Устройство для получения керногазовых проб Советский патент 1986 года по МПК E21B25/08 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна и с сохранением пластовой среды.

Целью изобретения является повышение производительности бурения за счет сокращения времени на спускоподъемные операции.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - участок лубрикатора, продольный разрез.

Устройство содержит колонну бурильных труб 1 с колонковым снарядом (не показан). Внутри колонны со снарядом установлен подвижный керноприемник 2, выполненный съемным и с механизмом для подъема его по колонне в виде овершота 3 с захватами 4 и 5, связанными осью 6 и подпружиненными пружиной 7. На колонне 1 закреплен лубрикатор, образованный двумя секциями 8 и 9 с двумя задвижками 10 и 11, уплотнительной головкой 12 и тройником 13 с патрубком 14, являющимися частью нагнетательной системы для подачи промывочной жидкости в бурильные трубы 1.

Под тройником 13 на колонне бурильных труб установлен наружный пакер 15, полость которого сообщается с нагнетательным каналом 16 бурильных труб 1. Пакер 15, взаимодействуя с поверхностью кондуктора 17, герметизирует затрубное пространство скважины.

Для установки снаряда на подкладную вилку участок труб 1 между пакером 15 и тройником 13 имеет соответствующие лыс- ки 18.

Внутри лубрикатора в верхней секции В неподвижно установлены два упорных кольца 19 и 20, между которыми размещены пружина 21 и подпружиненное кольцо 22 для взаимодействия с выступающими концами защелок 4 и 5 оверщота 3 и раскрытия их.

Для контроля давления и извлечения газа в устройстве предусмотрены манометр 23 и вентиль 24.

Спуск и подъем овершота осуществляют на канате 25, а перемещения лубрикатора с колонной труб - через серьгу 26.

Устройство работает следующим образом.

После перебуривания обычным способом угольного пласта снаряд приподнимают до выхода над устьем скважины замка колонны бурильных труб 1. Снаряд ставят на подкладную вилку на труборазворот и освобождают устье скважины. Далее поднимают лубрикатор 5 за серьгу вместе с овершо- том 3 на канат 25 и свинчивают с колонной бурильных труб 1. Затем систему опускают и устанавливают на вилку, используя лыски 18. При этом пакер 15 оказывается внутри кондуктора 17.

Опускают овершот 3 в скважину до захвата его защелками 4 и 5 керноприемника 2. При спуске не требуется герметизация скважины, поэтому для облегчения спуска

5

0

5

0

5

0

5

0

5

уплотнительная головка 12 может быть не зажата.

Далее соединяют патрубок 14 тройника 13 с буровым насосом. Уплотняют канат 25 в головке 10. Создают в скважине избыточное давление, величина которого контролируется по манометру 23. Величина создаваемого избыточного давления должна быть равной гидростатическому, так как для месторождений угля давление свободного газа в угольном керне меньше, чем гидростатическое давление столба промывочной жидкости. Для существующих глубин разведки угольных месторождений избыточное давление не будет превышать 15 МПа, что значительно ниже, чем рабочее давление, на которое рассчитаны уплотнения серийных лубрикаторов, применяемых в нефтяном бурении.

При создании избыточного давления пакер 15 герметизирует затрубное пространство скважины.

Далее поднимают керноприемник 2 до тех пор, пока его нижний торец не пройдет через нижнюю задвижку 11, которую частично закрывают. При продолжении подъема овершот 3 проходит через кольца 19 и 22 до упора верхних концов защелок 4 и 5 в конусную поверхность кольца 22. Дальнейшая натяжка приводит к сжатию пружины 7. Защелки 4 и 5 поворачиваются на оси 6, нижние их концы раздвигаются, освобождая керноприемник 2.

Керноприемник 2 остается в полости нижней секции 9 лубрикатора, а овершот 3 продолжает движение вверх. После сжатия пружины 21 до упора кольца 22 в кольцо 20 овершот 3 оказывается в верхней секции 8 лубрикатора над задвижкой 10, которую закрывают. Поскольку задвижка 11 закрыта не полностью, в полости лубрикатора поддерживается заданное давление. Далее закрывают задвижку И полностью. Таким образом, керноприемник 2 с керном и газом оказывается загерметизированным в нижней секции 9 лубрикатора между задвижками с сохранением давления не ниже того, которое действовало на керн на базе скважины. Подъем керна под давлением позволяет избежать выделения газа из керна в процессе подъема. После герметизации керноприемника 2 снимают давление с паке- ра 15, отключают буровой насос, рассоединяют лубрикатор и колонну 1, снимают лубрикатор и отсоединяют головку 12 с верхней секцией 8 от задвижки 10. Процесс бурения с использованием запасного керноприемника может продолжаться, а секцию 9 через вентиль 24 соединяют с системой, предназначенной для стравливания газа, его сбора и снятия давления, после чего керноприемник 2 можно извлечь, поместить в футляр с герметичной крышкой и отправить в лабораторию. Если работы по извлечению свободного газа на скважине по каким-либо причинам затруднены, то в лабораторию отправляют весь блок, включающий керноприемник 2 с керном и газом, секцию 9 лубрикатора задвижки 10 и 11 с манометром 23 и вентилем 24.

Применение предлагаемого устройства для получения керногазовых проб имеет следующие преимущества:

бурение с отбором керногазовых проб выдается обычным инструментом, т. е. без использования специальных съемных керно- газонаборников, конструкция которых, учитывая малые габариты, сложна и недостаточно надежна;

повыщается эффективность отбора пробы, так как упрощаются вспомогательные работы

ч7

в связи с тем, что объем, в котором производится герметизация пробы для отправки в лабораторию, ограничивается одной секцией лубрикатора без уплотнительной головки, а керноприемник освобождается от ловителя;

по сравнению с широко распространенными керногазонаборниками, основанными на улавливании газа, выделяющегося в процессе подъема, предлагаемое устройство обеспечивает резкое улучшение качества опробования, так как в известных кернога- зонаборниках происходят потери газа до 15%, а использование лубрикатора позволит снизить потери до 1-2%.

-21 -8

22 19