Устройство для отбора проб пород и подпочвенного газа

 

Изобретение относится к геохимическим методам поисков полезных ископаемых , в частности к устройствам, используемым для отбора проб пород и проб подпочвенного газа Цель изобретения - совмещение в едином технологическом цикле процессов бурения, отбора проб пород и подпочвенного газа. Устройство в верхней части состоит из толстостенной шнековой штанги, сочленяющейся с выдвижным квадратным фильтром,внизу которого крепится режущий буровой инструмент В верхней части шнековой штанги имеется уплотнительная манжета Нижняя часть устройства оборудуется герметизирующим направляющим подвижным кондуктором с патрубком, на котором крепится другая манжета На боковой поверхности кондуктора, а также переходника со штанг на редуктор буровой установки имеются отводы 1 з. п. ф-лы 1 ил сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 N 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768198/26 (22) 12,12.89 (46) 30.05.92. Бюл. ¹ 20 (71) Украинский научно-исследовательский геологоразведочный институт (72) Н, В. Кришталь (53) 543.053(088,8) (56) Пробоотборник П-4 конструкции Трусова. Временные инструктивные указания по технике и методике отбора проб, дегазации води пород, транспортировке вод и анализа газов в связи с разработкой прямых методов поисков нефти и газа M,: Изд, ВНИИЯГТ, 1964, с., 56 — 59. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ПОРОД И ПОДПОЧВЕННОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к геохимическим методам поисков полезных ископаеИзобретение относится к геохимическим методам поисков полезных ископаемых, в частности к устройствам, используемым для отбора проб пород и проб подпочвенного газа.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство-пробоотборник П-4 конструкции Трусова. Это устройство работает в комплексе с ударной буровой установкой

СУГП-10 и монтируется после подъема на поверхность бурового инструмента, когда бурением была достигнута необходимая глубина скважины. Основным узлом пробоотборника П-4 является выдвижной фильтр с отверстиями на боковой поверхности. Выдвижной фильтр смонтирован в кожухе, размещенном в нижней части бурильной колонны. Нижняя часть выдвижного фильтра снабжена заостренным углубляющим на312 1737307 А1 мых, в частности к устройствам, используемым для отбора проб пород и проб подпочвенного газа. Цель изобретения совмещение в едином технологическом цикле процессов бурения, отбора проб пород и подпочвенного газа. Устройство в верхней части состоит из толстостенной шнековой штанги, сочленяющейся с выдвижным квадратным фильтром, внизу которого крепится режущий буровой инструмент, В верхней части шнековой штанги имеется уплотнительная манжета. Нижняя часть устройства оборудуется герметизирующим направляющим подвижным кондуктором с патрубком, на котором крепится другая манжета. На боковой поверхности кондуктора, а также переходника со штанг на редуктор буровой установки имеются отводы, 1 з. и, ф-лы, 1 ил. конечником, который при ударе всей бурильной колонны входит в грунт. В буровых штангах создается вакуум насосом Камовского. Газ из опробуемого интервала по выдвижному фильтру и штангам выходит на поверхность, где отбирается в специальные емкости.

Недостатком установки Трусова является то, что по своим конструктивным особенностям отбор проб подпочвенного газа и бурение скважин, из которых отбираются пробы, представляют собой две разновременные и технически несовмещенные операции. Отбор проб подпочвенного газа осуществляется из заранее пробуренных скважин, тем самым отбираемые пробы разбавляются атмосферным воздухом и не могут быть привязаны к заданным интервалам исследования.

1737307

Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повышение качества отбора проб подпочвенных газов.

На чертеже представлено устройство, общий вид.

Устройство состоит из. толстостенной бурильной колонны 1, в нижней части бурильной колонны крепится толстостенная полая шнековая штанга 2, в нижней ее части полость имеет квадратное сечение, в верхней — круглое, внутри шнековой штанги по ее квадратному сечению сочленяется выдвижной квадратный фильтр 3 с отверстиями 4, Внутри нижней части шнековая штанга имеет выступы 5 вовнутрь, на которых удерживается выдвижной квадратный фильтр выступами 6 кнаружи. К нижней части выдвижного квадратного фильтра крепится режущий бурильный инструмент 7, В верхней части шнековой штанги установлена уплотнительная манжета 8 и уплотнительное кольцо 9. Ш нековая штанга крепится к бурильной колонне переходником t0 с внутренним отверстием, Верхняя часть устройства оборудуется герметизирующим направляющим подвижным кондуктором 11, по центру которого в верхней части монтируется патрубок 12, через патрубок проходят бурильные штанги.

В верхней части патрубка крепится манжета 13 с зажимными устройствами 14. Вверху манжета зажимными устройствами крепится к бурильной колонне. На боковой поверхности переходника 15, соединяющего редуктор 16 буровой установки с бурильной колонной, а также герметизирующего направляющего подвижного кондуктора, устанавливаются отводы 17, причем нижняя часть устройства имеет полость шнековой штанги 18, а нижняя часть — полость 19.

Устройство работает следующим образом.

Бурильная колонна 1 соединяется переходником 15 с редуктором 16 буровой установки. Далее к бурильной колонне 1 крепится шнековая штанга 2, внутри которой смонтирован выдвижной квадратный фильтр 3, на конце фильтра установлен режущий буровой инструмент 7. Шнековая штанга 2 обеспечивает совмещение двух операций — беспромывочное бурение геохимических скважин в зоне верхнего геохимического зондирования и отбор проб пород и подпочвенного газа в разбуриваемом интервале. Уплотнительная манжета 8 способствует непопаданию атмосферного воздуха в затрубное пространство скважины в пределах исследуемого интервала. Наращиванием буровых штанг достигается

55 необходимая глубина отбора проб пород и подпочвенного газа.

Герметизирующий направляющий подвижный кондуктор 11 в процессе бурения задает направление скважины, удерживает навесу буровые штанги при спуско-подъемных операциях и служит для извлечения атмосферного воздуха через отвод 17 из полости 19, ограниченной уплотнительной манжетой 8, стенками скважины и герметизирующим направляющим подвижным кондуктором 11. Извлечение атмосферного воздуха из полости 19 необходимо для предотвращения попадания его из полости 19 в затрубное пространство скважины исследуемого интервала, В процессе отбора проб газа нет необходимости создавать вакуум в полости 19, ибо в противном случае (при наличии вакуума в полости 19) атмосферный воздух будет проникать через почву в полость 19. С целью извлечения атмосферного воздуха из полости 19 герметизирующий направляющий подвижной кондуктор 11 углубляется на глубину, чтобы перекрывался только почвенно-растительный слой.

По достижению с помощью шнековой штанги 2 требуемого интервала для взятия пробы подпочвенного газа бурение прекра.цается. На патрубке 12 герметизирующего направляющего подвижного кондуктора 11 устанавливается манжета 13 с зажимным устройством 14 для герметизации полости

19, заключенной между уплотнительной манжетой 8, установленной в верхней части шнековой штанги 2 и герметизирующим направляющим подвижным кондуктором. К отводу 17, смонтированному на герметизирующем направляющем подвижном кондукторе 11, присоединяется устройство для извлечения из полости 19 атмосферного воздуха.

Далее к отводу 17 переходника 15, установленного между редуктором 16 буровой установки-и бурильной колонной 1, присоединяем устройство для извлечения атмосферного воздуха из бурильной колонны при закрытом фильтре. После этого поднимаем весь инструмент на высоту, равную длине выдвижного квадратного фильтра 3. При этом выдвижной квадратный фильтр 3 открывается и в пространство, состоящее из выдвижного квадратного фильтра, полости буровой колонны 1, подпочвенный газ из пробуемого интервала устремляется через выдвижной квадратный фильтр 3 в полость буровой колонны через отвод 17 переходника 15, Время отбора пробы подпочвенного газа продолжается до выравнивания концентрации газа во всей системе, практически это составляет порядка 10 — 15 мин.

1737307

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб пород и подпочвенного газа, состоящее из пробоотборника с кожухом, верхняя часть которого соединена с бурильной колонкой, нижняя часть которой выполнена в виде фильтра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

Составитель Н.Кришталь

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор Э.Слиган

Заказ 1885 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Отбор проб пород из исследуемого интервала производится при подъеме шнековой штанги 2 на поверхность.

По окончании отбора проб подпочвенного газа отсоединяют манжету 13 от бурильной колонны 1, извлекают из скважины бурильную колонну и шнековую штангу 2.

В результате применения предлагаемого устройства, благодаря совмещению в одном технологическом цикле процессов бурения и отбора подпочвенного газа, значительно сокращается общее время на бурение геохимических скважин и опробование интересующих нас интервалов, повышается качество отбираемых проб газа

{представительность проб). При том соблюдается высокая точность привязки отбираемых проб подпочвенного газа к интервалам опробования, отбор проб пород и подпочвенного газа осуществляется в едином технологическом цикле. расширения технологических возможностей и повышения представительности пробы подпочвенного газа, оно снабжено толстостенной полой шнековой штангой с

5 расположенным в ее нижней части внутренним выступом и размещенным внутри нее выдвижным фильтром, выполненным с верхними выступами, причем внутренняя часть толстостенной шнековой штанги выполнена

10 в виде квадратного сечения, а нижняя часть выдвижного квадратного фильтра снабжена режущим буровым инструментом, верхняя часть шнековой штанги снабжена уплотнительной манжетой с уплотнительными коль15 цами, причем верхняя часть бурильной колонны снабжена переходником с отводом.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено установленным в

20 верхней ее части герметизирующим нап равляющим подвижным кондуктором с расположенным по его центру патрубком с бурильными штангами и манжетой с зажимным элементом, расположенным в верхней

25 ее части, причем верхняя часть манжеты снабжена вторым зажимным элементом, а герметизирующий направляющий подвижной кондуктор выполнен с отводом, расположенным в боковой стенке.