187641. lajstromszámú szabadalom • Mintavevő szonda mélyfúrású kutakhoz, főként gázos rétegfolyadékból történő mintaételre
1 ,187 641 2 A találmány tárgya mintavevő szonda mélyfúrású kutakhoz, főként gázos rétegfolyadékból történő mintavételre. A fluidumbányászatban gyakori eset, hogy a kúttermelvény kétbázisú, azaz a folyékony halmazállapotú termelvény mellett különböző gázok is a felszínre kerülnek. A fázisviszony meghatározása és a termelvény kémiai összetételének megállapítása nemcsak termelési szempontból fontos, hanem gázos vizet termelő kutak esetében balesetvédelmi szempontból is, mert ha a gázfázisban éghető szénhidrogén is van, robbanásveszély adódhat a kútnál és a kúthoz kapcsolódó vízellátási rendszerben. A jelenleg érvényes hazai előírások szerint egy kút vize robbanásveszély szempontjából akkor minősül gázmentesnek, ha az abban levő szénhidrogéngáz mennyisége kevesebb mint 0,8 N1 /m3. Ha ez az érték nagyobbnak adódik, a kútvíz csak megfelelő gázmentesítő berendezésen átvezetve kerülhet a vízellátási rendszerbe. A kúttermelvény vegyvizsgálatánál megkívánt pontosság biztosításához előfeltétel a jó mintavétel. A gázos kúttermelvény vegyvizsgálatához szükséges minta vételéhez kétféle eljárás alakult ki. A felszíni eljárásnál szeparálással különítik el a két fázist, külön-külön mérve azok térfogatarányát, illetve végezve el a megfelelő vegyvizsgálatokat. A mélységi eljárásnál a mintát speciális nyomásálló mélységi mintavevő szondával veszik a vizsgált kút meghatározott mélységéből és a megfelelő vizsgálatokat laboratóriumi körülmények között végzik el a lefejtett mintán. Mindkét eljárás rendelkezik kedvezőtlen adottságokkal. A felszíni módszer alkalmazásánál a vett minta nem feltétlenül reprezentálja a kúttermelvény eredeti összetételét, mert abból feláramlás közben szilárd anyag válhat ki, illetve megfordítva, a kút béléscsövének anyagából vas kerülhet a termelvénybe. Végül a vizsgálathoz szükséges berendezések (hozammérők, szeparátor, csőszerelvények) felszerelése is rendszerint körülményes és elhúzódó művelet. A mélységi módszernél a felsorolt kifogások nem merülnek fel. Azonban a nyomásállóság biztosítása a mintavevő szondánál igen szigorú konstrukciós és technológiai követelményeket támaszt. Legismertebb ilyen eszköz a hazánkban is használt LEUTERT PLN típusú mélységi mintavevő szonda (NSZK), amit 300, 400 és 500 bar üzemi nyomásra gyártanak. A nyomásállóság biztosítása azonban csak előfeltétel az eredményes mintavételhez. Valóságban a kúttermel vényben kőzetszemcsék is előfordulhatnak és ezek megakadályozhatják a mintavevő tökéletes zárását, ami elsősorban a gázfázis elvesztéséhez vezet. Végül megjegyzendő, hogy a nagy nyomás miatt a szondából a minta lefejtése csak speciális berendezéssel lehetséges. A találmány által megoldandó feladat olyan mintavevő szonda létrehozása mélyfúrású kutakhoz, amely a mélységi mintavételt és a minta kiemelését egyszerű eszközökkel tökéletes zárás mellett biztosítja és lehetővé teszi a kútban levő fázisok térfogatarányának valósághű, maximális pontosságú meghatározását a minta egyszerű speciális segédszerkezeteket nem igénylő lefejtése mellett. A találmány alapja az a felismerés, hogy a túlnyomás "kiküszöbölésével, vagyis a mintavevőben levő nyomás és a környezeti nyomás automatikus kiegyenlítésével a jó tömítettség, különösen a mintában levő gázfázis megtartása, lényegesen könynyebben biztosítható. A kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan mintavevő szondával oldjuk meg, amelynek legalább egy lezárható mintabeeresztő nyílással ellátott mintatartályában egy kitámasztó egységgel együttműködő szívó dugattyúval szemben egy szabadon elmozduló nyomáskiegyenlitő dugattyú van elrendezve, amelybe lezárható mintabeeresztő nyílásként szívószelep van beépítve, míg a szívódugattyún a vett minta lefejtésére alkalmas átszúrható felülettel lezárt furat van kialakítva. Ez a megoldás biztosítja, hogy a mintavételt követően a mintatartályban levő nyomás a dugattyú elmozdulása következtében a környezeti nyomással automatikusan kiegyenlítődhessen és a minta lefejtése egyszerűen, de nagy pontossággal elvégezhető legyen. A találmány értelmében előnyös ha a szívódugattyú a kitámasztó egység által a kioldásig kifeszítve tartott húzórugóval van ellátva és a kitámasztó egység pedig óraszerkezet által elforgatható kitámaszó karból és a szivódugattyúhoz erősített, kitámasztókaron alátámasztható feszítőrúdból áll. A mintatartály célszerűen üveghengerként van kialakítva, de adott esetben lehet vékonyfalú acélhenger is. A találmány további részleteit rajz alapján ismertetjük, amely a találmány szerinti mintavevő szonda példakénti kiviteli alakját tünteti fel, félnézetfélmetszetben, müködéskész helyzetben. Amint az a rajzon látható, a találmány szerinti mintavevő szondának külső fémtokja van, amely két szondafejjel lezárható. Ezen 2 szondafejbe 1 huzal van rögzítve, amelynek segítségével a szonda a kívánt mélységbe, a kút kijelölt szintjére leereszthető. Ezen fémtokban kap helyet a 6 mintatartály, amely adott esetben egy vastagfalú üveghenger. Az üveghengerben két egymással szembefordított dugattyú van elrendezve, a 4 nyomáskiegyenlítő dugattyú és az 5 szívódugattyú. A 4 nyomáskiegyenlítő dugattyú bizonyos határok között szabadon elmozdulhat, közepébe pedig 3 szívószelep van beépítve, amelynek magasságában van a szonda 13 beömlőnyílása kialakítva. A 4 nyomáskiegyenlítő dugattyúra ezenkívül 14 véghelyzet rögzítő van felszerelve, amely megakadályozza, hogy a 4 nyomáskiegyenlítő dugattyú bizonyos határon túl kövesse a működtetett 5 szívódugattyút. Az ' zívódugattyú 7 húzórugóval van összekötve, ugyanakkor van egy kitámasztó egysége, amely 10 óraszerkezet által elfordítható 9 kitámasztókarból és ez utóbbin feltámaszkodó feszítőrúdból áll, amely össze van kötve az 5 szívódugattyúval. A 10 óraszerkezei a szonda egyéb részeivel szemben 15 tömítőgyűrű révén hermetikusan tömítve van. Az 5 szívódugattyú tengelyében 12 furat van kialakítva, amely 11 gumitárcsával van lezárva. A 6 mintatartályt képező üveghenger a dugaty-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 i
