Устройство для газометрических исследований буровых скважин

 

О П И С -А -"-Н- И-.-Е (п)682638

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.12.74 (21) 2086004/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

E 21В 47/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (53) УДК 626.241 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (72) Авторы изобретения

В. В. Ягодкин, Л. М. Зорькин, H. В. Лопатин, В. Г. Белоконь, А. В. Тах, В. И. Филимонов и А. В. Щедрин

Всесоюзный нау; по-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОМЕТРИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ БУРОВЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к области газометрических исследований скважин и может быть применено при опробовании в процессе бурения опор ных, структурно-поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин.

Известно устройство для отбора газожидкостных проб «Опробователь пластов», содержащее транспортируемый на тросе внутри колонны бурильных труб пробоотбор- 1р ник (1).

В этом устройстве цилиндрический корпус с фильтром в нижней части, переводник для установки глубинного манометра, впускной и уравнительный клапаны, секционная 1б рабочая емкость с обратными клапанами, головка с аварийным клапаном и механизм дросселя не обеспечивают возможности одновременного бурения и многократного поинтервального отбора забойных герметизированных газожидкостных проб.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для газометрических исследований скважин, включающее корпус и блок соединенных 2б между собой приемных камер с клапанами и фильтр а ми (2) .

Недостатками известного устройства являются невозможность многократного отбора герметизированных газожидкостных 30 проб через необходимые промежутки времени в течение одного рейса долота для точной привязки данных газонасыщенности к разбуриваемому интервалу разреза горных пород; неооходимость нарушения (остановки) процесса бурения для отоора проб, снижающего производительность работ: спуск проооотоорника на канатном ловителе, пакеровка забоинои зоны, вызов притока, отоор пробы, распакеровка заооиной зоны, подъем проооотборника на канате.

Целью изобретения является многократныи отбор глубинных герметизированных проб промывочной жидкости непосредственно в процессе оурения.

Это достигается тем, что устройство снабжено распределительной муфтой с системой взаимосвязанных каналов, полой штангой и цанговыми фиксаторами, причем корпус устройства выполнен двухсекционным, а блок приемных камер телескопически установлен в нижней секции корпуса и соединен через распределительную муфту с полой штангой, имеющей на:наружной поверхности кольцевые пазы, в которых установлены цанговые фиксаторы. При этом нижняя секция корпуса и блок приемных камер имеют впускные отверстия, взаимоудаленные на расстояния, соответствующие интервалам размещения кольцевых пазов

682638 на полой штанге, а между секциями корпуса установлена пружина сжатия.

Подобная конструкция устройства позволяет совместить в единый технологический процесс операции по бурению скважин и отбору герм етизирова нных газожидкостных проб с сохранением забойного газосодержания и давления, чем обеспечивается повышение производительности и снижение себестоимости глубинных газометрических исследований.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг, 4 показан герметический пробоотборник с прибором для замера давления и откачки газа; на фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 4; на фиг. 6 — вид по стрелке Г на фиг. 4.

Устройство состоит из скважинного зонда и прибора для замера давления и откачки газа. Скважинный зонд включает приводную и приемную секции.

Приводная секция включает в себя переводник 1 с верхним разжимным цанговым фиксатором 2, установленным в его внутренней полости, корпус 3, штангу 4 с упорными буртами для зацепления фиксаторами, шпиндель 5, связанный с корпусом шлицевым соединением, нижний фиксатор 6, пружину 7, установленную между корпусом и переводником 8, верхнюю наружную трубу 9, стопор ое кольцо 10.

Приемная секция зонда включает в себя фильтр 11, распределительное стройство 12, промежуточную гильзу 13, в которой размещен блок сочлененных приемных камер, имеющих пробки 14 с уплотнительными элементами, фиксаторы-задвижки 15, установленные в верхних частях приемных камер 16 и соединяющие их между собой, нижнюю наружную трубу 17, корпус 18, уплотнительный элемент 19, пружину 20 корпусной клапанной головки 21, переводник

22 для присоединения долот 23 или колонковых снарядов.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском зонда в скважину производят вакуумирование каждой приемной камеры ручным вакуумным насосом илн вакуумным насосом с электроприводом.

После этого производят сборку приводной и приемной секций зонда, соединяют их быстроразъемным соединением и затягивают резьбу между переводником 8 и верхней наружной трубой 9. Собранный в рабочее положение зонд присоединяют к колонне бурильных труб через переводник 1 и опускают в скважину.

При спуске зонда на забой скважины промывочная жидкость поступает через каналы долота 23 и переводника 22 в зазор между корпусом приемной секции и промежуточной гильзой 13. Пройдя через систему ее осевых каналов и далее через отверстия распределительного устройства 12, промывочная жидкость направляется через внутреннюю полость штанги 4 и переводника 1 в бурильную колонну.

5 При промывке призабойной зоны скважины и в процессе бурения циркуляция промывочной жидкости осуществляется в обратном относительно заполнения колонны бурильных труб направлении.

1р При установке инструмента на забой за счет передачи веса бурильной колонны через элементы 1 и 3 на пружину 7, происходит ее сжатие, сопровождающееся телескопическим перемещением корпуса приводной !.> секции относительно штанги 4 до фиксации конусной головки последней в цанговом фиксаторе 2, B процессе бурения момент вращения передается от колонны бурильных труб на

2р переводник 1 и далее через квадратное соединение корпуса 3 и шпинделя 5 приводной секции, переводник 8 и корпус приемной секции долоту 23.

После проходки намеченного интервала производят отрыв инструмента от забоя на высоту порядка 0,5 — 1,0 метра без прекращения циркуляции промывочной жидкости и вращения колонны. Одновременно происходит перемещение вверх штанги 4 с блоком пробоотборников. Корпус приемной секции зонда с долотом под действием усилия пружины и собственного веса остается на забое до тех пор, пока не соприкоснутся торцы деталей 3 и 5 и не совместятся впускные отверстия в верхнем пробоотборнике и в корпусе, Под действием гидростатического давления происходит отжатие головки 21, при этом промывочная жидкость из затрубного пространства призабойной зоны, пройдя через фильтр 11 и радиальные отверстия в деталях 13, 17 и 18, заполняет пробоотборник. При выравнивании давления внутри пробоотборника и в затрубном пространстве происходит посадка головки клапана на конусное седло и уплотнение поверхности контакта резиновым элементом 19.

Последующие операции по глубинному геохимическому зондированию скважины производятся аналогичным образом путем подъема аппарата над забоем без прекращения циркуляции. При повторной установке снаряда на забой происходит сжатие пружины 7, упор торцов элементов 3 и 5, передающих осевую. нагрузку, и захват цанговым устройством 2 очередной проточки штанги 4.

Последовательность проведения операций глубинного геохимического зондирования скважин задается и регулируется с поверхности.

После заполнения приемных камер всех пробоотборников глубинный аппарат (зонд) д извлекается на поверхность, где произво682638 дится его разъединение на приводную и приемную секции.

Демонтаж приемной секции включает отсоединение распределительного устройства

12 от штанги 4 путем подъема стопорного кольца 10 и удаления пальцев 24 пз пазов, разъединение блока пробоотборннков.

Для контроля герметичности и дсгазации отобранных глубинных проб промывочной жидкост I к каждому из пробоотборнпков присоединяется специальное устройство (редуктор) . Затем, подавая шток-толкатель 25 редуктора в нижнее положение вращением рукоятки 26 по часовой стрелке, обеспечивают отжатие герметизируюшего клапана 21 пробоотборника и передачу давлений газа, содержащегося в пробе, на регистрирующий м аном ет р 27.

После завершения операций по замеру давления газа в пробе открытием игольчатого клапана 28 сообщают внутренюю полость приемной камеры пробоотборника с газосборной емкостью, в которую газ поступает через штуцер 29.

В дальнейшем отобранные глубинные пробы газа направляются на анализ и обработку с помощью газоаналитической аппаратуры.

Формула изобретения

1. Устройство для газометрических исследований буровых скважин, включающее

6 корпгс и блок соединенных между собои приемных камер с клапанами и фильтрами, отличающееся тем, что, с целью многократного отбора глубинных герметпзпрован5 ных проб промывочной жидкости непосредственно в процессе бурения, оно снабжено распределительной м .фтой с системой взаимосвязанных радиальных и осевых промывочных каналов, полой штангой и цанго1О выми фиксаторами, причем корпус устройства выполнен двухсекционным, а блок приемных камер телескопически установлен в нижней секции корпуса и соединен через распределительную муфту с полой штан15 гой, имеющей на наружной поверхности кольцевые пазы, в которых установлены цанговые фиксаторы.

2. Устройство по п. 1, отл ич а ю шее с я тем, что нижняя секция корпуса и блок

20 приемных камер имеют впускные отверстия, взаимоудаленные на расстояния, соответствующие интервалам размещения кольцевых пазов на пологой штанге, а между секциями корпуса установлена пружина сжа25 тия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 317783, кл. Е 21В 49/00, 1968.

ЗО 2. Машины и нефтяное оборудование. Сб.

М, ВНИИОЭНГ, № 7, 1970, с. 22 — 23.

682638 вдг

Рог. Ф

Фиг,b

Составитель И. Карбачинская

Техред Н. Строганова Корректор Т. Добровольская

Редактор Д. Павлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2119/6 Изд. № 521 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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