Пробоотборник

ПРОБООТБОРНИК в нефтяной геологии (а. sampler; н. Probeentnahmegerat; ф. echantillonneur; и. sacador de muestras, extractor de muestras) — аппарат для отбора проб жидкости и газа в нефтяных и газовых скважинах, а также в скважинах для добычи питьевой, минеральной, технической воды, горячего пара и др. Проба, отобранная в пластовых условиях (сохраняющая пластовые давление и температуру), называется представительной и извлекается из скважины пробоотборником. Используют глубинные пробоотборники, предназначенные для отбора пробы из ствола скважины, и пробоотборники для отбора пробы из призабойной зоны в процессе испытания и опробования пластов. Первые спускают в скважину на металлическом тросе при помощи лебёдок (с ручным приводом до глубины 1500 м и с механическим до глубины 7000 м); вторые — в компоновках испытателей и опробователей пластов.

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

Если в процессе бурения проводят испытание или опробование пластов, то применяют второй тип пробоотборника. Среди них различают пробоотборники с проточной камерой односекционные и пробоотборники-накопители односекционные и многосекционные с проточной и непроточной камерами. Пробоотборники и пробоотборники-накопители рассчитаны на давление до 45 МПа и температуру до 150°С. Односекционные пробоотборники 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 пробоотборники по центральному каналу и отверстиям в гидравлическом переключателе. В съёмной приёмной камере (гильзе) механизм управления клапанами соединён с испытателем пластов непосредственно. Поднятая на поверхность гильза извлекается из корпуса пробоотборника и направляется в лабораторию для анализа отобранной пробы.

Созданы две разновидности пробоотборников-накопителей с проточной камерой. Для отбора больших объёмов жидкости при испытании пластов применяют пробоотборники-накопители с проточной камерой односекционные и многосекционные, которые устанавливают в компоновку испытателя пластов между её запорно-поворотным устройством и испытателем пластов. Приёмной камерой пробоотборника-накопителя многосекционного служит внутренняя полость трубы с нижними и верхними переводниками. Отбор пробы на поверхности производят перед разборкой испытателя пластов. Пробоотборники и пробоотборники-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 пробоотборники с 2 и 3 непроточными камерами. После отбора пробы из одного пласта испытатель переставляют на следующий и производят отбор пробы в другую камеру. В зависимости от количества камер испытывают 2-3 пласта за один спуск инструмента.

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

За рубежом чаще применяются пробоотборники, разработанные американскими фирмами "Наlliburton", "Schlumberger", "Johnston", "Lynes" и др., принципиально не отличающиеся от отечественных конструкций.