Герметический керногазоотборник Советский патент 1974 года по МПК E21B49/02 

1

Изобретение относится к устройствам, используемым при газометрии скважин по керну и для опробования вскрываемых скважиной горных нород на нефть и газ, а именно к приборам для герметичного отбора керна из скважин.

Известен герметический керногазоотборник, включающий приводную часть, керноприемную камеру, буровой наконечник, керновательное устройство, нижний и верхний герметизирующие элементы и сильфон.

Целью изобретения является повышение надежности герметизации отобранной пробы с возможностью отделения керноприемной камеры от керногазоотборника без нарушения ее герметичности.

Для этого предлагаемый керногазоотборпик снабжен втулкой с осевым отверстием, на наружной торцовой поверхности которой установлен сильфон, другой конец которого прикреплен к седлу клапана верхнего герметизирующего устройства, причем осевое отверстие втулки сообщено с внутренней полостью керноприемной камеры и сильфона.

На чертеже показан описываемый герметический керногазоотборник в момент заверщения герметизации перед подъемом его на дневную поверхность, общий вид.

Керноприемная камера состоит из нижнего герметизирующего элемента 1, кернователь2

ного устройства 2, керноприемной трубы 3, сепаратора 4, втулки 5, сильфона 6 и верхних герметизирующих элементов, включающих пружину 7, упорное кольцо 8, седло 9 клапана, клапан 10, гайку II, резиновую щайбу 12 и втулку 13. Приводная часть состоит из бурового наконечника 14, охранной втулки 15, опоры 16, заслонки 17, распорной втулки 18. направляющей втулки 19, трубы 20, штифтов

21, переходника 22, втулки 23, шпонки 24. шпинделя 25, трубы 26. пружины 27, поршня 28, шаров 29, шара 30, трубы 31. переходника 32 и втулки 33.

Керпоприемная камера соединена с приводной частью посредством штифтов 21. входящих в продольные пазы на кернонриемной трубе 3, и может быть заменена другой для последующего отбора пробы керна. Втулка 5, осевое отверстие которой защищено от занолнения керном сепаратором 4, одной стороной соединена с керноприемной трубой 3, а другой - с сильфоном 6. На подвижном по отнощению к керноприемной трубе 3 конце сильфона 6 закреплено седло 9 клапана. Места

соединений сильфона 6 с втулкой 5 и седлом 9 клапана уплотнены резиновыми кольцами. Пружина 7, упираясь одним концом в регулировочную гайку 11, а другим - в сед.:10 9 клапана, через резиновое кольцо прижимает

клапан 10 к седлу 9. Через осевое отверстие

втулки 5 внутренняя полость керноприемной трубы соединена с сильфоном 6. Осевое отверстие в клапане 10 закрыто резиновой шайбой 12, прижимаемой втулкой 13.

Керногазоотборник опускается в скважину для отбора керна на бурильных трубах. В процессе отбора керна передача момента вращения от бурильных труб осупдествляется через переходник 32, шпиндель 25, втулку 23, через шпоночное соединение последней на переходник 22, далее на трубу 20 и на буровой наконечник 14. Промывочная жидкость при этом поступает на забой скважины через внутреннюю полость деталей 32, 28, 25, через отверстия в детали 25, через кольцевое пространство между деталями 23 и 26, через пазы в детали 22, отверстия в деталях 19, 16, 14.

В керногазоотборнике, подготовленном для отбора кериа, заслонка 17, на которой укреплен нижний герметизирующий элемент 1 для герметизации входного отверстия керноприемной камеры, отведена к стенке трубы 20 и удерлсивается в этом положении керноприемной трубой 3.

Буровой наконечник 14 и связанные с ним детали 20, 15, 16, 17, 32, 22, 26, 27, 25, 33 удерживаются в приподнятом по отношению к керноприемной камере положении двумя шарами 29, западающими через отверстия в шпинделе 25 в выточку втулки 33.

Под действием осевого давления, создаваемого весом деталей керногазоотборника и бурильных труб, пружина 7 и сильфов 6 сжимаются до упора втулки 23 в торец кольца 8 и гайки 11 - в торцовую выточку втулки 5. В результате этого между клапаном 10 и седлом 9 клапана, соединенным с сильфоном, образуется кольцевой зазор для прохода промывочной жидкости при заполнении керноприемной трубы 3 керном. После того как пройден интервал, соответствующий длине керноприемной трубы 3, бурение прекращается, и для привода в действие нижнего герметизирующего элемента 1 с поверхности в колонну бурильных труб забрасывают стальной шар 30, который после погружения садится на седло порщня 28.

При продолжении прокачки промывочной жидкости под действием гидравлического усилия поршень 28 переместится в нижнее положение. Не прекращая прокачки, керногазоотборник поднимают над забоем. При этом шары 29 западают на поршне 28, разъединяя шпиндель 25 и втулку 33. В результате этого втулка 33 также под действием гидравлического усилия переместится в нижнее положение, увлекая за собой связанные с ней детали 26, 22, 20 и 14. Таким образом, детали 26, 22, 20 и 14 керногазоотборника переместятся в нижнее положение до упора втулки 33 во втулку 23. Момент расчленения керногазоотборника характеризуется падением давления на манометре промывочного насоса, так как при движении вниз втулки 33 открываются отверстия в трубе 31, через которые промывочпая жидкость поступает в затрубное пространство.

После расчленения керноприемная труба 3 оказывается приподнятой над заслонкой 17, которая под действием спиральных пружин

опускается на опору 16. В начале же расчленения нижний конец керноприемной трубы выходит из втулки 15, обнажая керновательное устройство 2, а клапан 10 закрывается, так как при этом осевое давление с торца

втулки 5 снимается.

Для герметизации керногазоотборник вновь опускается на забой. При этом керноприемная труба опускается на нижний герметизирующий элемент и герметизирует входное отверстие. Затем керногазоотборник поднимается на дневную поверхность. В момент начала подъема клапан 10 под действием пружины 7 садится на седло 9, герметизируя керноприемную трубу, а сильфон может свободно расширяться под действием давления внутри керноприемной камеры. Расширение сильфона заканчивается при упоре гайки 11 в кольцо 8. Ход сильфона выбирается в зависимости от ожидаемых давления газа и газонасыщенности отбираемого керна. После извлечения из керногазоотборника керноприемная камера устанавливается в вертикальное положение и проколом инъекционной иглой через резиновую шайбу 12 соединяется с устройством для

отбора свободного газа и дегазации керна.

Предмет изобретения

Герметический керногазоотборник, включающий приводную часть, керноприемную камеРУ буровой наконечник, керновательное устройство, нижний и верхний герметизирующие элементы и сильфон, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации отобранной пробы, он снабжен

втулкой с осевым отверстием, на наружной торцовой поверхности которой установлен сильфон, другой коиец которого прикреплен к седлу клапана верхнего герметизирующего устройства, причем осевое отверстие втулки

сообщено с внутренней полостью керноприемной камеры и сильфона.

rlp

Шт

Wii

13