Механизм управления клапанами пробоотборника

Изобретение относится к устройствам для отбора проб пластовых флюидов из газовых и нефтяных скважин на заданной глубине. Техническим результатом является повышение надежности и качества отбора пробы при любых пластовых условиях, включая агрессивность пласта, а также создание возможности работы механизма управления клапанами с большинством применяемых типов пробоотборников. Технический результат достигается в механизме управления клапанами пробоотборника тем, что в корпусе с размещенными в нем втулкой и плунжером с отверстиями под тарированные штифты механизм дополнительно снабжен средством, выполненным в виде стакана, расположенного в корпусе механизма выше втулки и взаимодействующего с верхней частью плунжера, снабженного уплотнительными кольцами, изолирующими полость стакана, находящуюся выше верхней части плунжера. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для отбора проб пластовых флюидов из скважины на заданной глубине.

Известен механизм управления клапанами пробоотборников, описанный в устройстве для отбора проб пластовой жидкости в скважине [см. патент РФ №2054541, МПК Е21В 49/08. Опубл. 20.02.1996 г.].

Механизм управления клапанами пробоотборников (МУК) включает корпус, в котором расположена разрывная муфта, состоящая их полумуфт, каждая со своим плунжером и цилиндром. Полумуфты соединяются расчетными наборами штифтов различных размеров и с известными параметрами по усилию среза.

Недостатком известного механизма управления клапанами пробоотборников, взятого нами в качестве прототипа, является сложность его обслуживания в полевых условиях, а также невозможность его использования с основными типами пробоотборников проточного типа.

Задачей изобретения является повышение надежности и качества отбора пробы при любых пластовых условиях, включая химическую агрессивность пласта, а также создание возможности работы механизма управления клапанами с большинством применяемых типов пробоотборников.

Поставленная задача в механизме управления клапанами пробоотборника, включающем корпус с размещенными в нем втулкой и плунжером с отверстиями под тарированные штифты, решается тем, что механизм дополнительно снабжен средством, выполненным в виде стакана, расположенного в корпусе механизма выше втулки и взаимодействующего с верхней частью плунжера, снабженного уплотнительными кольцами, изолирующими полость стакана, находящуюся выше верхней части плунжера.

Существенными отличительными признаками заявленного технического решения в отличие от прототипа являются следующие:

- механизм дополнительно снабжен средством, выполненным в виде стакана;

- средство, выполненное в виде стакана, расположено в корпусе механизма выше втулки и взаимодействует с верхней частью плунжера, снабженного уплотнительными кольцами, изолирующими полость стакана, находящуюся выше верхней части плунжера.

Заявителю представляется, что существенные отличительные признаки, изложенные выше, являются новыми, так как ни из практики, ни из информационных и патентных источников не были ранее известны.

Изобретательский уровень заявляемого изобретения, по мнению заявителя, не вызывает сомнения, так как существенные отличительные признаки изобретения в совокупности с известными позволяют решать задачи, поставленные перед изобретением, и являются неочевидными для специалистов в данной области знаний.

Изобретение может быть легко внедрено в нефтегазовой промышленности при отборе проб пластовых флюидов. Данное техническое решение успешно прошло промысловые испытания при отборе проб нефти на скважинах Тимано-Печорской провинции. Поэтому заявленное техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость».

Механизм управления клапанами пробоотборника (МУК) включает корпус 1, соединенный посредством резьбы с переводником 2. В корпусе 1 с переводником 2 размещен плунжер 3, помещенный во втулку 4 с необходимым количеством отверстий разных размеров и комплекта тарированных штифтов 5 с известными параметрами по усилию среза. В верхней части плунжер 3 посредством уплотнительных колец 6 соединен со средством 7, выполненным в виде стакана, полость 8 которого изолирована уплотнительными кольцами 6. Переходник 2 с отверстием 9, для поступления пластовой жидкости, соединен посредством резьбы с корпусом клапанного узла 10 пробоотборника 11. Клапанный узел состоит из клапана 12, уплотнения 13, направляющей 14, штока 15, пружины 16, крестовины 17, соединенной с толкателем 18, и седла 19. Настройка МУК (чертеж) заключается в таком подборе и комбинации штифтов 5, чтобы обеспечить эквивалентное давление среза штифтов и давления в скважине, где отбирается проба.

МУК (чертеж) подготавливается к работе в соответствии с методикой, общепринятой для всех глубинных скважинных приборов и аппаратов. Механизм МУК (чертеж) настраивают на известное давление в заданной глубине скважины, где предполагается отбор пробы.

При движении сборки, состоящей из пробоотборника 11 и МУК, в скважине вниз в МУК поступает нефть через специальные отверстия 9 и начинает создавать давление на плунжер 3. Давление возрастает по мере опускания сборки вниз к намеченной глубине скважины, достигает критического, когда станет соответствовать давлению среза штифтов 5. Штифты 5 срезаются, плунжер 3 под действием давления перемещается в стакан 7 и клапан 12 под действием пружины 16 закрывается. При подъеме МУК с пробоотборником давление снаружи начинает снижаться. Избыточное давление в камере пробоотборника 11 надежно поджимает клапан 12 к седлу 19. МУК в сравнении с прототипом отличает надежность работы, а также возможность его работы с большинством типов применяемых пробоотборников.

Механизм управления клапанами пробоотборника, включающий корпус с размещенными в нем втулкой и плунжером с отверстиями под тарировочные штифты, отличающийся тем, что механизм дополнительно снабжен средством, выполненным в виде стакана, расположенного в корпусе механизма выше втулки и взаимодействующего с верхней частью плунжера, снабженного уплотнительными кольцами, изолирующими полость стакана, находящуюся выше верхней части плунжера.