УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ГЛУБИННОЙ ПРОБЫ
DEVICE FOR DOWNHOLE SAMPLE CONTROL

Изобретение относится к средствам контроля глубинной пробы в нефтегазовой промышленности в процессе извлечения и доставки ее в лабораторию. Техническим результатом является привязка термобарических параметров глубинной пробы к моменту окончания отбора и обеспечение целостности глубинной пробы, чтобы исключить факт подмены. Такой результат удалось получить благодаря применению устройства бесконтактного обмена данными в средоразделительном поршне пробоприемной камеры, дополнив его функцией измерителя индуктивности.
Задачей изобретения является привязка измеряемых параметров глубинной пробы с положением средоразделительного поршня внутри пробоприемной камеры, причем поршень находится под давлением окружающей среды со всех сторон. Известен патент РФ №2348806, осуществляющий контроль глубинной пробы с применением первичных датчиков, вентилей и каналов, установленных на пробоприемную камеру. Несмотря на информативный подход, изделие сложно в эксплуатации.
Известен патент РФ №2490451, содержащий первичные преобразователи на поверхности средоразделительного поршня, использующиеся для контроля глубинной пробы. Его недостатком является отсутствие контроля положения средоразделительного поршня.
Известен патент РФ №191037, содержащий первичные преобразователи на поверхности средоразделительного поршня, использующиеся для контроля глубинной пробы. Формально в патенте есть контроль положения средоразделительного поршня в момент зацепления соответствующих контактов на нем и опорной втулке, но условия эксплуатации могут быть и такие, что балластная камера отсутствует и средоразделительный поршень с обеих сторон окружает скважинная жидкость, известная своими коррозионными свойствами. В таких условиях требуется бесконтактный метод. Наиболее близким патентом является патент РФ 2338064, в котором применяются устройства бесконтактной связи в нефтегазовых скважинах для обмена данных и подзарядки аккумуляторных батарей автономных устройств, находящих на глубине и под высоким давлением. В данном патенте не ставится задача определения положения автономных устройств, поскольку это известно при постановки их в скважину. А положения съемника информации определяется по показаниям датчика на лебедке наземного подъемника.
Задача решается использованием элемента устройства бесконтактного обмена данными, в случае указанного ближайшего прототипа это катушка индуктивности, как средства измерения.
Предлагаемая конструкция изображена на рисунках 1-4, где 1 - корпус обратного клапана, 2 - датчик температуры, 3 - средоразделительный поршень, 4 - калиброванный цилиндр, 5 - опорная поверхность, 6 - корпус балластной камеры, 7 - опорная втулка, 8 - трубка, 9 - катушка индуктивности, 10 - резиновое уплотнение, 11 - отсек электроники, 12 - датчик давления, 13 - корпус съемника информации, 14 - держатель, 15 - катушка индуктивности, 16 - коммутатор, 17 - приемопередатчик, 18 - генератор, 19 - микроконтроллер, 20 - устройство хранения.
Устройство работает следующим образом.
Средоразделительный поршень 3 выполнен из немагнитного материала, что позволяет использовать катушку индуктивности 9 средоразделительного поршня 3 не только как средство связи, но и как измерительный инструмент. Известно, что при внесении внутрь катушки индуктивности предмета из магнитного материала ее величина изменяется. Таким предметом в предлагаемой конструкции является трубка 8, установленная на корпусе балластной камеры 6 и выступающая за опорную поверхность 5 опорной втулки 7. На рис. 1 показано исходное состояние пробоприемной камеры глубинного пробоотборника. При этом величина катушки индуктивности индуктивности 9 средоразделительного поршня 3 принимает значение А. Замер величины индуктивности производится с помощью устройств изображенных на рис. 4, находящихся в отсеке электроники 11 средоразделительного поршня 3. Микроконтроллер 19 с помощью коммутатора 16 периодически подключает катушку индуктивности то к приемопередатчику 17, являющимся средством обмена информацией из устройства хранения 20 с вычислительными средствами на поверхности земли, то к генератору 18, являющимся преобразователем величины индуктивности в гармонический сигнал (измерителем индуктивности) и затем в микроконтроллере 19 в числовой код. Глубинная проба проходит в пробоприемную камеру через корпус обратного клапана 1, ограничивается калиброванным цилиндром 4 и средоразделительным поршнем 3. Резиновое уплотнение 10 обеспечивает герметичность глубинной пробы. На поверхности средоразделительного поршня 3, обращенную в сторону корпуса обратного клапана 1, установлены датчик температуры 2 и датчик давления 12, позволяющие делать замеры, формующие в дальнейшем индивидуальные характеристики отобранной пробы. После отбора глубинной пробы рис. 2 средоразделительный поршень 3 опирается на опорную поверхность 5 опорной втулки 7. При этом часть трубки 8 оказывается внутри катушки индуктивности 9 и ее величина принимает значение, отличное от значения А. Этот факт фиксируется в устройстве хранения 20 как окончание отбора. Факт окончания отбора фиксируется и в глубинном пробоотборнике, но факт фиксации в пробоприемной камере ценен тем, что можно точно отследить изменения термобарических параметров глубинной пробы при подъеме на поверхность земли, что полезно для последующего PVT - анализа. Кроме того, это полезно для сохранения целостности глубинной пробы, то есть исключения факта ее подмены. В противном случае средоразделительный поршень 3 отойдет от опорной поверхности 5, часть трубки 8 выйдет из внутренней части катушки индуктивности 9 и ее величина опять примет значение А. На рис. 3 изображен момент съема информации из устройства хранения 20 с помощью катушки индуктивности 15, установленной в держателе 14 из немагнитного материала, закрепленном на корпусе съемника информации 13.