Устройство для газометрических исследований буровых скважин Советский патент 1979 года по МПК E21B47/00 G01N7/00 

d

Изобретение относится к области газометрических исследований скважин и может быть применено при опробовании в процессе бурения опорных, структурно-поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин.

Известно устройство для отбора газожидкостных проб «Опробователь пластов, содержащее транспортируемый на тросе внутри колонны бурильных труб пробоотборник .

В этом устройстве цилиндрический корпус с фильтром в -нижней части, переводник для установки глубинного манометра, впускной и уравнительный клапаны, секционная рабочая емкость с обратными клапанами, головка с аварийным клапаном и механизм дросселя не обеспечивают возможности одновременного бурения и многократного поинтервального отбора забойных герметизированных газожидкостных проб.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для газометрических исследований скважин, включающее корпус и блок соединенных между собой приемных камер с клапанами и фильтрами .

Недостатками известного устройства являются невозможность многократного отбора герметизированных газожидкостных

проб через необходимые промежутки времени в течение одного рейса долота для точной привязки данных газонасыщенности к разбуриваемому интервалу разреза горных

пород; неооходимость нарущения (остановки процесса бурения для отоора проб, снижающего производительность работ: спуск пробоотОорника на канатном ловителе, пакеровка забоИнои зоны, вызов притока, отбор пробы, распакероБка забоиной зоны, подъем проооотборника на канате.

Целью изобретения является многократный отбор глубинных герметизированных проб промывочной жидкости непосредственно в процессе бурения.

Это достигается тем, что устройство снабжено распределительной муфтой с системой взаимосвязанных каналов, полой щтангой и цанговыми фиксаторами, причем корпус

устройства выполнен двухсекционным, а блок приемных камер телескопически установлен в нижней секции корпуса и соединен через распределительную муфту с полой штангой, имеющей на наружной поверхности кольцевые пазы, в которых установлены цанговые фиксаторы. При этом нижняя секция корпуса и блок приемных камер имеют впускные отверстия, взаимоудаленные на расстояния, соответствующие

интервалам размещения кольцевых пазов

3

на полой штанге, а между секциями корпуса установлена пружина сжатия.

Подобная конструкция устройства позволяет совместить в единый технологический процесс операции по бурению скважин и отбору герметизированных газожидкостных проб с сохранением забойного газосодержапия и давления, чем обеспечивается повышение производительности и снижение себестоимости глубинных газометрических исследований.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. I; на фиг. 4 показан герметический пробоотборник с прибором для замера давления и откачки газа; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - вид по стрелке Г на фиг. 4.

Устройство состоит из скважинного зонда и прибора для замера давления и откачки газа. Скважинный зонд включает прпводную и приемную секции.

Приводная секция включает в себя переводник 1 с верхним разжимным цанговым фиксатором 2, установленным в его внутренней полости, корпус 3, штангу 4 с упорными буртами для зацепления фиксаторами, шпиндель 5, связанный с корпусом шлицевым соединением, нижний фиксатор 6, пружину 7, установленную между корпусом и переводником 8, верхнюю наружную трубу 9, стопорное кольцо 10.

Приемная секция зонда включает в себя фильтр 11, распределительное стройство 12, промежуточную гильзу 13, в которой размеш.ен блок сочлененных приемных камер, имеющих пробки 14 с уплотнительными элементами, фиксаторы-задвижки 15, установленные в верхних частях приемных камер 16 и соединяющие их между собой, нижнюю наружную трубу 17, корпус 18, уплотпительный элемент 19, пружину 20 корпусной клапанной головки 21, переводник 22 для присоединения долот 23 или колонковых снарядов.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском зонда в скважину производят вакуумирование каладой приемной камеры ручным вакуумным насосом или вакуумны м насосом с электроприводом.

После этого производят сборку прпводной п приемной секций зонда, соединяют их быстроразъемным соединением и затягивают резьбу между переводником 8 и верхней наружной трубой 9. Собранный в рабочее положение зонд присоединяют к колонне бурильных труб через переводник 1 и опускают в скважину.

При спуске зонда на забой скважины промывочная жидкость поступает через каналы долота 23 и переводника 22 в зазор между корпусом приемной секции и промежуточной гильзой 13. Пройдя через систему ее осевых каналов и далее через отверстия

4

распределительного устройства 12, промывочная жидкость направляется через внутреннюю полость штанги 4 и переводника 1 в бурильную колонну.

При промывке призабойной зоны скважины и в процессе бурения циркуляция промывочной жидкости осуществляется в обратном относительно заполнения колонны бурильных труб направлении.

При установке инстр)мента на забой за счет передачи веса бурильной колонны через элементы 1 и 3 на прзжину 7, происходит ее сжатие, сопровождающееся телескопическим перемещением корпуса приводной

секции относительно щтанги 4 до фиксации конусной головки последней в цанговом фиксаторе 2.

В процессе бурения момент вращения передается от колонны бурильных труб на

переводник 1 и далее через квадратное соединение корпуса 3 и шпинделя 5 приводной секции, переводник 8 и корпзс приемной секции долоту 23. После проходки намеченного интервала

производят отрыв инструмента от забоя на высоту порядка 0,5-1,0 метра без прекращения циркуляции промывочной жидкости и вращения колонны. Одновременно происходит перемещение вверх штанги 4 с блоком пробоотборников. Корпус приемной секции зонда с долотом под действием усилия пружины и собственного веса остается на забое до тех пор, пока не соприкоснутся торцы деталей 3 и 5 и не совместятся впускные отверстия в верхнем пробоотборнике и в корпусе.

Под действием гидростатического давления происходит отжатие головки 21, при этом промывочная жидкость из затрубного

пространства призабойной зоны, пройдя через фильтр 11 и радиальные отверстия в деталях 13, 17 и 18, заполняет пробоотборник. При выравнивании давления внутри пробоотборника н в затрубном пространстве

происходит посадка головки клапана на конусное седло и уплотнение поверхности контакта резиновым элементом 19.

Последующие операции по глубинно.му

геохимическому зондированию скважины производятся аналогичным образом путем подъема аппарата над забоем без прекращения циркуляции. При повторной установке снаряда на забой происходит сжатие

пружины 7, упор торцов элементов 3 и 5, передающих осевую, нагрузку, и захват цанговым устройством 2 очередной проточки щтанги 4. Последовательность проведения операций

глубинного геохимического зондирования скважин задается и регулируется с поверхности.

После заполнения приемных камер всех пробоотборников глубинный аппарат (зонд)

извлекается на поверхность, где производится его разъединение на приводную и приемную секции.

Демонтаж приемной секции включает отсоединение распределительного устройства 12 от штанги 4 путем подъема стопорного кольца 10 и удаления пальцев 24 из пазов, разъединение блока пробоотборников.

Для контроля герметичности и дегазации отобранных глубинны.ч проб промывочной жидкости к каждому из пробоотборников присоединяется специальное устройство (редуктор). Затем, подавая шток-толкатель 25 редуктора в нижцее положение враш,ением рукоятки 26 по часовой стрелке, обеспечивают отжатие герметизирующего клапана 21 пробоотборника и передачу давлений газа, содержащегося в пробе, на регистрирующий манометр 27.

После завершения операций по замеру давления газа в пробе открытием игольчатого клапана 28 сообщают внутрепюю полость приемной камеры пробоотборника с газосборной емкостью, в которую газ поступает через штуцер 29.

В дальнейшем отобранные глубинные пробы газа направляются на анализ и обработку с помощью газоаналитической аппаратуры.

Формула изобретения

1. Устройство для газометрических исследований буровых скважин, включающее

корпус и блок соедипеипых собой приемных камер с клапан амн и фильтрами, отличающееся тем, что, с целью многократного отбора глубинных герметизпрованных проб промывочной жидкости непосредственно в процессе бурения, оно снабжено распределительной муфтой с системой взаимосвязанных радиальных и осевых промывочных каналов, полой щтангой п цанговыми фиксаторами, причем корпус устройства выполнен двухсекционным, а блок приемных камер телескопически установлен в нижней секции корпуса п соединен через распределительную муфту с полой штапгой, имеющей на наружной иоверхностп кольцевые пазы, в которых установлены цанговые фиксаторы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижняя секция корпуса и блок

приемных камер имеют впускные отверстия, взаимоудаленные на расстояния, соответствующие интервалам размещения кольцевых пазов на пологой штанге, а между секциями корпуса установлена пружина сжатия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 317783, кл. Е 21В 49/00, 1968.

2. Машины и нефтяное оборудование. Сб. М, ВНИИОЭНГ, № 7, 1970, с. 22-23.