Устройство для бокового отбора керна

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Цель изобретения - повышение надежности в работе за счет обеспечения контроля и условий выбуривания керна. Устрой,ство содержит корпус 1, в котором размещен бур 2 с коронкой 3, связанной с приводом через механизм подачи бура 2, включающий винтовую пару 4 и копирующую линейку 5, на которой установлен про1« 1вочный поршень 6 со штоком 7. Корпус 1 имеет полость промывочной системы, в которой разме

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Е 21 В 49 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!

Я .: Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1ц

К АBTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3906150/22-03 (22) 31.05. 85 (46) 23.04.87. Бюл. h» 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геолого-разведочных скважин (72) А.И.Фионов, Г.Н.Финиди, P.Õ.Ìàõìóòîâ, В.Д.Клаузер и Ю.Н.Усенко (53) 550.83:622.241(088.8) (56) Геофизические исследования раз.ведочных скважин, бурящихся на нефть и газ. М.: Недра, 1982, с ° 34-37.

Авторское свидетельство СССР

У 310998, кл. Е 21 В 49/04» 1970.

„„SU„„1305332 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОКОВОГО ОТБОРА

КЕРНА (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Цель изобретения — повышение надежности в работе за счет обеспечения контроля и условий выбуривания керна. Устройство содержит корпус 1, в котором размещен бур 2 с коронкой 3, связанной с приводом через механизм подачи бура 2, включающий винтовую пару 4 и копирующую линейку 5, на которой установлен промывочный поршень 6 со штоком 7. Корпус 1 имеет полость промывочной системы, в которой разме1305332 щен поршень 6. В нижней части полость выполнена ступенчатой и в ней размещен дифференциальный поршень 8.

Большое сечение поршня 8 выходит в надпоршневую полость, а меньшее сечение выходит в зону, соединенную гидравлически каналом со скважиной. Для повышения надежности в работе за счет выравнивания давления в зоне герметизации корпус 1 имеет управляемый клапан 11, взаимодействующий с механизмом подачи бура 2. Бур 2 выдвига!

Изобретение относится к технике для геодезических исследований скважин и может быть использовано для бокового отбора керна из стенок скважины и оценки фильтрационных свойств пород в точке отбора.

Цель изобретения — повышение надежности в работе за счет обеспечения контроля условий выбуривания керна и

sa счет выравнивания давления в зоне герметизации.

На фиг. 1 показано устройство; на фиг. 2 — кривые, характеризующие фильтрационные свойства пород в различных точках отбора по разрезу скважины.

Устройство содержит корпус 1, в котором помещен бур 2 с коронкой 3, связанный с приводом через механизм подачи бура, включающий винтовую пару 4 и копирную линейку 5, на которой установлен промывочный поршень 6 со штоком 7. В корпусе 1 выполнена полость промывной системы, в которой размещен промывочный поршень 6. В нижней части полость выполнена ступенчатой и здесь размещен дифференциальный поршень 8 (с длиной хода L) с наружным диаметром d и d и внутренним диаметром d „ . Большое сечение дифференциального поршня выходит в надпоршневую полость А, которая гидравлически соединена с полостью Б промывочной системы, а меньшее сечение выходит в зону, соединенную гидравлически каналом В со скважиной.

Ироме этого на корпусе 1 установлены башмак 9, прижимное устройство ется из корпуса 1, разбуривая глинистую корку и породу. В результате вскрытия глинистой корки возобновляется фильтрация раствора из замкнутой внутренней полости в пласт. Под действием гидростатического давления на торец поршня 8 в пласт профильтровывается раствор объемом на длину хода поршня 8. После перемещения поршня 8 до упора в корпусе и прекращения фильтрации в полости устанавливается пластовое давление. 1 з.п. ф-лы,2 ил.

10 и подпружиненный клапан 11, тарелкой 12 связанный со штоком 7.

В полости Б промывочной системы установлен датчик 13 давления .

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускается в скважину на предварительно заданную глубину, определенную обычными способами определения глубины, например по меткам на кабеле, датчик которых установлен на поверхности. При этом датчик 13 давления показывает давление столба жидкости, передаваемое на датчик 13 через полость бура 2, а также по открытому каналу клапана 11 и каналу В.

При включении привода (не показан) раскрывается прижимной рычаг устройства 10, башмак 9 прижимается к стенке скважины, раэобщая полость бура 2 от скважинкой среды.

Усилие винтовой парь 4 приводит в действие копирную линейку 5 с поршнем 6 и штоком 7. При перемещении штока 7 вверх высвобождается тарелка

12 и подпружиненный клапан 11 перекрывает зазор, разобщая внутренние полости А и Б промывочной системы от канала В, соединенного со скважинной средой.

Бур 2, связанный с косым пазом линейки 5, выдвигается из корпуса 1, сверлящим действием разбуривая глинистую корку и породу. В результате вскрытия глинистой корки возобновляется фильтрация раствора иэ замкнутой внутренней полости устройства в пласт, При этом под действием дифференци332

3 1305 ального поршня 8 в полости промывочного устройства устанавливается давление, отличное от давления столба бурового раствора. Под действием гидростатического давления на открытый тоРец (d< и dù,) дифференциального поршня 8 в пласт профильтруется, раствор объемом на длину хода Ь поршня 8. После перемещения дифференциального поршня до упора в корпусе и 1О прекращения фильтрации в полости промывочной системы устанавливается пластовое давление (на основе закона сообщающихся сосудов).

После выбуривания образца (не по- 15 казан) прижимной рычаг и копирная линейка 5, связанные с ней бур 2 и поршень 6 со штоком 7, возвращаются в исходное положение, поджимая через тарелку 12 пружину клапана 11. По- 20 лость промывочной системы сообщается со скважинной средой. В результате уравнивания давления в полости устройства дифференциальный поршень возвращается в исходное положение и 25 выравнивается давление под башмаком.

Устройство готово для перестановки на следующую точку исследования.

Показания датчика 13 давления во время выбуривания образца представлены на диаграммах (фиг ° 2).

В зависимости от параметров бурового раствора, фильтрационных свойств35 пласта и значения перепада давления между установившимся в полости устройства после вскрытия корки (Р„ „ ) дерр. и пластовым {Р„„) могут быть получены три разновидности диаграмм. Пер- 40 вая диаграмма (а) характеризует хорошие фильтрационные свойства пласта при постоянстве параметров раствора и перепада давления.. Объем бурового раствора, определяемый ходом дифе- 45 ференциального поршня 8, профильтровывается полностью, и в результате на диаграмме отмечается пластовое давление.

На второй диаграмме (б) вследствие худших фильтрационных свойств пласта за время выбуривания образца дифференциальный поршень 8 не достигает упора в корпусе и пластовое давление 55 не отмечается.

Третья диаграмма (в) характеризует отсутствие фильтрации раствора в плотных породах.

По этим диаграммам на поверхности уточняют привязку отобранного керна по глубине.

Отобранный керн подвергают экспресс-анализу по.определению коллекторных свойств.

Значения коллекторных свойств керна сопоставляют с характеристиками пластов, записанными предлагаемым устройством.

При совпадении значений керн относят к уточненной глубине по двум видам исследований. При этом определяют коллекторские (фильтрационные) свойства пласта и отбирают керн в одной точке.

Существующая технология испытания пластов предусматривает срыв глинистой корки и промывание эоны кальматации пласта потоком флюида при создании депрессии опробователем пластов, что требует значительной энергии и не обеспечивает совершенство вскрытия пласта.

С цомощью устройства в процессе выбуривания образца из стенки скважин образуется надежный дренажный канал, сообщающий пласт с устройством, что значительно повышает качество и достоверность исследования пластов за счет обеспечения контроля условий выбуривания керна.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для бокового отбора керна, содержащее корпус, бур с коронкой, привод с механизмом подачи бура, связанный с промывочным поршнем, размещенным в полости промывочной системы, и герметизирующий башмак, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе.за счет обеспечения контроля условий выбуривания керна, оно снабжено дифференциальным поршнем и датчиком давления, установленным в верхней части полости промывочной системы, нижняя часть полости промывочной системы выполнена ступенчатой, в ней размещен дифференциальный поршень, при этом надпоршневая полость гидравлически соединена с датчиком давления, а подпоршневая — со скважиной.

2. Устройство по п. f, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет выравнивания давления в зоне герметизации, оНо снабжено управляемым клапаном, взаимодейсfвvющим с механизмом подачи бура.

1305332

Составитель Н.Кривко

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Редактор П. Гереши

Заказ 1404/29

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4