УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКРЫТИЯ ВХОДНОГО КАНАЛА ПРИЕМНОЙ КАМЕРЫ ГЛУБИННОГО ВСАСЫВАЮЩЕГО ПРОБООТБОРНИКА

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для целей модернизации устройств, используемых при отборе глубинных проб нефти, заводского изготовления.
Все известные технические решения, реализуемые в устройствах для отбора проб в скважине, содержат в себе балластные и приемные камеры, механизмы управления открытия запорного клапана и гидро-пневмосопротивления для торможения пластовой жидкости, отбираемой в приемную камеру.
6
Известно устройство для отбора проб пластовой жидкости в скважине, включающее не менее чем два пробозаборных блока, каждый из которых выполнен в виде балластной камеры и связанным с ней переходником приемной камеры, которая содержит в себе разделительный поршень и запорный клапан. В переходниках приемной камеры имеется по предохранительному игольчатому клапану, выполненному в виде запорной иглы, калиброванной пружины и нажимной гайки, установленных с возможностью регулирования усилия запирания (патент РФ №2078206, МПК Е21В 49/08, опубл. 27.04.1997).
К недостаткам устройства можно отнести то, что в процессе спуска запорный клапан приемной камеры остается открытым, в результате чего скважинная жидкость начинает поступать в приемную камеру не на заданной глубине, тем самым отбираемая проба получается не представительной. К недостаткам этого устройства относится также и то, что при достижении заданного давления резко открывается игольчатый клапан приемной камеры, вследствие отсутствия сдерживающего механизма, и поршень, находящийся в приемной камере, также начинает резкое движение вверх, быстро вытесняя рабочую жидкость в балластную камеру. Давление в приемной камере становится ниже, чем в точке отбора, а это приводит к разгазированию пробы нефти, что негативно влияет на ее представительность.
Известен всасывающий глубинный пробоотборник BПП-300 в состав которого входит устройство для открытия входного канала приемной камеры, включающее клапанный узел с клапаном и форклапаном, фильтр, шток, поршень, пьезопривод, гидравлическое сопротивление, балластную камеру, наконечник (Пробоотборник всасывающий поршневой ВПП-300: паспорт. - Завод «Нефтеавтоматика»).
Недостатками данного пробоотборника являются сложная конструкция, требующая тщательного обслуживания, высокий процент несрабатывания устройства из-за засорения капилляра пьезопривода, что приводит к дополнительным затратам по времени на повторный отбор проб. Также к недостаткам относится лимитированность по времени механизма открытия и последующего закрытия запорного клапана, поскольку механизм запускается вначале спуска прибора в скважину (при появлении внешнего давления), а за время холостого хода поршня в пьезоприводе (время до открытия клапана клапанного узла) необходимо доставить пробоотборник на заданную глубину отбора пробы. Если во время спуска прибора в скважину происходит непредвиденная остановка, то клапан клапанного узла откроется не на заданной глубине, что приведет к отбору непредставительной пробы и, как следствие, к необходимости повторного спуска пробоотборника.
Работа ВПП-300 подтверждается промысловыми данными, представленными в таблице 1.
Таблица 1
Отбор глубинных проб пластовой нефти на Южно-Сотчемьюском и Северо-Ираельском месторождении
Номер спуска прибора (камеры)
ВПП-300 с пьезоприводом
1
Проба отобрана на 70%
2
Проба отобрана на 100%
3
Проба отобрана на 100%
4
Засорение капилляра пьезопривода. Проба не отобрана
Задачей заявленной полезной модели является создание устройства для отбора глубинных проб нефти, позволяющего обеспечить повышение качества и надежности отбора проб, уменьшение общего времени, затрачиваемого на отбор проб, за счет сокращения его «холостых» спусков.
Поставленная задача в устройстве для открытия входного канала приемной камеры глубинного всасывающего пробоотборника решается тем, что оно содержит клапан, рабочий поршень, пружину, регулировочный болт и гайку, при этом клапан соединен с рабочим поршнем, который нагружен пружиной, поджатой при помощи регулировочного болта и гайки.
Устройство для открытия входного канала приемной камеры глубинного всасывающего пробоотборника поясняется с помощью графических материалов, где на фиг.1 показано само устройство, а на фиг.2 представлен пример смонтированного устройства в глубинном всасывающем пробоотборнике ВПП-300.
Устройство для открытия входного канала приемной камеры содержит клапан 1, соединенный с рабочим поршнем 2, нагруженным пружиной 3, контактирующей через тарелку 4 с регулировочным болтом 5 и гайкой 6, установленный в рабочей камере 7 с отверстиями 8.
Работа заявленного устройства поясняется с помощью глубинного всасывающего пробоотборника ВПП-300 со смонтированным в нем устройством для открытия канала приемной камеры глубинного всасывающего пробоотборника.
При подготовке глубинного всасывающего пробоотборника к отбору проб помещают устройство в рабочую камеру 7 пробоотборника, сопрягая клапан 1 с входным каналом 10, настраивают клапан 1 на открытие при заданном пластовом давлении отбора. С этой целью с помощью регулировочного болта 5 и гайки 6 сжимают пружину 3 на величину деформации, соответствующую заданному давлению открытия согласно калибровочной зависимости, представленной в таблице 2. Пружина 3 через рабочий поршень 2 передает усилие на клапан 1, который запирает входной канал 10 приемной камеры 9.
Таблица 2
№/№
Деформация пружины, мм*
Давление открытия клапана, МПа
1
10
8,40
2
12
9,76
3
14
11,81
4
16
13,34
5
18
14,47
6
20
16,39
7
22
17,72
8
24
18,92
9
26
20,70
10
28
21,90
11
30
23,75
12
32
25,20
*Винт с резьбой М12х1 (полный оборот винта сжимает пружину на 1 мм); Характеристика пружины: наружный диаметр - 20 мм, диаметр проволки - 3 мм, число витков - 10 мм, длина пружины в нагруженном состоянии - 73 мм.
При движении пробоотборника вниз по скважине через отверстия 8 в рабочую камеру 7 будет поступать нефть, создавая давление на рабочий поршень 2, которое будет расти с увеличением глубины спуска. При достижении заданного пластового давления в точке отбора рабочий поршень 2, преодолевая сопротивление пружины 3, сдвигается, и клапан 1 открывает входной канал 10 приемной камеры 9 глубинного всасывающего пробоотборника. Пластовая нефть поступает во входной канал 10 приемной камеры 9, создавая давление на запорный клапан 11 приемной камеры 9 и отжимая калиброванную пружину 12. Запорный клапан 11 открывается, и нефть поступает под разделительный поршень 13 приемной камеры 9. После заполнения пробой приемной камеры 9, когда разделительный поршень 13 дойдет до упорной пробки 14 давление снаружи и внутри приемной камеры 9 выравнивается, и запорный клапан 11 под действием калиброванной пружины 12 закрывается, запирая пробу нефти в приемной камере 9.
Работа BПП-300 со смонтированным в нем устройством для открытия входного канала приемной камеры глубинного всасывающего пробоотборника подтверждается промысловыми данными по отбору глубинных проб пластовой нефти на Южно-Сотчемьюском и Северо-Ираельском месторождении представленными в таблице 3.
Таблица 3
Отбор глубинных проб пластовой нефти на Южно-Сотчемьюском и Северо-Ираельском месторождении
Номер спуска прибора (камеры)
ВПП-300 с устройством для открытия входного канала приемной камеры глубинного всасывающего пробоотборника
1
Проба отобрана на 100%
2
Проба отобрана на 100%
3
Проба отобрана на 100%
4
Проба отобрана на 100%