Пробоотборник для испытателя пластов

 

Изобретение относится к технике испытания скважин, бурящихся на нефть и газ. Цель повышение надежности работы пробоотборника за счет предотвращения вымывания уплотнительных колец клапанов. Пробоотборник снабжен импульсным клапаном, а седла пробоотборной камеры и впускной и выпускной клапаны выполнены в виде цилиндрических ступеней большего и меньшего диаметров, в пробоотборной камере над седлами выполнены верхний и нижний гидравлические цилиндры с отверстиями в их нижних частях и внутренним диаметром под большие диаметры клапанов, при этом импульсный клапан размещен в пробоотборной камере с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего гидравлического цилиндра, кольцевые канавки клапанов выполнены в виде трапеций с меньшим основанием на поверхности клапанов. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к испытанию скважин, бурящихся на нефть и газ.

Известен пробоотборник для испытания пластов (1), включающий корпус, пробоотборную камеру с впускным и выпускным клапанами, жестко соединенными между собой полым штоком, механизм удержания клапанов в открытом и закрытом положениях, впускной клапан заглушен и выполнен с радиальным клапаном, сообщающим через байпасный клапан, выполненный в его седле, полость штока с надклапанной полостью, а в седле выпускного клапана выполнен выпускной канал с обратным клапаном, сообщающий пробоотборную камеру с надклапанной полостью.

Недостатком пробоотборника является то, что в случае открытия впускного клапана испытателя пластов во время спуска испытательного оборудования в скважину в момент посадок инструмента данный пробоотборник срабатывает еще до начала испытания, в результате чего происходит некачественный отбор пробы пластового флюида.

Известен пробоотборник для испытателя пластов (2), содержащий корпус, внутри которого размещена проточная пробоотборная камера с впускным и выпускным клапанами, жестко связанными между собой штоком и выполненными на них кольцевыми канавками под верхние и нижние уплотнения, взаимодействующие с седлами клапанов, причем общее количество кольцевых канавок под уплотнения на каждом из клапанов превышает число устанавливаемых на клапан уплотнений.

Недостатком пробоотборника является то, что при спуске пробоотборника в скважину весь приток бурового раствора из подпакерного пространства в надпакерное осуществляется через полость пробоотборника и в случае потока бурового раствора большой интенсивности происходит вымывание резиновых уплотнителей клапанов, что нарушает герметизацию устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы пробоотборника за счет предотвращения вымывания уплотнительных колец клапанов.

Пробоотборник для испытателя пластов, содержащий корпус, внутри которого размещена проточная пробоотборная камера с седлами, жестко связанные между собой штоком впускной и выпускной клапаны с верхним и нижним кольцевыми канавками и уплотнениями под кольцевые канавки клапанов, взаимодействующими с седлами последних, дополнительно содержит импульсный клапан, при этом седла пробоотборной камеры и клапаны выполнены в виде цилиндрических ступеней большего и меньшего диаметров, в пробоотборной камере над седлами установлены верхний и нижний гидравлические цилиндры с отверстиями в их нижних частях и внутренним диаметром под большие диаметры клапанов, кроме того импульсный клапан размещен в пробоотборной камере с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего гидравлического цилиндра, кольцевые канавки клапанов выполнены в виде трапеций с меньшими основаниями на поверхности клапанов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пробоотборник в открытом положении; на фиг.2 то же, в закрытом положении.

Пробоотборник для испытателя пластов содержит спускаемый на трубах корпус 1, внутри которого размещена проточная пробоотборная камера 2 с впускным 3 и выпускным 4 клапанами, жестко связанными между собой штоком 5 и выполненными на них кольцевыми канавками под верхнее 6 и нижние 7 уплотнения, взаимодействующие с седлами 8 клапанов 3 и 4, а над ними выполнены гидравлические цилиндры 9 с отверстиями 10. Верхняя часть верхнего гидравлического цилиндра 9 взаимодействует с импульсным клапаном 11. В корпусе 1 пробоотборника установлен обратный клапан 12, обеспечивающий выравнивание давления в подпакерной и надпакерной зонах после закрытия пробоотборной камеры 2.

Пробоотборник работает следующим образом.

При обычной компоновке испытательного инструмента пробоотборник устанавливается герметично внутри приборного переводника над фильтром. Во время спуска испытательного инструмента в скважину пробоотборник находится в открытом положении (фиг. 1). Буровой раствор проходит через седло 8 впускного клапана 3, полость пробоотборной камеры 2, седло 8 выпускного клапана 4, отверстия 10 гидравлических цилиндров 9, импульсный клапан 11 в подклапанную полость пробоотборника, обеспечивая переток бурового раствора из подпакерной зоны в надпакерную, при этом поток бурового раствора не проходит через уплотнения 6 и 7 клапанов 3 и 4, что повышает надежность работы.

После пакеровки в открытый период испытания пластовый флюид проходит через пробоотборник указанным выше путем, вытесняя из проточной камеры 2 буровой раствор. По окончании испытания, после открытия уравнительного клапана испытателя пластов, гидростатическое давление столба бурового раствора, заполняющего скважину, передается в подклапанную полость пробоотборника, при этом импульсный клапан 11 перекрывает канал между корпусом 1 и гидравлическим цилиндром 9, давление передается на верхнее уплотнение 6 выпускного клапана 4, который перемещается вниз до седла и через шток перемещает впускной клапан 3 также до седла 8. Пробоотборная камера 2 герметизируется, а давление столба бурового раствора передается через отверстие 10 и обратный клапан 12 в подпакерную зону (фиг.2).

Таким образом на клапанный узел пробоотборника действует гидростатическое давление Р_г, которое передается на сечение F₁ выпускного клапана 4 и сечение F₂ впускного клапана 3, причем F₁ > F₂.

На клапанный узел пробоотборника также действует забойное давление Р_з, которое передается на сечение F₂ выпускного клапана 4 и сечение F₁ впускного клапана 3.

В результате действуют две силы, направленные вниз, способствующие надежной герметизации пробоотборной камеры в скважине и на поверхности.

После подъема пробоотборника на поверхность он вынимается из приборного переводника. Через устройство (на чертежах не показано) замеряется давление в пробоотборной камере и пробоотборник транспортируется в стационарную лабораторию.

Использование предлагаемого устройства повышает качество и информативность испытательных работ за счет повышения надежности работы устройства.

Формула изобретения

ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ, содержащий корпус, внутри которого размещена проточная пробоотборная камера с седлами, выполненными в пробоотборной камере, и жестко связанные между собой штоком впускной и выпускной клапаны с верхними и нижними кольцевыми канавками и уплотнениями под кольцевые канавки клапанов, взаимодействующими с седлами пробоотборной камеры, отличающийся тем, что он снабжен импульсным клапаном, а седла пробоотборной камеры и впускной и выпускной клапаны выполнены в виде цилиндрических ступеней большего и меньшего диаметров, в пробоотборной камере над седлами выполнены верхний и нижний гидравлические цилиндры с отверстиями в их нижних частях и внутренним диаметром под большие диаметры клапанов, при этом импульсный клапан размещен в пробоотборной камере с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего гидравлического цилиндра, а кольцевые канавки клапанов выполнены в виде трапеций с меньшими основаниями на поверхности клапанов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2