Устройство для бокового отбора керна Советский патент 1987 года по МПК E21B49/04 

13

щен поршень 6, В нижней части полость выполнена ступенчатой и в ней размещен дифференциальный поршень 8. Большое сечение поршня 8 выходит в надпоршневую полость, а меньшее сечение выходит в зону, соединенную гидравлически каналом со скважиной. Для повьш1ения надежности в работе за счет выравнивания давления в зоне герметизации корпус 1 имеет управляемый клапан 11, взаимодействующий с механизмом подачи бура 2, Бур 2 выдвига

1

Изобретение относится к технике для геодезических исследований скважин и может быть использовано для бокового отбора керна из стенок скважины и оценки фильтрационных свойств пород в точке отбора.

Цель изобретения - повьш1ение надежности в работе за счет обеспечени контроля условий выбуривания керна и за счет выравнивания давления в зоне герметизации.

Ка фиг. 1 показано устройство; на фиг. 2 - кривые, характеризующие фильтрационные свойства пород в различных точках отбора по разрезу скважины .

Устройство содержит корпус 1, в котором помещен бур 2 с коронкой 3, связанный с приводом через механизм подачи бура, включающий винтовую пару 4 и копирную линейку 5, на которо установлен промывочный поршень 6 со штоком 7. В корпусе 1 вьшолнена полость промывной системы, в которой размещен промывочный поршень 6. В нижней части полость выполнена ступенчатой и здесь размещен дифференциальный поршень 8 (с длиной хода L) с наружным диаметром d и d и внутренним диаметром d . Большое сечение дифференциапьного поршня выходит в надпоршневую полость А, которая гидравлически соединена с полостью Б промывочной системы, а меньшее сечение выходит в зону, соединенную гидравлически каналом В со скважиной.

Кроме этого на корпусе 1 установлены башмак 9, прижимное устройство

ется из корпуса 1, разбуривая глинистую корку и породу. В результате вскрытия глинистой корки возобновляется фильтрация раствора из замкнутой внутренней полости в пласт. Под действием гидростатического давления на торец поршня 8 в пласт профильтровывается раствор объемом на длину хода поршня 8. После перемещения поршня 8 до упора в корпусе и прекращения фильтрации в полости устанавливается пластовое давление. 1 з.п. ф-лы,2 ил.

5

0

5

0

5

10 и подпружиненный клапан 11, тарелкой 12 связанный со штоком 7.

В полости Б промывочной системы установлен датчик 13 давления.

Устройство работает следующим об- раз.ом.

Устройство опускается в скважину на предварительно заданную глубину, определенную обычными способами определения глубины, например по меткам на кабеле, датчик которых установлен на поверхности. При этом датчик 13 давления показывает давление столба жидкости, передаваемое на датчик 13 через полость бура 2, а также по открытому каналу клапана 11 и каналу В.

При включении привода (не показан) раскрывается прижимной рычаг устройства 10, башмак 9 прижимается к стенке скважины, разобщая полость бура 2 от скважинной среды.

Усилие винтовой пары 4 приводит в действие копирную линейку 5 с поршнем 6 и штоком 7. При перемещении штока 7 вверх высвобождается тарелка 12 и подпружиненный клапан 11 перекрывает зазор, разобщая внутренние полости А и Б промывочной системы от канала В, соединенного со скважинной средой.

Бур 2, связанный с косым пазом линейки 5, вьщвигается из корпуса 1, сверлящим действием разбуривая глинистую корку и породу. В результате вскрытия глинистой корки возобновляется фильтрация раствора из замкнутой внутренней полости устройства в пласт. При этом под действием дифференциального поршня 8 в полости промывочного устройства устанавливается давление, отличное от давления столба бурового раствора. Под действием гидростатического давления на откры- тый торец (d, и d.) дифференциаль Вп

ного поршня 8 в пласт профильтруется раствор объемом на длину хода L поршня 8. После перемещения дифференциального поршня до упора в корпусе и прекращения фильтрации в полости промывочной системы устанавливается пластовое давление (на основе закона сообщающихся сосудов).

После выбуривания образца (не по- казан) прижимной рычаг и копирная линейка 5, связанные с ней бур 2 и поршень 6 со штоком 7, возвращаются в исходное положение, поджимая через тарелку 12 пружину клапана 11. По- лость промывочной системы сообщается со скважинной средой. Б результате уравнивания давления в полости устройства дифференциальный поршень возвращается в исходное положение и вьфавнивается давление под башмаком.

Устройство готово для перестановки на следующую точку исследования.

Показания датчика 13 давления во время выбуривания образца представ- лены на диаграммах (фиг. 2).

В зависимости от параметров бурового раствора, фильтрационных свойст пласта и значения перепада давления между установившимся в полости устройства после вскрытия корки (Рдепр ) и пластовым (Р„д ) могут быть получены три разновидности диаграмм. Пер- вая диаграмма (а) характеризует хорошие фильтрационные свойства пласта при постоянстве параметров раствора и перепада давления. Объем бурового раствора, определяемый ходом дифе- ференциального поршня 8, профильтровывается полностью, и в результате на диаграмме отмечается пластовое давление.

На второй диаграмме (б) вследстви худших фильтрационных свойств пласта за время в ыбуривания образца дифференциальный поршень 8 не достигает упора в корпусе и пластовое давление не отмечается.

Третья диаграмма (в) характеризует отсутствие фильтрации раствора в плотных Породах.

По этим диаграммам на поверхност уточняют привязку отобранного керна по глубине.

Отобранный керн подвергают экспресс-анализу по.определению коллекторных свойств.

Значения коллекторных свойств керна сопоставляют с характеристиками пластов, записаннь ми предпагаемым . устройством.

При совпадении значений керн относят к уточненной глубине по двум видам исследований. При этом определяют коллекторские (фильтрационные) свойства пласта и отбирают керн в одной точке.

Существующая технология испытания пластов предусматривает срьш глинистой корки и промьшание зоны кальма- тации пласта потоком флюида при создании депрессии опробователем пластов, что требует значительной энергии и не обеспечивает совершенство вскрытия пласта.

С помощью устройства в процессе выбуривания образца из стенки скважин образуется надежный дренажный канал, сообщающий пласт с устройством, что значительно повышает качество и достоверность исследования :шас тов за счет обеспечения контроля условий выбуривания керна. изобретения

1.Устройство для бокового отбора керна, содержащее корпус, бур с коронкой, привод с механизмом подачи бура, связанный с промывочным поршнем, размещенным в полости промывочной системы, и герметизирующий башмак, отличающееся тем, что, с целью повьпиения надежности в работе за счет обеспечения контроля условий выбуривания керна, оно снабжено дифференциал-ьным поршнем и датчиком давления, установленным в верхней части полости промывочной системы, нижняя часть полости промывочной системы вьшолнена ступенчатой, в ней размещен дифференциальный поршень, при этом надпоршневая полость гидравлически соединена с датчиком давления, а подпоршневая - со скважиной.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности в работе за счет вьфавнивания давления в зоне герметизации, оно снабжено управляемым клапаном, взаимодействующим с механизмом подачи бура.

Редактор П.Гереши

Составитель Н.Кривко

Техред А..Кравчук Корректор С.Черни

1404/29

Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.2

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Цель изобретения - повышение надежности в работе за счет обеспечения контроля и условий выбуривания керна. Уст- рой,ство содержит корпус 1, в котором размещен бур 2 с коронкой 3, связанной с приводом через механизм подачи бура 2, включающий винтовую пару 4 и копирующую линейку 5, на которой установлен про1« 1вочный поршень 6 со штоком 7. Корпус 1 имеет полость промывочной системы, в которой разме