Газокернонаборник Советский патент 1984 года по МПК E21B25/08 E21B49/08 

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам бурения с отбором керна и сохранением его природной среды.

Известны газокернонаборники, содержащие корпус с переходником для соединения с бурильными трубами, связанную с корпусом наружную трубу с буровой коронкой, керноприемник, газосборник с запорным клапаном, газопроводящее соединение газосборник с керноприемником, позволяющие одновременно с отбором керна отбирать пробу газа, содержащегося в породе l

Однако ёти газокернонаборники не обеспечивают сохранность газа в полном объеме, что искажает данные о ег содержании.

Более совершенными по части определения содержания газа являются газокернонаборники с полной герметизацией керна и гйза на забое,

Известен газокернонаборник, содержащий корпус с переходником-распределителем для соединения с бурильными трубами, связанную с корпусом подвижным соединением наружную трубу с буровой коронкой, размещенные внутри наружной трубы керноприемник, нижний герметизирующий клапан газосборник с запорным клапаном и газопроводящее соединение газосборника с корнеприемником и пружинно-гидравлический механизм перемещения керноприемника и нижнего герметизирующего клапана относительно наружной трубы 2 .

Однако при бурении известным .снарядом жидкость, вытесняемая керном из полости керноприемника, перемещается в .газосборник и остается там после перекрытия клапана.и выделения газа. При последующем извлечении пробы газа и керна для раздельного анализа жидкость, попадая в анализатор, ухудщает качество исследований.

Цель изобретения - повышение качества опробования.

Указанная цель достигается тем, что в газокернонабориике, содержащем корпус с передником-распределителем . для соединения с бурильными трубами, связанную с корпусом подвИжным соединением наружную трубу с буровой коронкой, размещенные внутри наружной трубы керноприемник, нижний герметизирующуй клапан, газосборник с запорным клапаном и газопроводящее соединение газосборника с керноприемником и пружинно-гидравлический механизм перемещения керноприемника и нижнего герметизирующего клапана относительно наружной трубы, газопроводящее соединение выполнено в виде сообщающегося с внешним пространством двухпозиционного трехходового распределителя с залотниковым элементом в виде наружной втулки, имеющей выступ для взаимодействия с наружной трубой, при этом запорный клапан газосборника выполнен в виде поршня, установленного подвижно в полости газосборника, а наружнаятруба снабжена выступающим на внутренней поверхности штифтом.

Кроме того, газопроводящее соединение снабжено вентилем.

Выполнение газопроводящего соединения керноприемника с газосборником в виде распределителя с золотником, имеющим привод, при взаимодействии с наружной трубой и наличие в газосборнике клапана в виде подвижного поршня обеспечивают удаление всей жидкости из газосборника при выделении газа из керна и отвод жидкости и керноприемника во внешнее простран ство. Наличие вентиля предотвращает попадание оставшейся в керноприемнике жидкости в анализатор при выпуске газа из газосборника.

На фиг. 1 приведен предлагаемый газокерносборник, предельный разрез .на фиг, 2 - то же, продолжение; на фиг. 3 - то же, продолжение, на фиг. 4 - то же, нижняя часть; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 3.

Газокернонаборник содержит корпус 1 с переходником-распределите, лем 2, имею1цим резьбу для соединения с бурильными трубами (не показано), наружную трубу 3, связанную с корпусом 1 ПОДВ1-ШНЫМ соединением, образованным поверхностями деталей 4 и 5. На нижнем конце наружной трубы 3 имеется буровая коронка 6 и закрепленный шарнирно нижний герметизирующий клапан 7, удерживаемый в открыто положении керноприемником 8. Полость последнего по каналам 9-12 газоподводящей соединительной детали 13 сообщается с газосборником. 14. На внешней поверхности детали 13 на участке выхода каналов 11 и 12 расположен золотниковый элемент в виде втулки 15, удер7ливаемой в исходном положении фиксатором 16 и имеющей 3-1 на внутренней поверхности газопроводящую кольцевую расточку 17, и сообщающееся с внешним пространством отверстие 18. Втулка 15 в совокупности с каналами и поверхностью детали 13 образует двухпозиционный трехходовой распределитель. Для переключения распределителя на внутренней поверхности трубы 3 закреплен выступающий штифт 19, а на втулке 15 имеется выступ для взаимодействия со штифтом 19. Газосборник 14 в нижней части имеет запорный клапан в виде подвижного поршня 20 с встроенным подпружиненным клапаном 21 и с кольцевым выступом 22 для вз модействия с уплотнительньм элементом 23 в край нем верхнем положении. Для вытеснени находящейся в полости газосборника :14 жидкости в нем предусмотрены вы|ходные каналы 24 с клапанным упругим кольцом 25. Для разобщения полостей газосборника 14 и керноприемника 8 в детали 13установлен вентиль 26. Внутренняя компоновка соединенных друг с другом керноприемника и газосборника связана с возможностью вращения с переходником 2 посредством узла 27, имеющего встроенные в него подшипник 28, фрикцион 29 и упругий элемент 30, взаимодействующие с осью 31, являющейся продолжением крышки 3 газосборника 14. В то же время наружная труба 3 через деталь 5 связан с поршнем 33 и подпружинена через пружину 34 относительно компоновки керноприемника с газосборником. Указанные связи наружной трубы и внутренней компоновки образуют пружинно-гидравлический механизм, осуществляющий перемещение керноприемника, золотникового элемента и нижнего клапана. Поскольку для обеспечения качеств опробования полости газокернонаборника перед спуском необходимо заполнить жидкостью, в нем предусмотрены поршень-пробка 35 на керноприемнике и заглушка 36 на йтулке 15. Газокернонаборник работает следующим образом. Перед спуском в скважину все полости газокернонаборника заполняют жидкостью (водой) при нижнем положении поршней 20 и 35. Газокернонаборник опускают в скважину на обычных бурильных трубах. В процессе бурения керн, поступающий в керноприемник. 8 вытесняет воду через кпнал 9, открмтый вентилем 26 канал П и отнсрстие 18 во внешнее пространство. Поело набора керна Газокернонаборник приподнимают над забоем и по бурильным трубам опускают шарик, который перекрывает переходник-распределитель 2, по которому поступает промывочная жидкость в межтрубное пространство. Включают насос подачи промывочной жидкости, которая теперь создает давление на поршень 33. Последний, сжимая пружину 34, начинает перемещаться вниз вместе с наружной трубой 3, при этом штифты 19 перемещают втулку 15 в крайнее нижнее положение, соединив каналы, ведущие из керноприемника в газосборник. Нижний герметизирующий клапан 7 опускается на край буровой коронки. Выключают насос подачи промывочной жидкости. Пружина 34, распрямляясь, перемещает поршень 33 и наружную трубу 3 в обратном направлении. Нижний край керноприемника 8 прижимается к нижнему герметизирующему клапану 7, герметизируя керновую пробу. При подъеме газокернонаборника из керна выделяется газ, который поступает в газосборник по сообщаюп;имся через кольцевую расточку 17 каналам 11 и 12 и перемещает вверх поршень 20, который вытесняет находящуюся над ним воду через радиальные каналы 24 в крышке 32, отжимая резиновое кольцо 25. При перемещении поршня 20 до упора в элемент 23 кольцевым выступом 22 создается дополнительная герметизация полости газосборника. На поверхности снимают наружную трубу 3, перекрывают канал 10, ввинчивая до упора вентиль 26, тем самым отделяя свободный газ в газосборнике от полости керноприемника. Отправляют керноприемник с газосборником как одно целое в лабораторию. Отбор газа из газосборника производят через центральное отверстие поршня 20. По мере отбора газа поршень 20 перемещается вниз и после отбора всего газа оказывается прижатым к основанию соединительной детали 13. После этого открывают канал 10, вывинчивая вентиль 26, и производят выпаривание керна. При этом вьщеляющийся из jKepHa газ отбирают также, как из газосборника, т. е. через поршень .

Применение предлагаемого газокернонаборника для га зового опробования структурно-поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин на нефть, газ, каменнный уголь и горючие сланцы, в частности для отбора загерме11213886

тизированных на забое газокерновых проб, повышает надежность герметизации и качество отбираемых проб вследствие полной изоляции полости 5 газосборника от затрубного пространства, газа в лаборатории.

JJ

28

иг.1

1. ГАЗОКЕРНОНАБОРНИК, содержащий корпус с переходником-распределителем для соединения с бурильными трубами, связанную с корпусом подвижным соединением наружную трубу : с буровой коронкой, размещенные внутри наружной трубы керноприемник, :нижний герметизирующий клапан, газосборник с запорным клапаном и газопроводящее соединение газосборника с керноприемником и пружинно-гидравлический механизм перемещения керноприемника и нижнего герметизирующего клапана отйосительно наружной трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества опробования, газопроводящее соединение выполнено в виде сообщающегося с внешним пространством двухпозиционного трехходового распределителя с золотниковым элементом в виде наружной втулки, имеющей выступ для взаимодействия с наружной трубой, при этом запорный клапан газосборника выполнен в виде поршня, установленного подвижно в (Л полости газосборника, а наружная труба снабжена выступающим на внутренней поверхности штифтом. 2. Газокернонаборник по п. 1, отличающий ся тем, что газопроводящее соединение снабжено вентилем.