Пробоотборник

В нефтяной геологии (a. sampler; н. Probeentnahmegerat; ф. echantillonneur; и. sacador de muestras, extractor de muestras) — аппарат для отбора проб жидкости и газа в нефт. и газовых скважинах, а также в скважинах для добычи питьевой, минеральной, техн. воды, горячего пара и др. Проба, отобранная в пластовых условиях (сохраняющая пластовые давление и темп-ру), наз. представительной и извлекается из скважины П. Используют глубинные П., предназначенные для отбора пробы из ствола скважины, и П. для отбора пробы из призабойной зоны в процессе испытания и опробования пластов. Первые спускают в скважину на металлич. тросе при помощи лебёдок (с ручным приводом до глуб. 1500 м и с механическим до глуб. 7000 м); вторые — в компоновках испытателей и опробователей пластов.

Рис. 1. Глубинный пробоотборник с проточной камерой: 1 — часовой привод; 2 — муфта; 3 — окно; 4 — рычаг; 5 — верхний клапан; 6 — игла; 7 — тяга; 8 — нижний клапан; 9 — фильтр.

Рис. 2. Глубинный пробоотборник с непроточной камерой: 1 — балластная камера; 2 — приёмная камера; 3 — разделительный поршень; 4 — клапан; 5 — форклапан; 6 — поршень; 7 — камера пьезопривода; 8 — капилляр.

Глубинные П. состоят из 2 осн. частей: приёмной камеры и управляющего устройства, открывающего и закрывающего клапаны приёмной камеры. Для отбора проб в фонтанных скважинах при небольшой вязкости нефти применяют глубинные П. с проточной (открытой) камерой (рис. 1); для отбора проб в нефонтанирующих скважинах, особенно при большой вязкости нефти или при интенсивном выделении парафина, используют глубинные П. с непроточной (закрытой) камерой (рис. 2). При спуске в скважину глубинного П. с проточной камерой клапаны его открыты и жидкость протекает по внутр. полости приёмной камеры. На заданной глубине спуск П. прекращают на время, необходимое для заполнения приёмной камеры пластовым флюидом, затем клапаны закрываются и изолируют пробу от внеш. среды. Непроточная камера в глубинных П. во время спуска в скважину закрыта и заполнена маслом, отбор пробы на заданной глубине производится путём последоват. открытия и закрытия клапанов П. и вытеснения масла из приёмной камеры в балластовую под давлением пластового флюида. Глубинные П. рассчитаны на пластовое давление до 30 МПа и темп-ру до 200°С (с проточной камерой) и до 100°С (с непроточной). После подъёма на поверхность глубинного П. пробу прессом или ручным насосом переводят в контейнер или исследовательскую аппаратуру.

Рис. 3. Пробоотборник накопитель с проточной камерой: 1 — шаровой обратный клапан; 2 — гидравлический переключатель; 3 — запорный шток; 4 — верхний клапан; 5 — проточная камера; 6 — входное отверстие; 7 — нижний клапан.

Если в процессе бурения проводят испытание или опробование пластов, то применяют второй тип П. Среди них различают П. с проточной камерой односекционные и П.-накопители односекционные и многосекционные с проточной и непроточной камерами. П. и П.-накопители рассчитаны на давление до 45 МПа и темп-ру до 150°С. Односекционные П. устанавливают под испытателем пластов (рис. 3). Выпускают две их модификации: с несъёмной и съёмной проточной камерой, выполненной в виде гильзы. Несъёмная камера открывается синхронно с испытателем пластов. После отбора пробы жидкость из скважины, минуя приёмную камеру, протекает через П. по центр. каналу и отверстиям в гидравлич. переключателе. В съёмной приёмной камере (гильзе) механизм управления клапанами соединён с испытателем пластов непосредственно. Поднятая на поверхность гильза извлекается из корпуса П. и направляется в лабораторию для анализа отобранной пробы.

Созданы две разновидности П.-накопителей с проточной камерой. Для отбора больших объёмов жидкости при испытании пластов применяют П.-накопители с проточной камерой односекционные и многосекционные, к-рые устанавливают в компоновку испытателя пластов между её запорно-поворотным устройством и испытателем пластов. Приёмной камерой П.-накопителя многосекционного служит внутр. полость трубы с ниж. и верх. переводниками. Отбор пробы на поверхности производят перед разборкой испытателя пластов. П. и П.-накопители с проточной камерой предназначены для отбора пробы из одного продуктивного пласта за один спуск инструмента в скважину.

Для отбора проб раздельно из каждого испытываемого пласта за один спуск испытателя в скважину созданы П. с 2 и 3 непроточными камерами. После отбора пробы из одного пласта испытатель переставляют на следующий и производят отбор пробы в др. камеру. В зависимости от кол-ва камер испытывают 2-3 пласта за один спуск инструмента.

При опробовании пластов без подъёма бурильных труб на поверхность используют также многосекционный П. с непроточной камерой, к-рый сбрасывают в бурильные трубы, где он под действием собств. массы опускается в гидравлич. пакер, установленный над долотом. Управление клапанами производят путём изменения избыточного давления внутри бурильных труб (см. Опробование пластов). П. рассчитаны на пластовое давление 81-88 МПа, темп-ру до 150°С.

За рубежом чаще применяются П., разработанные амер. фирмами "Halliburton", "Schlumberger", "Johnston", "Lynes" и др., принципиально не отличающиеся от отечеств. конструкций.

А. М. Ясашин.