о1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 280581 (21) 3295825/22.-03 (У/ ) М К 3

Е 21 В 49/08 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150383. Бюллетень ¹ 10

f33) УДК 622.243..б8(088,8) Дата опубликования описания 150383 (?2) Авторы изобретения

В.A. Лутков, И.К. Эерчанинов, A.Ã..Ïàõîìoâ:-

u Ф.Я. Пальцев всесоюзный нефтегазовый научно.исследовательский институт (?1) Заявитель (54) ГЛУБИННЫЙ ПРОБООТБОРНИК

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к уст= ройствам для отбора глубинных проб пластовых вод и водорастворенных газов. Устройство может быть использовано также для отбора проб нефти и газа.

Для исследования пластовых систем, вскрываемых глубокими и сверхглубокими скважинами, требуются устройства, работоспособные в усло виях высоких давлений и температур на забое скважин. К числу таких уст- ройств относятся пробоотборники для отбора флюидов, насыщающих пластовые системы.

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

Известен пробоотборник на рабочее давление 100 Mnh, который содержит камеру для отбора пробы, снабженную конусными клапанами, подпружиненными пружинами и связанными между ообой замком, и механизм для закрытия клапанов, состоящий из емкости, поршня, обратного клапана и собачки, удерживающей клапаны в открытом сос- тоянии .при/спуске в скважину (.1).

Недостаток этого устройства состоит в том, что при отборе пробы его надо поднимать на 25-30 м от точки отбора для того, чтобы сработал механизм, закрывающий клапаны.

Так как этот пробоотборник припод1p . нимается в открытом состоянии, то происходящая .при подъеме промывка его приемной камеры может приводить к изменению состава пробы. Кроме того, известный пробоотборник имеет недостаточный полезный объем приемной камеры — 400 смо и удельную емкость — 2,0 см3/см (отношение полезного объема к длине устройства).

Известен также пробоотборник, работоспособный при давлении 50 МПа,, но предназначенный в основном для отбора глубинных проб нефти. Он содержит приемную и балластную камеру, пьезопривод.с силовым штоком, фор» клапан и запирающий клапан (2 1.

Недостатком этого пробоотборника является небольшой объем приемной камеры — 300 см3 (удельная емкость 1,7 см /см), что требует не3 однократных спуско- подъемных опера1004628

30 Гидравлическое реле времени 8 включает рабочую А и приемную Б камеры с поршнями 18 и 19, разделитель 20 с обратным клапаном 21 и гидросопротивлением 22, переходник

23 с поршнем 17. Сверху на корпус камеры A наворачивается головка 24

55 для крепления пробоотборника к проволоке глубинной лебедки. Поршень

17 со стороны запорного механизма и поршень 18 со стороны головки 24 не изолированы от воздействия внеш60 ней среды. Диаметр поршня 17 меньше диаметра поршня 18. Защелки 7 подпружинены пружинами 25 и установле ны в корпусе б на осях 26.

Пробоотборник работает следующим

65 образом °

Поставленная цель достигается тем, что глубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхним и нижним клапанами и штоком, шарнирно соединяющим клапаны между собой, запорный механизм, жестко закрепленный на приемной камере и включающий корпус и подвижную втулку, взаимодействующую с двумя подпружиненными защелками, и приводной механизм, снабжен дополнительным подпружиненным штоком с прорезью и расположенным в прорези паль- цем, закрепленным в подвижной втулке, а приводной механизм выполнен в виде гидравлического реле времени, ций для набора пробы в объеме, дос.таточном для анализа физико-химических свойств пластовых вод и водорастворенных газов. Кроме того, устройство имеет довольно сложную конструкцию, трудоемко в изготовлении и обслуживании.

Наиболее близким к предлагаемому является глубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхними и нижними клапанами, нижний и верхний клапаны, соединенные с штоком шарнирно, соединяющим кла паны между собой, запорный механизм, жестко закрепленный на приемной камере и выключающий корпус и подвижную втулку, взаимодействующую с двумя подпружиненными защелками, и приводной механизм в виде посыльного груза. Пробоотборник опускают в скважину с открытыми клапанами, которые удерживаются защелками. При достижении пробоотборником заданной глубины по проволоке посылается груз. Ударом груза по втулке приводятся в движение защелки, освобождающие клапаны. Клапаны под действием возвратной пружины отсекают жидкость, находящуюся в приемной камере. Полезный объем приемной камеры — 1000 см3, удельная емкость

5,0 M j M t3j .

Недостатком известного пробоотборника является невозможность его применения в скважинах глубиной свыше 2500-3000 м, так как посыльный груз из-за сильного натяжения проволоки прижимается к стенкам скважи ны и не доходит до прибора. Таким образом известный пробоотборник не позволяет производить отбор проб в глубоких и сверхглубоких скважинах, требуется пОвторный спуск и подъем пробоотборника, что снижает производительность отбора проб в глубоких и сверхглубоких скважинах.

Цель изобретения — повышение производительности при отборе проб в глубоких и сверхглубоких скважинах. причем, дополнительный шток распо.— ложен в коргтусе запорного механизма с возможностью взаимодействия 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 поднятыми лифтовыми трубами. Благодаря большому полезному объему приемной камеры — 1000 см при удельной емкости 4,5 см /см исключается необхо3 димость многократных спуско-подъем15 ных операций по набору требуемого объема проб пластовой воды и водорастворенного газа, т.е. значительно сокращается время исследования скважин.

На фиг. 1 изображена верхняя часть глубинного пробоотборника; на фиг.

2 — нижняя 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 соединяющий клапаны 2 и 3 между собой, запорный механизм, включающий корпус 6 и две подпружиненные защелки 7, и гидравлическое реле

ЗЪ времени 8. В нижнем клапане 3 выполнено отверстие 9, которое перекрывается игольчатым клапаном 10 ° На корпусе 6 запорного механизма установлена с воэможностью перемещения

40 по корпусу 6 втулка 11 со штифтом

12, входящим в прорезь 13 штока 14, подпружиненного пружиной 15. Верхний клапан 2 посредством своей юбки 16 свободно входит в корпус 6

45 запорного механизма. Поршень 17 гид- равлического реле времени посредст,— вом штока 14 связан со втулкой 11.

1004628

При сборке гидравлического реле времени 8 в камеру A заливают масло, поршни 18 и 19 ставят в верхнее положение (покаэано пунктиром), а торец поршня 17 упирают в торец поршня 19. 5

Пробоотборник опускают в скважи- ну в открытом состоянии: верхний и нижний клапаны 2 и 3 смещены по приемной камере 1 вниз, пружина 4 сжата, защелки 7 запорного механизма 10 сжаты и перекрывают обратный ход .клапанам 2 и 3 фиг. 3). Отверстие

9 перекрыто игольчатым клапаном 10.

При спуске пробоотборника жидкость, находящаяся в стволе скважины, че- 15 рез открытые клапаны 2 и 3 поступает в прйемную камеру 1 и промывает ее. При спуске прибора в скважину давление .столба жидкости в стволе скважины давит на поршни 18 и 17. 2О

Однако из-за разности площадей поперечных сечений этих поршней камеры A и Б испытывают разное давление.

Под действием перепада давления поршень 48 приходит в движение и вытес- 25 няет масло иэ камеры A через гидро сопротивление 22 в камеру Б. Заполняя камеру Б, масло передвигает поршень 19, который в свою очередь двигает поршень 17 и через него прод-ЗО

- вигает шток 17. Как только торец прорези 13 штока 14 дойдет до .штифта 12", связанного со втулкой 11, последняя начнет надвигаться на конические срезы защелок 7, поворачивая их вокруг осей 26. В результате вращения защелки сходят с торца юбки

16 верхнего клапана. Под действием пружины 4 соединенные штоком 5 клапаны 2 и 3 втягиваются на свои посадочные места в приемной камере 40 (фиг. 4),отсекая жидкость, заключенную в ней.

Для извлечения пробы из приемной камеры после подъема пробоотборника 4g иэ скважины достаточно отвернуть игольчатый клапан 10, который откроет выпускное отверстие 9, и после ! снижения давления в приемной камере 1- открыть верхний клапан 2.

Использование данного пробоотборника позволяет сократить время исследования скважин и числа спуско-подьемных операций для отбора проб жидкости из скважины, что в конечном счете обеспечивает экономию эксплуатационных затрат.на проведение исследований.

Формула изобретения

Глубинный пробоотборник, содержащий приемную камеру с установленными в ней подпружиненными верхним и нижним клапанами и штоком, шарнирно соединяющим клапаны между ,собой, эапорный механизм, жестко закрепленный на приемной камере и ,включающий корпус .и подвижную втулку, взаимодействующую с двумя подпружиненными защелками, и приводной механизм, о т л и ч а ю щ и и с,я тем, что, с целью повышения производительности при отборе проб в глубоких и сверхглубоких скважинах, он снабжен дополнительным подпружи;.енным 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 запорного механизма с возможностью взаимодсйствгя с поршнем гидравлического реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алиев U.Í. и др. Пробоотборник ПГ-1000, — "Нефтяное хозяйство", 1971, 9 1, с. 52-53.

2. Авторское свидетельство СССР

М 252249, кл. Е 21 В 49/08, 1967.

3. Мамуна В.Н. и др. Глубинные пробоотборники и их применение, М., Гостоптехиздат, 1961,-с. 50-51 (прототип).

1004б28

1004б28

Составитель В. Никулин

Редактор Л. Авраменко Техред М.Коитура Корректор И. Шароши т

Заказ 1825/43 Тираж 601 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4