Устройство для опробования пластовых жидкостей в процессе бурения Советский патент 1989 года по МПК E21B49/08 

Изобретение относится к поисково- развездочному бурению на воду преимущественно в неустойчивых песчано- глинистых породах.

Цель изобретения - обеспечение послойного опробования водоносных горизонтов к неустойчивых рыхлых породах.

На чертеже представлено устройство, общий вид.

Устройство содержит опускаемый на бурильных трубах 1 корпус 2 с вп ньши каналами 3, породоразру- шающим инструментом 4 с промьшоч- ными окнами j, промывочной трубкой 6 с обратным клапаном 7, фильтром

8|, золотниковым клапаном 9, уплотни- т|ельными кольцами 10 и промывочными окнами 11, золотниковый клапан 9 установлен с возможностью перекрытия канала бурильных труб 1 при верхнем 1;оложении этого клапана. При нижнем положении золотниковый клапан сооб- пает канал бурильных труб 1 с полостью промывочной трубки 6 через обратный клапан 7 и с кольцевой полостью, образованной между промывочной трубкой 6 и корпусом 2. В это кольцевой полости выше выпускных каъалов 3 установлен всасывающий клапан 12.

Корпус 2 с фильтром 8, промывоч- 1ОЙ трубкой 6 и клапанами 7, 9 и 12 гредставляет собой опробователь, который монтируется с помощью соединительной муфты 13 на бурильных трубах 1. Фипьтр не пропускает мелкий песок Iнутрь опробователя при откачке воды Предохранительная обмотка по верху с;етки фильтра 8 не выполняется, а ее (охранение для многократного исполь- гювания достигается тем, что опайка на корпусе 2 производится участками ; линой 25-40 см с интервалами 5- 8 мм, на которых электросваркой напариваются пояски, выступающие над поверхностью фильтра на 1 мм.

Каркас (корпус 2) проволочного оильтра перфорируется расположенными i) шахматном порядке при расстоянии между осями отверстий 10 мм отверстиями 3 диаметром 5 мм, которым раззен- совываются. Диаметр проволоки 1- ,5 мм,

При сетчатом фильтре диаметр зпускных отверстий 3 составляет 5 мм, и они располагаются в шахматном порядке при расстоянии между ося отверстий 8 мм.

I В обоих случаях скважность карка- jca фильтра составляет 32-36%, что |позволяет не делать монтажной обмот- ки его проволокой. Тип породоразру- |шающего инструмента подбирается в :зависимости от водовмещающих пород если это чистые пески, то используют промывочный башмак J4, если-пески с прослойками плотных глин, песчаника или известняка, то применяют ттородо разрушающий инструмент 4, который армируют пластинками твердого сплав Нижний конец промывочной трубки имеет резьбу для крепления ее с. по

0

5

0

5

0

5

40

45

50

55

мощЪю муфты 15 и кон1ргайки 16 ипи. втулки 17, а верхний конец этой трубки хНарезяют под .муфту 18 и розетку 1 9 всасыва.ющего клапана 1 2.

Корпус 20 золотникового клапана 9 зажат между кольцевым выступом муфты 21 и бурильной трубой 1 .Этот клапан препятствует проходу глинистого раствора внутрь бурильных труб 1 через фильтровую сетку во избежание закупорки ее поверхности частицами песка и глины из промывочного раствора при опускании опробователя на забой.

Обратный клапан 7 тарельчатого типа монтируется внутри муфты i8; его розетка 22 ввинч гвается в муфту так, чтобы она была ниже окон 23, вырезанных в торце муфты 18 для прохода промывочной воды в трубку 6. Этот клапан предупреждает проникновение песка вместе с водой в бурильные трубы при пробной откачке.

Всасывающий клапан 12 кольцевого типа выполнен из листовой резины и служит для перекрытия кольцевого зазора между промьшочной трубкой 6 и корпусом 2 от проникновения в него промывочной воды, нагнетаемой по трубке 6 при установке снаряда на интервал опробования способом размыва забоя. Розетка 19 навинчивается на промывочную трубку 6 до упора в корпус 2, а резиновое кольцо (клапана 12) зажимается муфтой 18.

Устройство для опробования пластовых жидкостей в процессе бурения работает следующим образом.

При колонковом бурении вопрос о целесообразности опробования водоносности породы решается по керну. При врезке колонковой трубы в песок, что должно быть известно.по бу- римости и поглощению раствора, производится затирка и подъем керна.

При бурении сплошным забоем вопрос о целеообразности опробования решается по косвенным признакам водоносности: буримости, поглощению промывочной жидкости, шламу и соот-; ветствию этих признаков проектн1)1м интервалам встречи водовмещающих песков.

Для опробования породЬг колонковую трубу или долото заменяют опробова- телем и опускают его на забой. Последние несколько метров штанг в зависимости от ожидаемого положения статического уровня воды заменяют обсадными трубами (например, диаметром 73 мм) с переходником на веду- щую нГгангу. При этом есхщ водовме- щающей породой оказывается песок, то эти трубы должны возвышаться над уровнем скважины на длину опробова- тедя, т.е. на 2-3 м. Если песок с прослойками плотных глин, известняка или песчаника, то длину указанных труб необходимо подобрать так, чтобы их верх был ниже вращателя станка.

Когда опробуется песок, снаряд наращивают ведуш.ей штангой, включают насос и, нагнетая чистую воду, преодолевают давление раствора на забое, а затем постепенно погружают опробо- ватель в породу с помощью небельшой расходки по принципу известного способа фильтров размывом забоя водой.

Избыточное давление воды, необходимое для размыва забоя и посадки опро бователя в песок, выдерживают в пре- делах 7-10 атм. При этом нагнетаемая насосом вода, преодолев давление раствора на забое, смещает золотниковый клапан 9 вниз до упора его в муфту 18 и через промывочные окна j1 и 23 и обратный клапан 7 проникает в промывочную трубку 6, а затем на забой. На погружение опробователя в песок затрачивают не более 1-2 мин, после чего, удалив ведущую штангу, можно про- извести замер уровня воды и приступить к пробной откачке желонкой, свабом или штанговым насосом.

При откачке вода из опробуемого водоносного слоя через фильтр 8 посту пает в кольцевой зазор между корпусом 2 и промывочной трубкой 6, а затем через всасывающий клапан 12 и окна 11 золотникового клапана 9 проходит в бурипьные трубы 1, поднимаясь до уровня, соответствующего пьезометрическому напору в испытуемом пласте.

Возможность проникновения глинистого раствора из ствола скважины через фильтр снаряда при откачке совершенно исключена, так как после насадки фильтра последний обсыпается оседающим песком, поднятым при размыве забоя, а затем глинизируется.

Когда водовмещающие пески включают прослойки плотных глин, известняка или песчаника, а в качестве породоразруша- ющего инструмента используется долото 4, погружение опробователя в породу

производят дпажды: первый раз с целью перебурки твегдьж слоев обычным вращением снаряда с промывкой чистой водой, а затем, после наращивания одной трубы, равной длине опробователя, ::на ряд снова сажают на забой способом рамывки забоя расходкой с промывкой чистой водой.

В этом случае перебуривание 2-3-мерового интервала для установки опробователя ведут на повьшгенной скорости а промывку не прекращают до отрьша снаряда от забоя, это предохраняет его от прихвата оседающим песком, Для исключения повреждения латунной сетки фильтр следует делать проволочным. После удаления ведущей щтан- ги приступают к замеру уровня и -пробной откачке.

Отбор проб воды для анализа осуществляют только в конце откачки, чтобы не взять воду, смещанную с промывочной. В конце откачки замер уровня повторяют.

Ввиду того, что эффект быстрого установления истинного статического уровня и максимального притока достигается за счет сохранения максима.пь- ной водонепроницаемости песков (поскольку способ установки ф5 льтра размьш- кой забоя повьш1ает водопроницаемость за счет выноса мелких фракций песка и оседания крупных фракций вокруг фильтра), перед погружением фильтра в песок штанги промывают от оставшегося на внутренних стенках глинистого раствора. Это достигается следующим образом.

Если скважина неглубокая, то после посадки фильтра промывочная вода успевает обмыть стенки штанг и вынести мутную воду из фильтра.

Если скважина глубокая и стенкам ее не угрожает обвал от закачки на забой некоторого количества чистой воды, то перед погружением фильтра в песок через штанги прокачивают чистую воду.

Если скважина глубокая и закачка чистой воды на забой опасна, то при подъеме снаряда перед опробованием каждую свечу промывают чистой водой через насос и шланг.

Яосле пробной откачки снаряд из- . влекают из скважины. Для увеличения надежности изнечения снаряда на забой предварительно закачивают через опробс|1ватель 200-300 л глинистого раствоР4.

Ф

ормула изобретения

рь

Устройство для опробования пласто- вь;х жидкостей в процессе бурения, содержащее спускаемый на бурютъных трубг.х корпус с впускными каналами, поре доразрушакщим инструментом с про- мьвочными окнами и размещенной внут- PI; корпуса промывочной трубкой с об- рг.тным клапаном, сообщающим промывоч- шге окна породоразрушающего инструмен- та с полостью буриль ных труб, отличающееся TBMj что, с целью обеспечения послойного опробования в(|доносных горизонтов в неустойчивых. -г.Ш)Гх; породах, оно снабжено золот

0

никовым н BcacbiBarautiiM KjianaHaMH и фильтром, причем последний смонтирован на корпусе с перекрытием впускных каналов, между промывочной трубкой и корпусом образована кольцевая полость, а всасывающий клапан установлен в этой полости выше впускных отверстий корлуса, при этом золотниковый клапан смонтирован в нижней части бурильных труб над обратным клапаном с возможностью перекрытия канала бурильных труб при его верхнем положении, сообщения 1санала бурильных труб с полостью промьгаоч- ной трубки через обратный клапан и сообщения канала бурильных труб с кольцевой полостью через всасывающий клапан при нижнем положении золотникового клапана.

Изобретение относится к поисково-разведочному бурению на воду преимещуственно в неустойчивых песчано-глинистых породах. Цель изобретения - обеспечение послойного образования водоносных горизонтов в неустойчивых рыхлых породах. Устройство содержит спускаемый на бурильных трубах /БТ/ корпус с впускными каналами, породоразрушающим инструментом с промывочными окнами, промывочной трубкой /ПТ/ и обратным клапаном, сообщающим промывочные окна с каналом БТ. Фильтр смонтирован на корпусе и перекрывает впускные каналы. Между ПТ и корпусом образована кольцевая полость, в которой установлен всасывающий клапан выше впускных отверстий. В нижней части БТ над обратным клапаном смонтирован золотниковый клапан. Последний установлен с возможностью перекрытия канала БТ при его верхнем положении, сообщения канала БТ с полостью ПТ через обратный клапан и канала БТ с кольцевой полостью через всасывающий клапан при нижнем положении клапан. Корпус с фильтром, ПТ и клапанами представляет собой опробователь, который монтируется с помощью муфты на БТ. При посадке опробователя в водонасыщенный пласт нагнетаемая с поверхности насосом вода, проходя по каналам БТ, смещает клапан вниз до упора его в муфту и через промывочные окна и обратный клапан проникает в ПТ, а затем - на забой. При откачке вода из опробуемого водоносного слоя через фильтр поступает в кольцевую полость между корпусом и ПТ и далее через всасывающий клапан и окна клапана - в БТ, поднимаясь до уровня, соответствующего пьезометрическому напору в испытуемом пласте. 1 ил.