ГЛУБИННЫЙ ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ОТБОРА МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для отбора проб механических примесей из газового потока в скважине.
Обнаружение и отбор механических примесей из скважин в отечественной и зарубежной практике осуществляется с помощью породоуловителей [Зотов Г.А., Тверковкин С.М. Гидродинамическик методы исследования газовых скважин. - М.: Недра, 1970. - С.162-166], которые устанавливаются во время отбора на устье скважины.
Основным недостатком этих устройств является то, что отобранный газ из породоуловителя выпускается в атмосферу, загрязняя ее и теряясь для дальнейшего использования или не используется в дальнейшем.
Задача, стоящая при создании устройства, состоит в мобильности и оперативности отбора проб механических примесей из газового потока в скважине без выпуска газа в атмосферу, без безвозвратной потери ценнейшего углеводородного сырья.
Достигаемый технический результат состоит в снижении трудоемкости и сокращении продолжительности отбора проб механических примесей из газового потока в скважине, в устранении выпуска газа в атмосферу.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что глубинный пробоотборник для отбора механических примесей из газового потока в скважине содержит составной корпус, внутри нижнего корпуса размещена стойка, к верхней части которой присоединен патрубок и между которыми размещен завихритель, между верхним и промежуточным корпусами размещена перегородка, внутри которой размещена трубка с образованием кольцевого зазора между нею и верхней частью патрубка, между стойкой и промежуточным корпусом образована накопительная камера, перекрытая кольцеобразной решеткой с размещенным на ней фильтрующим элементом, накопительная камера ниже фильтрующего элемента сообщена с затрубным пространством скважины посредством эжекционных отверстий, к нижней части нижнего корпуса присоединен наконечник со свободно размещенной на нем центрирующей обоймой, образующей с нижним корпусом эжекционную камеру, к верхней части верхнего корпуса присоединена перфорированная труба с перфорационными выходными отверстиями, причем завихритель размещен на расстоянии не менее 8 внутренних диаметров стойки от входного отверстия пробоотборника.
На фиг. показан глубинный пробоотборник для отбора механических примесей из газового потока в скважине.
Глубинный пробоотборник для отбора механических примесей из газового потока в скважине содержит составной корпус, состоящий из верхнего 1, промежуточного 2 и нижнего 3 корпусов. Внутри нижнего корпуса 3 размещена стойка 4, к верхней части которой присоединен патрубок 5. Между патрубком 5 и стойкой 4 размещен завихритель 6.
Между верхним 1 и промежуточным 2 корпусами размещена перегородка 7, внутри которой размещена трубка 8, представляющая собой цилиндр с расширенной верхней частью. Между трубкой 8 и верхней частью патрубка 5 образован кольцевой зазор 9.
Между стойкой 4 и промежуточным корпусом 2 образована накопительная камера 10, перекрытая кольцеобразной решеткой 11. На кольцеобразной решетке 11 размещен фильтрующий элемент 12, предназначенный для удерживания механических примесей в накопительной камере 10. Фильтрующий элемент 12 не пропускает через себя механические примеси, но свободно пропускает газ. Кольцеобразная решетка 11 и фильтрующий элемент 12 закреплены в выемке между промежуточным 2 и нижним 3 корпусами, что препятствует их вертикальному перемещению. Накопительная камера 10 ниже фильтрующего элемента 12 сообщена с затрубным пространством скважины посредством эжекционных отверстий 13.
К нижней части нижнего корпуса 3 присоединен наконечник 14 со свободно размещенной на нем центрирующей обоймой 15, предназначенной для центрирования пробоотборника во внутренней полости лифтовой колонны. Внутренняя полость наконечника 14 выполняет функцию входного отверстия 16. Между наружной поверхностью нижней части нижнего корпуса 3 и внутренней поверхностью центрирующей обоймы 15 образована эжекционная камера 17.
К верхней части верхнего корпуса 1 присоединена перфорированная труба 18 с перфорированными выходными отверстиями 19 и с присоединенной к ней муфтой 20. Внутренняя полость верхнего корпуса 2 выполняет функцию расширительной камеры 21.
вн
вн
Завихритель 6 размещен в пробоотборнике на расстоянии, определенном из уравнения L=8 D, где L - расстояние завихрителя 6 от входного отверстия 16 пробоотборника, мм; D - внутренний диаметр стойки 4 пробоотборника, мм.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально на устье скважины собирается собственно пробоотборник. Затем к муфте 20 перфорированной трубы 18 присоединяется утяжелитель (грузовые штанги, на фиг. они не показаны), а к нему - ловильная головка, к которой присоединяется кабель, трос или скребковая проволока глубинной лебедки. Утяжелитель предназначен для предотвращения выброса пробоотборника из скважины под действием выталкивающего усилия газового потока.
Спущенный в действующую скважину пробоотборник частично перекрывает проходное сечение лифтовой колонны. Часть газового потока через входное отверстие 16 поступает на завихритель 6, где приобретает вращательное движение. Механические примеси, представляющие собой песчинки и другие твердые частицы, находящиеся в газовом потоке, отбрасываются к кольцевому зазору 9 и попадают в накопительную камеру 10. Фильтрующий элемент 12, размещенный на кольцеобразной решетке 11, предотвращает вынос механических примесей в эжекционную камеру 17 и далее в полость лифтовой колонны через эжекционные отверстия 13, но свободно пропускает газ. Эжекционная камера 17 за счет сужения своего внутреннего диаметра относительно наружной поверхности нижнего корпуса 3 позволяет увеличивать скорость газа, выходящего через накопительную камеру 10, обеспечивая дополнительный отрыв газа от механических примесей.
Очищенный от механических примесей газ через расширительную камеру 21, где происходит окончательное отделение механических примесей, и через перфорированные выходные отверстия 19 перфорированной трубы 18 выходит из пробоотборника и соединяется с основным потоком. Таким образом, исключаются потери газа при проведении исследований скважины, так как отпадает необходимость в выпуске газа в атмосферу.
После завершения испытания пробоотборник извлекается из скважины и разбирается. Из накопительной камеры отбираются механические примеси, замеряется их масса и проводится химический анализ состава механических примесей.
Отбор механических примесей необходим для определения границы безопасной эксплуатации скважины, при возрастании выноса механических примесей из скважины необходимо предпринимать меры по предотвращению его выноса, например, установкой в скважине противопесочных фильтров или проведение работ по закреплению скелета горных пород призабойной зоны пласта. Вынос механических примесей чреват абразивным износом скважинного оборудования, разрушением фонтанной арматуры и возникновению аварийных ситуаций и открытых газовых фонтанов и пожаров.
Заявляемая полезная модель обеспечивает снижение трудоемкости и продолжительности операции по отбору проб механических примесей из газового потока в скважине. Позволяет исключить выпуск газа в атмосферу, сохранить невозместимое дефицитное углеводородное сырье.