Устройство для опробования пластов в процессе бурения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3785315/22-03 (22) 25.05.84 (46) 07.03.86. Бюл. 11 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) М.М, Нагуманов (53) 622.243.68 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 825890, кл. Е 21 В 49/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 696151, кл. Е 21 В 49/00, 1974.

„„Я0„„1216335 А (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРОБОВАНИЯ

ПЛАСТОВ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включающее спускаемый на колонне труб буровой снаряд с пакерным узлом и пробоотборной камерой, выполненной с воэможностью сообщения с исследуемым пластом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности работы на больших глубинах, оно снабжено депрессионной камерой под атмосферным давлением, размещенной над пробоотборной камерой, причем обе камеры выполнены с возможностью сообщения между собой через полость колонны труб при отборе пробы.

1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно в опробованию пластов в4процессе бурения.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства на больших глубинах.

На чертеже показано устройство для опробования пластов в процессе бурения.

Устройство содержит герметичную депрессионную камеру 1 под атмосферным давлением, образованную секциями колонны труб 2 и циркуляционной трубой 3, расположенных над колонной труб 4 на определенном расстоянии от пробоотборника 5. При этом депрессионная камера установлена от пробоотборника 5 и устья скважины на расстоянии, обеспечивающем предотвращение смятия колонны труб под депрессионной камерой при сообщении последней с полостью колонны труб в процессе опробования пласта. Объем

1216335

t5

1

Золотник 18, прижатый пружиной

19, и втулка 20 внутри переходника

21 обеспечивают герметизацию депрессионной камеры 1 и циркуляцию промывочной жидкости в процессе спуска инструмента и при бурении скважины.

Для заполнения колонны труб промывочной жидкостью при спуске инструмента, а также слива жидкости при подъеме инструмента через канал

Д внутри втулки 22 предусмотрен дифференциальный поршень 23 с пружиной

24 и камера 25, постоянно сообщенная через канал Е с .эатрубйым пространством, На втулке 22 и внутри переходника

26. предусмотрены шлицы 27 и 28 для передачи крутящего момента на нижнюю часть колонны труб. К нижнему концу пакерного узла 7 присоединяется турбобур или труба 29 с навернутым долотом 30.

Пробоотборная камера 5 и втулка

22 снабжены в нижней части толкатедепрессионной камеры 1 равен или больше объема пробоотборника 5.

Для обеспечения заполнения пробоотборника промывочной жидкостью при его спуске в скважину, циркуляции через него промывочной жидкости в процессе бурения, а также repметизации отобранной пробы при подъе Ф ме инструмента пробоотборник 5 выполнен с возможностью осевого перемещения по отношению к колонне труб 4 и штоку 6 пакерного узла 7, а концевые части пробоотборника 5 снабжены верхним 8 и нижним 9 поршнями, подпружиненными соответственно с помощью пружин 10 и li. Цилиндры поршней 8 и 9 сообщены через канал А и

Б с затрубным пространством. Между корпусом 12 и полым штоком 6 пакерного узла образована буферная камера 13, служащая для удержания корпуса 12 от перемещения вниз относительно штока и преждевременного сжатия резинового элемента 14 в процессе

"бурения. Шпицы внутри камеры 13 служат для передачи крутящего момента в процессе бурения.

Для изоляции каналов В и Г при спуске инструмента и их сообщения при отборе проб над депрессионной камерой 1 внутри переходника 15 предусмотрено седло 16, которое закреплено к переходнику срезной шпилькой 17.

55 онную трубу 3, канал И, трубу 4, далее перемещая поршни 8 и 9 вниз, проходит через канал К, пробоотборник 5 и каналы Л, М, шток 6, турбобур (трубу) 29, долото 30 и выходит в эатрубное пространство. Под действием перепада давления в трубах и затрубном пространстве дифференциальный поршень 23 перемещается вниз,, и канал Д перекрывается.

После вскрытия намеченного к оп" робованию интервала бурение останавливают. На нижнюю часть бурильной колонны передают осевую сжимающую нагрузку (превышающую удерживающую силу буферной камеры -13) для сжатия лями 31 и 32, взаимодействующими с поршнями 9 и 8. Кроме того, снаряд снабжен сбрасываемой пробкой 33, спускаемой по трубам 34, а также глубинными манометрами 35 и 36.

Устройство работает следующим образом.

В процессе спуска инструмента промывочная жидкость через канал И поступает во внутреннюю полость труб 4

35 и при определенном значении давления в трубах 4, воздействуя на поршень

8, перемещает его вниз, сжимая пружину 10, и по каналу К поступает в полость пробоотборника 5, предотвращая его смятие, В процессе бурения промывочная жидкость проходит через циркуляцирезинового элемента 14 пакерного узла 7 и герметизации призабойной зоны. При этом корпус 12 пакерного узла перемещается вниз относительно штока 6, и осуществляется пакеровка скважины.

При пакеровке колонна труб 4 вместе с втулкой 22 перемещается вниз относительно пробоотборника 5, и канал Д перекрывается уплотнением переходника 26, а толкатель 32 перемещает поршень 8 и сообщает канал

К с полостью труб 4. Одновременно, в результате перемещения корпуса 12 пакерного узла относительно штока

6, толкатель 31 перемещает поршень

9 вниз, сообщая канал Л с пробоотборником 5. Внутрь труб сбрасывают пробку 33, которая устанавливается в седло 16 и перекрывает проходной канал, С помощью насоса в трубах над депрессионной камерой создают избыточное давление, под действием которого шпилька 17 срезается, и седло 16 перемещается вниз до упора. Происходит сообщение каналов Г и В, а канал Н сообщается с внутритрубным пространством, что фиксируется на поверхности резким уменьшением внутритрубного давления. В результате внутренняя полость труб 4 изолируется от воздействия столба . жидкости в трубах 34, расположенных выше седла 16. Промывочная жидкость в трубах 4 под действием пластового давления через циркуляционную трубу

3, каналы Г и В. поступает внутрь депрессионной камеры 1 и заполняет ее. При этом пластовый флюид из подпакерной зоны в объеме, поступившем

1 в депрессионную камеру промывочной жидкости, через каналы М и Л заполняет пробоотборную камеру 5. Глубинные манометры 35 и 36 регистрируют процесс опробования.

После истечения времени опробования натяжением бурильной колонны

При установке пробки 33 иа седло и сообщении депрессионной камеры с подпакерной зоной противодавление

Р . на испытуемый пласт равно P е .

P> — Ру = 45,5 МПа, а депрессия на пласт Pgn = Р„„ - Р„ 29,5 ИПа.

1216335 4 снимают нагрузку на резиновый элемент 14 пакера. Прн этом корпус 12 пакерного узла совместно с пробоотборником 5 перемещается вверх по отношению штока 6 пакерного узла, а колонна труб 4 перемещается вверх по отношению пробоотборника 5. Поршни 8 и 9 занимают исходное положение, каналы К и Л перекрываются, 1р изолируя пробу в пробоотборнике 5, осуществляется выравнивание давления над и под пакером через каналы О, Б и П, производится распакеровка скважины и подъем инструмента с отобранной пробой. При подъеме инструмента через каналы D и Н осуществляется слив промывочной жидкости в затрубное пространство.

Пример. Глубина скважины

2б 7 = 7000 м, удельный вес промывочной жидкости 11,5;10 Н/м, пластоз з все давление Р„„ = 75 ИПа. Депрессионная камера изготовлена из труб марки К диаметром 127 мм с толщиной

25 стенки 9 мм. Напряжение смятия этой трубы под действием внешнего давления определяется по справочным данным и равно 8 „„= 35 10 Н/м .

Иэ условия прочности стенок депрессионной камеры определяем предельную глубину ее установки в скважине. рр= 1 сф„ ф = 3040 м °

Тогда расстояние 6„ между пробоотборной и депрессионной камерами

35 равно 8 = L — 8 = 3960 м. пр

Давление Р> на забое от столба промывочной жидкости составит Р

= фЬ 80,5 МПа, а давление P на глубине Ф установки депрессионной

4 камеры Р> =Ж f« 35 ИПа.

1216335

h

1á

Составитель Е. Самойленко

Редактор Н. Бобкова Техред Ж.Кастелевич Корректор Т. Колб

21

1о

1Ó

Л

Заказ 971/36 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

У

П

f1