ГЛУБИННЫЙ ПРОБООТБОРНИК

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к технике, применяемой для исследования пластов при нефтедобыче.
Все известные технические решения устройств для отбора проб в скважине, содержащие балластную и приемную камеры, имеют механизмы управляющие открытием (закрытием) входного запорного клапана (часовые, механические, гидравлические, пневматические), а также гидро- или пневмосопротивления и для торможения пластовой жидкости, отбираемой в приемную камеру, чтобы сохранить однофазное состояние глубинной пробы. Для всех их характерны общие недостатки.
Известен глубинный пробоотборник, содержащий камеру для отбора пробы, снабженную подпружиненными клапанами, связанными между собой замком, и механизмом для закрытия клапанов, состоящим из емкости, поршня, обратного клапана и собачки, удерживающей клапаны в открытом состоянии при спуске в скважину (Нефтяное хозяйство, 1971, №1, с52-53). Недостатками этого устройства являются значительные габариты, малый объем полезной камеры и необходимость подъема пробоотборника при отборе пробы на 20-30 м от точки отбора для срабатывания механизма, закрывающего клапаны, в результате чего может произойти попадание скважинной жидкости в приемную камеру и изменение состава пробы.
Известно устройство для отбора проб пластовой жидкости в скважине, включающее основную пробоотборную камеру и механизм управления (пат. РФ 2054541). Устройство дополнительно снабжено пробоотборной камерой, при этом механизм управления размещен между основной и дополнительной пробоотборными клапанами и выполнен в виде корпуса с размещенными в нем двумя форклапанами в виде подпружиненных плунжеров, соединенных с верхней и нижней полумуфтами, причем последние зафиксированы друг относительно друга выбором тарированных срезаемых, под воздействием определенного скважинного давления жидкости, штифтов. Недостатком известного устройства является сложность конструкции и ненадежность отбора в заданной точке скважины, малый объем отобранной пробы.
Известны многокамерные пробоотборники скважинной жидкости, спускаемые в колонне, содержащие ряд секций, имеющих приемную камеру и приемно-запирающий клапан например с электровоспламенителем (авт. свид. СССР №№
682638, 575413, 115443). Недостатком этих устройств является низкая достоверность отбираемых проб.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому пробоотборнику относится глубинный пробоотборник, спускаемый в скважину, состоящий из цилиндрического корпуса, в котором размещены пробозаборный модуль, включающий пробоприемную камеру всасывающего типа, разделительный поршень, клапанный механизм и фильтр с магнитным сепаратором, модуль гидропривода, включающий цилиндрическую камеру, балластную камеру, поршень и электромагнитный клапан, электронный модуль и шток-толкатель исполнительного клапанного механизма (пат. РФ №2280160).
Недостатком известного пробоотборника является недостаточная надежность работы отдельных узлов устройства, например гидропривода, и недостаточная точность полученной информации, сложность конструкции.
Технической задачей является упрощение конструкции и повышение надежности работы гидропривода и достоверности пробы.
Техническая задача решается за счет использования глубинного пробоотборника, спускаемого в скважину, состоящего из цилиндрического корпуса, в котором размещены пробозаборный модуль, включающий пробоприемную камеру всасывающего типа, балластную камеру, клапанный механизм и сетчатый фильтр с магнитным сепаратором, модуль гидропривода, включающий цилиндрическую камеру, балластную камеру, поршень, шток-толкатель и электромагнитный клапан, электронный модуль, отличающийся тем, что электромагнитный клапан расположен в поршне модуля гидропривода, а пробозаборный модуль дополнительно снабжен гидросопротивлением, установленным между фильтром и клапанным механизмом, и регулятором расхода жидкости, установленным между пробоприемной и балластной камерой пробозаборного модуля.
Пробозаборный модуль, снабженный дополнительно гидросопротивлением и регулятором расхода жидкости обеспечивает плавное перетечение скваженной жидкости, что значительно улучшает качество полученной информации. Упрощение и повышение надежности работы узлов устройства осуществляется за счет размещения электромагнитного клапана в поршне, что приводит к уменьшению количества подвижных деталей, уплотнительных элементов гидропривода.
Заявляемый глубинный пробоотборник, приведен на фиг.1.
На схеме а) показаны электронный модуль и модуль гидропривода.
1 - цилиндрический корпус глубинного пробоотборника.
Электронный модуль включает 2 - блок энергообеспечения, 3 - электронную схему регистрации, 4 - измерительные физические датчики.
Модуль гидропривода 5 включает 6 - электромагнитный клапан, 7 - поршень, 8 - балластную камеру, 9 - шток-толкатель.
На схеме б) показана пробоприемная камера всасывающего типа: 10 - сетчатый фильтр, 11 - клапанный механизм, 12 - магнит, 13 - гидросопротивление, 14 - пружина, 15 - подпружиненный конусный механизм герметизации пробоприемной камеры, 16 - разделительный поршень пробоприемной камеры, 17 - рабочая жидкость в подпоршневом пространстве камеры, 18 - регулятор расхода жидкости, 19 - балластная камера.
Принцип работы устройства.
Принцип работы устройства в комплекте с пробоприемной камерой всасывающего типа.
В исходном состоянии в пробоотборной камере поршень 16 находится в верхнем положении. В подпоршневом пространстве камеры 17 находится рабочая жидкость. Балластная камера 19 пуста. Клапанный механизм 11 закрыт. Поршень 7 гидропривода установлен в нижнем положении. Электронный модуль запрограммирован на поверхности в случае автономного режима или ждет управляющей команды при работе на геофизическом кабеле.
В процессе нахождения в скважине устройство измеряет физические параметры, регистрирует их в энергонезависимой памяти или передает измеренную информацию по геофизическому кабелю. При поступлении управляющей команды либо по таймеру, либо по геофизическому кабелю с поверхности электронный модуль включает электромагнитный клапан 6. Под действием скважинного давления, действующего на шток-толкатель 9 и клапан 11, результирующая сила двигает поршень 7 вверх и открывает клапан 11. Пластовая жидкость устремляется через фильтр 10 и улавливающий металлический абразив магнит 12 в образовавшееся отверстие. Для устранения сильной депрессии давления, сказывающейся на качестве отбора пробы и срыве уплотнительного кольца с конусного механизма 15, служит гидросопротивление 13. Для повышения качества отбора пробы введен регулятор расхода жидкости 18, который поддерживает определенную заранее величину расхода рабочей жидкости на выходе.
Устройство выдерживается в процессе отбора пробы некоторое время. После этого начинается подъем с последующим протоколированием записанной информации и моментом отбора пробы. Камера с пробой отправляется в лабораторию на анализ.