Пробоотборник Советский патент 1980 года по МПК E21B49/02 

(54) ПРОБООТБОРНИК

1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для управляемого отбора истинной пробы бурового раствора с задан- j ной глубины скважины в процессе бурения . Для оперативного управления промывкой скважины при бурении необходим качественный анализ истинной пробы бурового раствора непосредственно с fg интересующей глубины. Это необходимо для определения концентрации шлама в буровом растворе, степени химического взаимодействия бурового раствора с разбуриваемыми отложениями. ,,

Известен глубинный пробоотборник, включающий корпус, цилиндр с порднем, разделяющим цилиндр на нижнюю пробозаборную полость с клапаном и фильт- Q ром и верхнюю полость, заполняемую перед взятием пробы водой l. Пробоотборник опускается на тросе или проволоке и включается в действие посыльным грузом. Такая конструкция не по- 25 зволяет производить отбор пробы непосредственно на бурящейся скважины. Поэтому для отбора пробы из скважины необходимо поднять бурильную колонйу. Это обстоятельство существенно сужает область применения этого пробоотборника.

Кроме того, для примененения пробоотборника требуется специальное оборудование, а применение посыльного груза не гарантирует надежное включение пробоотборника.

Известен также пробоотборник, включающий корпус с центральным каналом и кольцевую пробоотборную камеру с затвором 2}.

Данный пробоотборник предназначен для отбора проб шлама и бурового раствора в процессе бурения скважины.

Однако наряду с отбором проб, привязанных к определенной глубине скважины, этот пробоотборник не позволяет отобрать истинную пробу бурового раствора, так как буровой раствор циркулирует в камере, перемешивается и на момент отбора оказывается усредненным за весь интервал проходки.

Цель изобретения - получение истинной пробы бурового раствора в процессе бурения в любой заданный момент времени и на заданной глубине.

Это достигается тем, что затвор выполнен в виде взаимодействующих между собой цилиндра и дифференциального поршня, установленных концентрично с корпусом, а корпус на внешней поверх ности имеет верхнюю и нижнюю кольцевые проточки, образующие с цилиндром кольцевые пррбоотборную и масляную камеры, причем, дифференциальный пор шень установлен в масляной- камере, подпоршневая полость которой сообще-на с центральным каналом корпуса, а цилиндр имеетотверстие, расположеннее над поршнем и заглушенное пробко а также тем, что пробоотборник имеет фиксатор цилиндра в верхнем положении, и тем, что цилиндр закреплен на корпусе с помощью срезных штифтов. На чертеже представлен общий вид пробоотборника. фобоотборник состоит из корпуса с центральным каналом 2. На внешней поверхности корпуса 1 выполнены верх няя 3 и нижняя 4 кольцевые проточки, которые образуют с цилиндром 5 масляную б и пробоотборную 7 камеры. В масляной камере б вставлен дифференциальный поршень 8. Подпоршневая полость 9 масляной камеры б сообщается с центральным каналом 2 отверстиёЬ9 10. В цилиндре 5 выполнено отверс тие 11 заглушенное пробкой 12 из эла стичного материала. Цилиндр 5 закреп лен на корпусе 1 с помощью срезных штифтов 13. Для фиксации цилиндра 5 в верхнем положении на корпусе 1 дел -ется проточка 14, а на поршне 8 - вы точка 15 под пружинное кольцо 16. Дл герметизации камер б и 7 имеются уплотнения 17. К нижней части корпуса 1 прикрепляется переводник 18. Маслянная каме ра 6 заполнена- консистентной смазкой С целью устранения касания стенок скважины цилиндром 5, его наружный диаметр меньше наружных диаметров кор пуса и переводника. Диаметр штифта 1 устанавливается в зависимости от давления его срезки. Пробоотборник устанавлива:ется в заданном интервале бурильной колонны и работает следующим образом. При бурении циркулирующий буровой раствор свободно обтекает полость пробоотборной камеры 7/ находящейся в открытом состоянии. Для того, чтобы взять пробу раствора, создают повьиаенное давление в бурильной колонне, увеличивая производительность буровых насосов, тем самым повышается давление . в канале 2. При расчетном давлении происходит срез штифта 13 и за счет давления, действующего через отверстия 10 на нижнюю площадь поршня 8, который, взаимодействуя с цилиндром 5, поднимает его вверх, отсекая раствор, находящийся в полости камеры 7. При этом кольцо 16 входит в выточку 15 поршня 8 и фиксирует цилиндр 5 в верхнем положении. При дальнейших операциях в скважине, до подъема пробоотборника на поверхность, цилиндр находится в прижатом вверх состоянии за счет разности сил, действуквдих на. верхнюю и нижнюю поверхности поршня. Для извлечения пробы из поднятого пробоотборника цилиндр опускают вниз. Известно, что степень очистки ство ла и забоя скважин влияют на скорость бурения, продолжительность работы долота, возникновение осложнений и аварий. Поддержание промывки скважины на оптимальном уровне позволяет снизить проектную стоимость скважины На 510%, что при глубине последней 30004000 и составляет около 25-50 тыс.рублей . Применение пробоотборника позволяет путем анализа состава твердой фазы в буровом растворе на разных глубинах поддерживать оптимальную промывку скважины и существенно повышать технико-экономические показатели бурения. Формула изобретения 1.Пробоотборник, включающий корпус с центральным каналом и кольцевую пробоотборную камеру с затвором, отличающийся тем, что, с целью получения истинной пробы бурового растворав процессе бурения в любой заданный момент времени и на заданной глубине, затвор выполнен в виде взаимодействующих между собой цилиндра и дифференциального поршня, установленных концентрично с корпусом, а корпус на внешней поверхности имеет верхнюю и нижнюю кольцевые проточки, образующие с цилиндром кольцевые пробоотборную и масляную камеры, причем дифференциальный поршень установлен в масляной камере, подпорш- невая полость которой сообщена с центральным каналом корпуса, а цилиндр имеет отверстие, расположенное над поршнем и заглушенное пробкой. 2.Пробоотборник по п. 1, о т личающийся тем, что он имеет фиксатор цилиндра в верхнем положении. 3.Пробоотборник по пп. 1-2, о тличающийся тем, что цилиндр закреплен на.корпусе с помощью срезных штифтов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 133835, кл. Е 21 .В 49/00, 1958. 2.Авторское свидетельство СССР 398739, кл. Е 21 В 49/02, 1969 (прототип).