[1]Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности для оперативной оценки эффективности на предмет пескоудерживающей способности образцов забойных скважинных фильтров.
[2]Известен кернодержатель (патент RU № 111664 U1, опубл. 20.12.2011), содержащий камеру гидрообжима, создающую аксиальное давление обжима с помощью резиновой манжеты; плунжеры подвода и отвода рабочих агентов с вентилями, при этом обеспечивается конструктивная возможность фильтрации как одного агента при одном из закрытых вентилей, так и совместная фильтрация двух несмешивающихся жидкостей при двух открытых вентилях; пустотное пространство внутри резиновой манжеты для размещения по меньшей мере одного образца керна.
[3]Недостатком данного устройства является наличие резиновой манжеты, уязвимой для работы в агрессивной песконасыщенной среде.
[4]Известен кернодержатель (патент RU № 2239047 C2, опубл. 27.10.2004), включающий корпус кернодержателя, систему из пружинных дугообразных лепестков, выполняемых со строго заданной шириной лепестка – от 1.4 до 1.6 диаметров керноприемного отверстия. Устройство предназначено для отбора кернового материала рыхлых и высокосыпучих пород, и таким образом, не подходит для проведения лабораторных исследований.
[5]Недостатком устройства является наличие лопастей для удержания керна, которые с течением времени могут быть подвержены эрозии.
[6]Известен кернодержатель (авторское свидетельство SU №1247723 A2, опубл. 30.07.1986), включающий цилиндрический корпус кернодержателя, систему штуцеров, резиновую манжету, размещаемую в специальной гильзе, уплотняющие плунжеры со сквозными отверстиями для подачи флюида, уплотнительные конусы, предотвращающие гофрообразование поверхности манжеты.
[7]Недостатком данного устройства является единственный канал для фильтрации рабочих агентов, что может привести к неравномерности фильтрации флюидов при работе с высокопроницаемыми образцами кернового материала.
[8]Известен способ уплотнения цилиндрического керна и способ сборки уплотнения в кернодержателе (патент RU № 2720208, опубл. 28.04.2020), включающий корпус кернодержателя, два уплотнительных плунжера. Особенностью изделия является возможность использования терморасширяемого графита для создания всестороннего обжима на керн с целью проведения экспериментов при давлениях до 20 МПа и температурах до 400 градусов по Цельсию.
[9]Недостатком устройства является наличие терморасширяемого графита для создания давления обжима, поскольку устройство рассчитано на проведение экспериментов при экстремальных давлениях и температурах.
[10]Известен кернодержатель (патент RU № 2685466, опубл. 18.04.2019), включающий корпус кернодержателя, поджимающие верхний и нижний плунжеры, снабженные сквозными отверстиями для подвода и отвода рабочих агентов, в том числе газообразных, а также систему из 7 штуцеров, расположенных по длине кернодержателя в трех сечениях - 2 сечения с тремя штуцерами, одно сечение с одним штуцером - для подвода экранирующих химических реагентов, применяемых в нефтяной и газовой промышленности.
[11]Недостатком данного устройства является наличие штуцеров, выполненных вдоль корпуса кернодержателя, которые могут быть забиты песком в процессе экспериментов.
[12]Техническим результатом является повышение равномерности фильтрации рабочих агентов.
[13]Технический результат достигается тем, что сверху и снизу к корпусу жестко прикреплены торцы, которые выполнены в форме квадрата, в центре которых выполнено отверстие, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру корпуса, при этом плунжеры установлены с возможностью съема сверху и снизу на торцы, в центре каждого из плунжеров выполнен сквозной осевой канал, на стенках которого выполнена резьба, с возможностью подсоединения насоса, который переходит в фильтрационный канал меньшего диаметра, на внутренней поверхности плунжеров нанесены концентрические круги, а на его угловых участках выполнены отверстия, в которые с возможностью съема установлены крепления, внутри нижней части корпуса над нижним плунжером установлен с возможностью съема конус, отверстие в нижней части которого соосно соединено с фильтрационным каналом и сквозным осевым каналом.
[14]Кернодержатель поясняется следующими фигурами:
[15]фиг. 1 – устройство в сборе;
[16]фиг. 2 – 3D-модель устройства;
[17]фиг. 3 – крышка, вид снизу;
[18]фиг. 4 – крышка, вид сбоку;
[22]4 – уплотнительные кольца;
[24]6 – сквозной осевой канал;
[25]7 – фильтрационный канал;
[29]11 – концентрические круги
[30]Кернодержатель содержит корпус 1 (фиг. 1, 2) выполненный в форме полого цилиндра, например из стали марки сталь 10. Сверху и снизу к корпусу 1 жестко прикреплены торцы 10, выполненные в форме квадрата, в центре которых выполнено отверстие, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру корпуса 1. На торцы 10 сверху и снизу установлены с возможностью съема плунжеры 3, в центре которых выполнен сквозной осевой канал 6 (фиг. 4), на стенках которого выполнена резьба, с возможностью подсоединения насоса. Сквозной осевой канал 6 переходит в фильтрационный канал 7 меньшего диаметра. На внутренней поверхности плунжеров 3 нанесены концентрические круги 11 (фиг. 3). На угловых участках плунжеров 3 выполнены отверстия, в которые с возможностью съема установлены крепления 5. Внутри нижней части корпуса установлен с возможностью съема конус 2, отверстие в нижней части которого соосно соединено с фильтрационным каналом 7 и сквозным фильтрационным каналом 6.
[31]Кернодержатель работает следующим образом.
[32]Через нижний торец вовнутрь корпуса 1 кернодержателя помещают конус 2 для сбора песка, после чего нижний торец закрывается одним из плунжеров 3. Через верхний торец помещается купон фильтра 9 фильтрующей поверхностью, ориентированной к верхнему торцу. На купон фильтра 9 помещается песчаная пачка 8, которая представляет собой россыпь породы-коллектора с заранее известным гранулометрическим составом. Породу для формирования песчаной пачки 8 следует заранее смешать с флюидом, который будет использоваться в процессе эксперимента, в объеме, равном 1.5 поровым объемам предполагаемой песчаной пачки 8. Далее песчаная пачка 8 уплотняется во внутреннем пространстве кернодержателя. После чего происходит закрытие верхнего торца корпуса 1 кернодержателя плунжером 3 с концентрическими кругами 11 и уплотнение его в песчаную пачку 8 с помощью креплений 5. Далее закрепляются нижние крепления 5.
[33]К верхнему торцу кернодержателя через сквозной осевой канал 6 подсоединяется насос и осуществляется подача флюида с заданным давлением, а также оценка давления закачки. Через нижний торец кернодержателя происходит централизованный сбор образцов флюида с вынесенной породой. Образцы породы далее анализируются.
[34]Устройство за счет протравки концентрических кругов на внутренней поверхности плунжера позволяет увеличить равномерность фильтрации на начальных этапах экспериментов.
