Устройство для бурения с отбором керна

 

Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: устройство содержит керноотборный снаряд, связанный с переходником, выполненным с входным и выходным каналами. Наружная труба имеет породоразрушающий наконечник в нижней части. В ней размещена перфорированная керноприемная труба Над керноотборным снарядом установлены калиоратор и пакер. В полости керноприемной трубы размещен упругодеформируемый рукав. Винтовой забойный двигатель имеет корпус, ротор, статор и шпиндель с каналами , гидравлически сообщенными с входным каналом переходника. Над ротором размещена перемычка, жестко связанная с корпусом забойного двигателя и выполненная с продольными сквозными каналами, оснащенными обратными клапанами. Над перемычкой установлен пробоотборник, выполненный с впускным каналами с прямыми клапанами. Перемычка выполнена с задвижкой, связанной с ротором забойного двигателя и установленной с возможностью открытия впускного канала пробоотборника . Выходной канал переходника выполнен с обратным клапаном. 4 ил. сл С

СО 03 СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИС ГИНЕ<,КИХ

РЕСПУБЛИК

4, (sl)s Е 21 В 25/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ог<ислник изоБ кткни<

К ПАТЕНТУ (21) 4876334/03 (22) 23.10.90 (46) 15.11,92, Бюл ¹ 42 (71) Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструк.горского института технологии глубокого разведочного бурения (72) Г.К.Ешимов, М.Л.Карнаухов, С.В.Гон <аров и В,М.Ешимова (73) Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектноконструкторского института технологии глубокого разведочного бурения (56) Волков А.С., Волокитенков А.А.Бурение скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости, M. Недра, 1970, с, 128.

Авторское свидетельство СССР

Nã 713979, кл. Е 21 В 25/00, 19ВО. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ С ОТБОРОМ КЕРНА (57) Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: устройство содержит керноотборный снаряд, Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для бурения с отбором керна.

Известны устройства для бурения с отбором керна при обратной приэабойной циркуляции промывочной жидкости, содержащее керноотборный снаряд, породоразрушающий наконечник и дросселирующий элемент, создающий местное дополнительное гидравлическое .сопротивление в затрубном пространстве над забоем.

Недостатком этих устройств является непостоянство обратной циркуляции промывочной жидкости иэ-за меняющегося

„„!Ж„„1776288 АЗ связанный с переходником, выполненным с входным и выходным каналами. Наружная труба имеет породоразрушающий наконечник в нижней части. В ней размещена перфорированная керноприемная труба. Над керноотборным снарядом установлены калибратор и пакер, В полости керноприемной трубы размещен упругодеформируемый рукав. Винтовой забойный двигатель имеет корпус, ротор, статор и шпиндель с каналами, гидравлически сообщенными с входным каналом переходника, Над ротором размещена перемычка, жестко связанная с корпусом забойного двигателя и выполненная с продольными сквозными каналами, оснащенными обратными клапанами. Над перемычкой установлен пробоотборник, выполненный с впускным каналами с прямыми клапанами, Перемычка выполнена с задвижкой, связанной с ротором забойного двигателя и установленной с возможностью открытия впускного канала пробоотборника. Выходной канал переходника выполнен с обратным клапаном. 4 ил. .Ъ гидравлического сопротивления в эатрубном пространстве над забоем, вследствие отклонений ст цилиндрической формы поверхности стенок ствола скважины, Указанный недостаток ликвидирован в устройствах, где вместо дросселирующего элемента применен изолирующий пакер, Известно также устройство для бурения с отбором керна, содержащее керноотборный снаряд, связанный с переходником, выполненным с входным и выходным каналами, наружной трубы с породораэрушающим наконечником в нижней части и размещенной в ней перфорированной кер1776288 ноприемной трубой, калибратор и пакер, установленные над керноотборным снарядом.

Недостаток известного устройства заключается B низкой эффективности при бурении и опробовании глубокозалегающих пластов, так как требуется производить дополнительный спуск пластоиспытателя, что в таких условиях приводит к значительным непрои водительным затратам времени, При этом параметры пласта. находящегося длительное время вскрытым, подвергаются изменениям, что приводит к искажению результатов геологического опробования.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства при бурении и опробовании глубокозалегающих пластов.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для бурения с отбором керна, содержащее керноотборный снаряд, связанный с переходником, выполненным с входным и выходным каналами, наружной трубой с породоразрушающим наконечником в нижней части и размещенной в ней перфорированной керноприемной трубой, калибратор и пакер, установленные над керноотборным снарядом, снабжено упруго-эластичным рукавом, размещенным в полости керноприемной трубы, винтовым забойным двигателем с корпусом, ротором, статором и шпинделем с каналами, гидравлически сообщенным с входным каналом переходника, перемычкой, выполненной с продольными сквозными каналами, оснащенными обратными клапанами размещенной над ротором и жестко связанный с корпусом забойного двигателя, размещенным над перемычкой пробоотборником, выполненным с впускным и выпускным каналами с прямыми клапанами, при этом перемычка выполнена эадвиж ой; установленной с возможностью открытия впускного канала пробоотборника и связанной с po70pof4 забойного двигателя, а выходной канал переходника выполнен с обратным клапаном.

При этом повышается эффективность бурения с отбором керна и опробования пластов путем совмещения этих операций во времени, благодаря чему повышается надежность перекрытия опробуемого пласта, снижается количество используемой аппаратуры, повышается качество и информативность проб пластовых флюидов и керна горных пород, слагающих пласт.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения с отбором керна в процессе бурения, «ид сбоку, продольный разрез; на фиг.

2 — разрез по А-А на фиг. 1; на фиг, 3—

55 устройство в процессе опробования пласта; на фиг. 4 — задвижка и храповой механизм, Устройство для бурения с отбором керна содержит колонковое долото 1, соединенное с наружной трубой 2 керноотборного снаряда, внутри которой размещена керноприемная труба 3 с кернорвателем

4. Калибратор 5, пакер 6 нажимного действия и подшипниковый узел керноприемной трубы 3 размещен с возможностью замены в переходнике 8. в котором выполнены выходной 9 и входной 10 каналы, преобразующие нагнетательный поток промывочной жидкости в обратный в приэабойной зоне под пакером 6, Калибратор 5 закреплен на переходнике 8 гайкой 11. а пакер 6 установлен с возможностью вращения относительно переходника 8 и калибратора 5. По длине керноприемной трубы 3 выполнены перфорационные отверстия 12, а в верхней части размещен упор 13, на котором закреплен упруго-эластичный рукав 14, размещенный вдоль стенок трубы 3. Над выходным каналом 9 размещен обратный уупругозластичный клапан 15, предотвращающий переток жидкости из эатрубного надпакерного пространства в подпакере, В качестве привода используется забойный винтовой двигатель с корпусом 16, ротором 17, статором 18 и шпинделем 19 с каналами 20, сообщенными со входным каналом 10 переходника 8. В полости над ротором 17 размещена жестко соединенная с корпусом 16 двигателя перемычка 21 с каналами 22, оснащенными клапанами 23. Над перемычкой 21 размещен пробоотборник 24, оснащенный каналами

25 и 26 с клапанами, Входной канал 25 пробоотборника 24 снабжен задвижкой 27 с зубцами на нерабочем участке, соединенной через храповой механизм 28 в виде муфты с зубчатым сектором и собачкой и карданный вал 29 с ротором 17. Корпус 16 забойного двигателя соединен с бурильными трубами 30.

Устройство работает следующим образом, При спуске в скважину пакер 6 находитсА в растянутом состоянии и не создает препятствий, находясь под защитой калибратора 5. При бурении колонковое долото 1 создает пилотный ствол. имея, например, диаметр 187,3 мм (геологоразведочный ста нда рт).

Калибратор 5 расширяет ствол до 190 мм (геологоразведочный стандарт) или 215 мм (нефтяной стандарт) непосредственно под пакером 6, благодаря чему последний работает в калиброванном стволе, обеспечивал хорошее уплотнение и направление всей истекающей иэ каналов 10 жидкости на

1776288 забой скважины. Жидкость, охлаждая колонковое долото 1 и увлекая шлам, поступает в керноприемную трубу 3 и поднимает образовавшийся керн до упора 13. При этом жидкость со шламом перетекает по межтрубному пространству, воздействуя на керн через окна 12 посредством упруго-эластичного рукава 14, предотвращающего заклинивание, зашламование и загрязнение керна промывочной жидкостью. Далее жидкость по каналу 9, отгйбая клапан 15, уходит в надпакерное пространство, Продвижение керна в полости рукава 14 способствуют пульсации потока промывочной жидкости и низкий коэффициент трения в паре "горная порода — мокрая резина", Закрепленный на карданном валу 29 эксцентрик тыльной стороной отжимает собачку на храповом механизме и поэтому в процессе бурения задви>кка 27 продолжает перекрывать входной канал 25 пробоатборника 24, препятствуя паступлени а труда, промывочной .жидкости из нисходящего патака, По окончании проходки интервала на длину керноприемной трубы 3 некоторое время прокачивают проглывачную жидкость, очищая забой ат шлама до выноса его на поверхность. Зате прекраща ат подачу жидкости и враща|от вправо колонну бурильных труб, При этом эксцентрик, закрепленный на карданном валу 29, торцевой стороной воздействует на собачку, соединенную с муфтой храпового механизма, зубчатый сектор которого при повороте муфты

tl0BopB÷èDàåT задвижку 27 на угол, определяемый размерами зубчатого сектора, воздействующего на зубцы нерааачего участка задвижки 27.

При этом сначала промывочная жидкость иэ подпакерного пространства, а затем и пластовая жидкость прокачивается винтовым насосом через проооотбарник 24, входной отверстие 25 которого открыто перемещением задвижки 27, а каналы 22 в перемычке 21 перекрыты клапанами 23, Пакер 6 и клапан 15 надежно перекрывают опробуемый пласт от промывочной жидкости, находящейся в затрубном пространст20

45 ве, а рукав 14 облегает керн, изолируя его от опробователя и от потока прокачиваемой жидкости.

После заполнения пробоотборника 24 пластовой жидкостью, определяе мом по истечению расчетного времени работы опробователя, устройство извлекают из скважины, При этом клапаны в каналах 25 и

26 пробоотборника 24 удерживают пластовую жидкость в нем. а кернорватель 4 удерживает керн в керноприемной трубе 3, Пакер 6 разжимаетсч после снятия осевой нагрузки и не препятствует извлечению устройства на поверхность.

Формула изобретения

Устройство для бурения с отбором керна, содержащее керноотборный снаряд, связанный с переходникам, выполненным с входным и выходным каналами, наружной трубой с парадораэрушающим наконечником в нижней части и размещенной в ней перфорированной кернаприемной трубой, калибратор и пакер, установленные над керноотборным снарядом, а т л ич а ю щ р. е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства при бурении и опробовании глубокоэалега|ащих пластов, GHo снаб:кено Ytlp) t оэластич 4ы л рукавом, размещенным в полости кернсприемной трубы, винтовым забойным двигателем с корпусом, ротором, статарогл и шпинделем с каналами, гидравлически сообщенными с входным каналом переходника, перемычкой, выполненной с продольными сквозными каналами, оснащенными обратными клапанами, размещенной над роторам и жестко связанный с корпусом забойного двигателя, размещенным над перемычкой пробоотборникам, выполненным с впускным и выпускным каналами с прямыми клапанами, при этом перемычка выполнена с задвижкой, установленной с возможностью открытия впускного канала прообоотборника и связанной с ротором забойного двигателя, а выходной канал переходника выполнен с обратным клапаном.

1776288

1 1 16288

Р .3

Составитель В. Ешимова

Редактор Т. Иванова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Долинич

Заказ 4047 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